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篇1
Keywords: high pressure jet grouting pile; construction technology; construction parameter
中途分类号：TU-02 文献标识码：A
一、工程概况
曹妃甸煤码头廊道底板下粉质粘土层范围采用高压旋喷桩复合处理地基，布置长度范围为翻车机房地下结构以东99.60m，布置宽度13.6m，旋喷桩直径φ1000mm，东西向桩间距为1800mm，南北向桩间距为2000mm，桩高程范围：顶标高（廊道主体碎石垫层底标高）-15.262m～-11.406m，底标高-25.0m，桩长13.594m～9.738m。旋喷加固桩体设计强度≥2MPa，旋喷桩数量为778根，置换率为22.6%。
（一）高压旋喷桩成桩主要跨越3个土层，粉细砂3标高范围－4.06m～－14.16m，粉质粘土1标高范围－14.16 m～－21.06m，粉质粘土3标高范围－21.06m～－26.06m。
旋喷桩与加固土层关系示意图见下图：
（二）主要工程量
二、总体施工情况概述
本工程于2006年12月19日正式开工，2007年4月4日全部施工完毕，历时107天。
高压旋喷桩施工与廊道地连墙施工相互干扰，不能同时进行施工。施工廊道地连墙的天津深基公司认为廊道地连墙要先施工完，然后再施工高压旋喷桩，旋喷桩与地连墙最小净距为700mm，距离太近，高压旋喷桩如先施工的话，会出现串孔现象，廊道地连墙就无法成槽，不同意先施工高压旋喷桩。
考虑到旋喷桩工期的影响，在廊道地连墙没有开始施工的东廊道要先施工完旋喷桩。项目部就现场的实际情况咨询了旋喷桩方面的专家查振衡教授，查教授结合了现场的土质情况及以往的施工经验，表示先进行旋喷桩施工不会影响廊道地连墙的施工。最后项目部同中交项目部及天津深基公司达成共识：天津深基公司先进行西廊道地连墙的施工，项目部先进行东廊道高压旋喷桩施工，在每个廊道提供出一定工作面后，再进行另一工程施工。后经过检验证明，先进行旋喷桩的施工对地连墙施工没有影响，项目部这一决策是旋喷桩能够正常完工的根本保证。
项目部先在东廊道地基加固区域投入1套设备，后期在西侧廊道提供工作面后，投入3套设备同时进行施工，为避开同翻车机房地连墙及灌注桩的施工干扰，待该区域地连墙、灌注桩施工完后，即安排进入该施工区域进行施工。
三、工程难点
（一）高压旋喷桩在粉质粘土层作为加固体并不多见，施工参数的确定是高压旋喷桩能否达到设计强度的重要因素。
（二）高压旋喷桩施工与廊道地连墙施工相干扰，制定合理的施工顺序是保证旋喷桩工期的主要因素。
（三）高压旋喷桩施工时间正值冬季，预防管路的防冻是能否进行正常施工的重要条件。
四、施工总平面布置
（一）施工条件
施工现场处于由吹填海底砂形成人工岛环境，四周临海，未有形成陆上通水、通电条件。
（二）施工场地整平
为了方便钻机和高喷台车的施工，首先用推土机将旋喷桩施工区域的场地进行整平、碾压，然后回填30cm厚山皮石进行整平、碾压，碾压后施工区域的标高同廊道地连墙导墙顶标高。
（三）施工机组布置
采用临时制浆站制备高喷灌浆的水泥浆。每个制浆站储备水泥量为200t，布置1台高压泥浆泵、1台水泥搅灌机 、1台低速搅拌机，1台发电机、1台空压机。制浆站位置距高喷台车不大于80m，水泥棚采用彩条布覆盖。水泥浆通过高压管送至高喷台车，进行高喷施工。
（四）施工用电
现场施工及照明用电均由柴油发电机供应。
（五）施工用水
利用现场的300米深井，以解决制备泥浆及水泥浆等施工用水。
（六）废浆池
利用施工区域东侧的吹填区做为高喷施工作业的废浆池。
五、施工工艺
（一）桩位布设
本工程高压旋喷桩加固范围为2个廊道基坑：每条廊道地基旋喷处理范围99.6m×13.6m，成桩桩径1000mm，按设计要求采用正方型布孔。为保证旋喷桩桩头的有效长度和强度，旋喷桩顶标高比设计高度高0.5m。具体详见旋喷桩桩位平面布置图（附图一）。
旋喷平面布孔示意图：
（二）施工参数
廊道基础高压旋喷桩的施工参数根据施工现场的土质条件，加固要求，结合中国水利学会地基与基础工程专业委员会委员、咨询专家查振衡教授介绍以往的施工经验，确定旋喷桩施工参数如下：
六、检测项目
（一）旋喷桩桩头开挖检验
在高压旋喷桩施工前，监理要求把施工的第1根桩做为试验桩，桩顶标高为地面标高下返50cm，在成桩14天后对桩头进行开挖检验，以此做为旋喷桩成桩质量的一项依据。
2007年1月3日同监理一起对试验桩进行开挖检验，从桩头的外观上看旋喷桩的成桩质量较好，成桩直径达到了设计要求。
（二）旋喷桩室内试验
1、设计要求
旋喷桩桩身强度：取水泥土配合比相同的室内加固土试块，在标准养护条件下28天龄期的立方体抗压强度平均值fcu=2MPa，以试验值为准。
2、试验过程
试验目的
按照设计要求，取现场实际地层的土体与施工用的P.O42.5R水泥和水按一定的比例做室内加固土试块，以此试块28天强度确定旋喷桩的桩身强度。
试验材料
a、水泥：唐山冀东水泥股份有限公司生产的盾石牌P.O42.5R水泥。
b、天然土样：施工区域所取土样，粉细砂3、粉质粘土1、粉质粘土3。
c、水：施工现场的深井水。
天然土取样方法
a、在廊道旋喷桩施工区域内，用钻机钻至需要深度，取出所需天然土样；
b、取出的土样，用塑料袋密封保存，以免水份散失。
c、取土样范围：粉细砂3标高范围－4.06m～－14.16m，粉质粘土1标高范围－14.16 m～－21.06m，粉质粘土3标高范围－21.06m～－26.06m。
试验参数
水泥浆的水灰比：1,水泥浆喷射流量： 70L/min,提升速度：10cm/min，
天然状态下粉质粘土1含水率：26.5%，密度：1.92t/m3,
天然状态下粉质粘土3含水率：31.9%，密度：1.85t/m3,
室内试验共做3组，要求每组试块在标准养护条件下分别做7天、14天、28天、60天、90天抗压强度试块。
以下3组为成桩1延米所用试验原材料的比例（所用土样为天然状态）：
a、第1组：
粉质粘土1：P.O42.5R水泥：水＝1.51t：0.522t：0.522t
b、第2组
粉质粘土3：P.O42.5R水泥：水＝1.45 t：0.522t：0.522t
c、第3组
粉细砂3的含水率及天然重度设计地质资料中没有给出，试验单位根据所取土样计算出粉细砂3与P.O42.5R水泥及水的比例。
试验结果
室内试验结果统计表
结论
试验结果满足设计fcu﹥2MPa要求。
（三）旋喷桩钻孔取芯检测
根据监理要求，对旋喷桩试验桩D276进行钻孔取芯试验，来检验旋喷加固体的实际强度。于2007年1月24日进行了旋喷桩无侧限钻孔取芯检测。
结论：被检试块的无侧限抗压强度均大于2.0 MPa，满足设计要求。
（四）复合地基承载力试验和单桩承载力试验
1、设计要求
承载力检验采用复合地基载荷试验和单桩载荷试验，载荷试验必须在桩身强度满足试验条件时进行，并宜在28天后进行，检验数量为桩总数的1%，且每个廊道不应少于3点。复合地基承载力标准值：160KN/m2,单桩竖向承载力特征值：518KN。
2、试验过程
检测数量
1）复合地基静载荷试验：东、西廊道各4块，总计8块，抽检率1%。
2）单桩静载荷试验：东、西廊道各4点，总计8点，抽检率1%。
执行规范
《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)
《建筑地基处理技术规范》（JGJ79－2002J220－2002）
仪器设备
本次检验所用的主要仪器设备：JCQ－503A静载荷试验仪，设备编号：060103。
试验结果
静载荷试验结果统计表
成果分析
由复合地基载荷试验成果，地基最大沉降量为6.58mm～10.25mm,廊道复合地基承载力特征值fak﹥160KN/m2,满足设计要求。
由单桩载荷试验成果，试验最大沉降量为8.97mm～19.71mm,单桩承载力满足使用要求。
结论
廊道单桩承载力特征值Ra﹥518KN,复合地基承载力特征值fak﹥160KN/m2,均满足设计要求。
篇2
道路软基在现代道路修建中是道路修建者经常会遇到的问题，道路软基一般是指道路的地基以前曾经是池塘、沼泽地、洼地、河流等，这样的道路总体的有一个共同的特点：道路的地下淤泥层比较深厚、含水量比较高，而且淤泥的分布不均匀，道路下的淤泥层可能会发生地质沉降。如若按普通的施工过程铺设道路，道路则会在地质沉降的影响下造成路面沉陷开裂，严重缩短道路的使用寿命。因此，在此类路面的施工中，必须针对软基路面进行一些处理。
现代道路软基处理主要有以下方法：表层处理法、添加固化剂、竖向排水法、铺垫材料法、基底换土法、降低地下水法、塑料排水法、粉喷桩法、水泥搅拌桩法、振冲碎石桩法、挤实砂桩法等等。上述所提的软基处理方法并不能涵盖当今所有的道路软基方法，而且在使用这些方法的同时，应该结合工程道路的具体情况如地质实际情况、地理位置、工期造价等多方面因素考虑。除此之外，上述的方法并非单独使用，在实际施工中，往往要将其中几种方法综合使用以达到最佳施工效果。
二、高压旋喷桩
高压旋喷桩，顾名思义，是指用高压促动高速旋转的喷嘴将水泥浆或其他建筑材料替代品喷入土层中，与土层中的土体充分混合并形成了连续混搭的水泥和土体的混合加固体。这样，原来比较松软的道路软基能够提高不少强度，高压旋喷桩比较适宜使用在处理淤泥、松软型泥质土、可塑性较强的粘土、砂土等地基。因此，在一般情况下，高压旋喷桩在道路软基处理中占有比较重要的地位。
高压旋喷桩施工中应该注意的问题：首先，应根据地基的实际情况因地制宜，综合考虑地基类型和地下实际结构形式等因素，做到技术先进化、工程质量最优化，工程造价最低化；其次，高压旋喷桩注浆形式有摆喷注浆、定喷注浆和分旋喷注浆三种类别，应根据不同的工程选择相应合适的注浆方式；然后，应注意高压旋喷桩不适宜于用在卵石、块石等较多的路面状况下，除此之外，地下水流速过快的路面和地下水腐蚀性过强的路面也不适于用高压旋喷桩施工；最后，高压旋喷桩主要用来地基的加固处理，因此，比较适宜用在软基路面。
三、方案研究
由道路软基的特点可知在处理这类问题时使用高压旋喷桩施工可以提高工程效率，缩短工程时间，减少工程造价。总之，高压旋喷桩在软基路面施工中占有很重要的地位。因此，现在高压旋喷桩的施工方案并不是十分完备，笔者认为相关方案的研究可以加快高压旋喷桩在道路软基处理中的运用。
1.道路软基处理中实施高压旋喷桩的一般方案
高压旋喷桩施工的一般步骤是：①现场勘探。施工前要充分勘探施工现场周围环境，观察是否有不适宜用高压旋喷桩的道路状况，并依据现场情况画出施工图，为了保证高压旋喷桩施工下一步的顺利进行，必须进行充分的现场勘探；②高压旋喷桩机定位。即现场施工工人按照施工图上的标识结合现场实际情况放样，在此基础上做好旋喷桩机的定位，做好钻机成孔的明确标识，为下一步的做好准备；③钻机成孔。在高压旋喷桩喷射注浆前必须进行钻机成孔，各桩成孔的深度是由要求的，一般要比设计的深度多0.5m，成孔时应时刻注意保持钻机机体的水平机架不平时注意垫平；④高压旋喷桩设备调试。使喷管处在自由垂直状态时喷管正对之前钻机成孔的孔心，控制偏差不得大于孔径的一半，保证下面注浆的顺利进行；⑤下旋高压旋喷管。即在检查喷浆口通畅完好的基础上做喷浆实验，当测定的喷浆压力符合设计数值时下旋喷管，准备喷浆；⑥水泥浆液配送。针对路面状况搅拌相应不同浓度的水泥浆，当高压旋喷管口冒浆处于正常状态时，开始旋喷提升；⑦泥浆外排。清洗器械之前必须做的一步，与此同时，注意做好已喷桩位的补浆回灌工作和废浆处理工作；⑧清洗器械。防止水泥浆固化，影响旋喷桩机的寿命和工作效率。
2.方案细节
篇3
高压旋喷桩作为公路路基施工最有效的方法之一，它是在化学注浆的条件下，使用高压射流切割技术。在实际利用中，高压喷射设施具有体积小、设备简单、占地面积不大，高度只有3.0到4.0米，并且能在各种低矮或者狭窄区域施工的技术。在不中断的吊车运营和生产运营中，具有材料便宜、操作简单、效率高、加固效果良好等优点。适用于厚度为14米以上的软土层，或者软土塑性高、含水率高、强度低、稳定性差、压缩性高、沉降后要求高的软基工程。
软土性质以及高压旋喷桩施工工艺
软土性质和工程影响
根据软土形成工程可以分成：内陆湖盆、河滩沉积、沼泽沉积与沿海沉积四种类型。变形破坏作为软土地基最常见的地质问题，由于抗剪强度、承载力有限，在长时间作用下，很容易发生由于强度丧失，对路基造成损害。由于软土变形沉降量大，具有很高的压缩性，所以经常出现变形损坏或者开裂。由于软土含水量较大，大部分超过或者接近流塑、软塑状态；在建筑荷载排水不畅，强度增长有限的过程中，沉降时间延长，从而对工程质量和建设造成影响。另外，由于软土结构相关复杂，在不均匀垂直、平面分布中，极容易发生沉降，让建筑结构出现破坏或者裂缝现象。
高压旋喷桩施工工艺
工艺原理
高压旋喷桩作为高压喷射技术之一，高压喷浆是用钻机在预定地点进行钻孔，再将带有喷嘴的注浆管放到孔底，通过20MPa的高压泵让浆液从喷嘴流出；在土体连续集中工作中，提高边旋转边和注浆管，进而形成圆柱或者壁状混合物，最后凝固成固结体，进行地基加固或者地下防渗工作。
由于高压喷浆速度快、流量大，对任何土质都有强大的搅动作用和冲击力。经过大量应用实践，该法对淤泥质土、淤泥、粘性土、黄土、碎石土以及人工性填土都有良好的应用成果。目前的处理深度已经超过30米。对于植物根茎繁杂、块石较大的地基，由于喷射流自身因素限制，处理效果不太理想；对于过多有机值得土层，必须根据现场试验，明确适用范围。
施工准备
在三重管施工中，高压喷射钻机一般选用SH-30或者XJ-100型浅孔钻孔；如果地基中含有厚度不高的沙砾，则选用76型震动机处理。对于二重管法或者单管法的高压泥泵，一般使用SNC-H300水泥浆处理。由于高压喷射注浆压力越大，处理效果就越好，因此以上设备都能满足技术要求，气流压力一般控制在0.7MPa，高压水流和水泥浆液压力始终低于20MPa，低压灌浆压力在1.0MPa左右，旋转速度为10到20r/min，钻杆速度为0.1到0.25m/min之间。注浆材料一般使用32.5或者42.5号的硅酸盐水泥。按照工程施工需要，也可以在水泥中掺入适量掺合料和外加剂，进而改善水泥性能；例如：氯化钙、水玻璃有早强速凝作用，粉煤灰作为掺合料，三乙醇胺、沸石粉可以作为防冻剂等。
施工工艺
在钻孔就位后，为了保障钻孔预定深度，可以利用旋转震动或者地质钻孔的方式进行。当钻孔机顺利成孔后，使用锤击或者旋转震动的方法保障注浆深度。当注浆管到达预定深度后，御管喷射长度必须大于100毫米；对于同层土进行喷射，可以通过结题强度，在顶部或者底部进行复喷，保障处理质量。当注浆管顺利拔出后，再重复上列施工工序。
高压旋喷桩质量控制
在海拔为1.5到3.8米的海岸线中，该工程要求建立在公路主干线和交叉线上。公路沿线有鱼塘、堤坝、道路路基和农镇覆盖不等的人工杂土，其他地段为亚粘土、淤泥质土和淤泥等不良土质。根据该地软土性质，旋喷桩间距为1.95米，场外间距为1.8米，以三角形呈现。旋喷桩水泥使用P.C32.5号的硅酸盐水泥，用量始终在230千克每立方米，旋喷桩深度始终低于10到12米的软土深度，加固深度微微-12米到-16米之间。
为了保障工程施工质量，本项目根据设计要求和土质情况使用对应的施工机具和方法。旋喷速度、喷灰量、压力作为影响成桩质量的主要因素，施工前必须根据相关参数标准，做好记录工作。孔位由专门的负责人进行防线定位，同时钻孔前必须对其进行孔位复核，并且误差始终在5厘米以内通过技术负责人对钻孔深、注浆深度进行审核，让钻孔垂直度始终不会超过设计标准。在流量与压力控制中，如果压力下降、上升超过工程标准，都是注浆管异常现象造成的，具体原因可能是漏浆、接头松动或者堵孔，针对这种现象必须立即停机，当修复好后，再进行喷孔工作。
在施工质量检验中，高压旋喷一直贯穿于整个施工过程，所以现场工作人员、质检人员必须做好工艺检验。在施工中随时做好计量与施工记录工作，并且根据施工工艺要求，做好质量评价。在这过程中，水泥用量、桩长、黏稠比重、钻头旋转速度、注浆流量一直是质量检验的重点。在高压旋喷桩成桩一周后，通常使用千层开挖的方式，对整体性、垂直度、均匀性以及开挖深度进行检测，检查频率为整个工点桩数的0.1%。当旋喷桩完成28天后，再进行抽芯取样，成桩试验一般根据桩长范围进行取样，对于大面积施工，则根据上、下、中三个不同的深度进行钻孔取芯。钻芯取样法是在四分之一的桩径处进行垂直取芯，再进行抗压强度试验，需要注意的是：抗压强度必须大于设计强度，每个工点都必须大于3根，检测频率为2%。通过检查钻芯取样旋喷均匀性，检验桩底、桩长是否穿过软土层。通常桩体有断喷或者喷浆不均匀的现象，都被列为不合格桩。
当成桩28天后，通过检验复合型地基与单桩承载能力，保障承载能力始终搞预算设计值，每个工点仍然大于3根，检验频率为2%。对于不满足施工质量标准的情况，应该立即报告给设计单位，使用补桩策略进行补救。
结束语：
高压旋喷桩作为软土地基重要的技术，可以和桩间生成复合型地基，在减少沉降的过程中，保障地基承载能力。因此，在实际工作中，必须根据工程实际情况以及存在问题，强化质量控制过程；在不断总结、探索的过程中，保障施工方案和施工质量。
参考文献：
[1] 司良记.高压旋喷桩在软土地基中的应用[J].科技资讯,2010,(11):39-39.
[2] 李建康.深长高压旋喷桩加固处理软土地基施工技术[C].//第十一届中国科协年会论文集.2009:330-333.
篇4
1 工程概况及地质情况
1.1 工程概况
某国道高速公路工程起自天津滨海新区大神堂附近，止于京沪高速石各庄镇东南，远期西延京津高速公路三线，途径蓟运河、潮白河、青龙湾故道、北京排污河、引滦明渠、永定河泛区、北运河等，二期工程全线采用全封闭、全立交双向8车道的高速公路标准，设计时速120km/h，路基宽度42m。
1.2 水文地址情况
本工程地表沟渠较多，浅层地下水主要是空隙潜水，受降水及河水补给等影响较大。经勘测，揭示了全新统(Q4)及上更新统(Q3)部分地层，地基土层按时代、成因和工程地质性质综合分析，可划分为9个地质时代的土层，每层土根据物理力学指标可进一步分为若干亚层，具体如下：第一层：人工填土层(Qml)；第二层：第Ⅰ陆相层(Q43al)；第三层：第Ⅰ陆相层(Q43l+h)；第四层：第Ⅰ海相层(Q42m)；第五层：第Ⅱ陆相层(Q41h)；第六层：第Ⅱ陆相层(Q41al)；第七层：第Ⅲ陆相层(Q3eal)；第八层：第Ⅳ陆相层(Q3cal)；第九层：第Ⅴ陆相层(Q3aal)；其中，第二层至第五层土质均处于可塑-软塑甚至流塑状态，中-高压缩性，工程地质较差，第五层层底标高-13.73～-11.82m；第六层以后由亚粘土、砂土等组成，处于可塑-硬塑状态，中-低压缩性，土质转好。
2 高压旋喷桩机理及关键工艺参数
2.1 高压旋喷桩原理
2.1.1 高压旋喷桩概述
高压旋喷施工，就是利用钻机把带有喷嘴的注浆管钻至土层预定的位置后，用高压旋设备将水泥浆从喷嘴中喷射出，冲击切削土体。当能量大、速度快、呈脉动状的喷射流的动压超过土体结构强度时，土粒便从土体中剥落下来，一小部分细小土粒随浆液冒出地面，其余土粒在喷射流的冲击力、离心力及重力等作用下，与水泥浆液搅拌形成混合浆液，并按一定的浆土比例和质量大小，有规律的重新排列。浆液凝固后，便在土中形成一个有一定强度的圆柱状固结体，这就是旋喷桩。
2.1.2 加固机理
⑴因为有旋喷桩的存在，使得软弱土层在荷载作用的下，由原来的无侧限状态转变为有一定边界条件的应力状态，从而提高了旋喷桩之间土的强度；⑵由于旋喷桩在自重作用下对其周围有一定的挤密压实作用，即桩的侧壁摩擦阻力，也使得桩周围的软弱土层承载力提高；⑶在旋喷施工中，由于高压喷射流的冲击，旋喷作用范围内的土体被切削、破坏，土体中的一小部分颗粒被喷射浆液置换出地表，其余的颗粒则重新排列分布，一般情况下，小颗粒在中部居多，而大颗粒或土团多分布在外侧或边缘，四周未被切削下来的土体被挤密、压缩，从而提高了被处理断面的承载力；⑷旋喷结束后，当水泥土混合浆液尚未凝结时，这种浆液由于初始压力的作用，将对四周的土体存在一定的挤压力，并产生压密作用，并使部分浆液进入土粒之间的空隙中，形成“脉”状、“板”状水泥结石体，这种情况在开挖检查中比较明显，同样也提高了土体的承载力。
2.2 关键工艺参数
按照设计图纸，通过对试验段试桩的总结、加固土的室内试验结果、被加固土的性质及单桩承载力的要求等综合因素，确定了以下设计参数和施工参数。
2.2.1 设计参数
⑴桩长：按区域10m-18m不等；⑵桩径：0.60m；⑶布置形式：间距2m，梅花型布置；⑷水灰比：1：1；⑸桩芯无侧限强度(28d)：桩顶-2/3L:≥4.2MPa，2/3L-桩尖：≥3.3MPa。
2.2.2 单桩承载力：
⑴喷嘴直径：φ2.5mm；⑵注浆压力：25-30MPa；⑶钻杆旋转速度：18-22r/min；⑷钻杆提升速度：200-250mm/min；⑸水泥用量：不少于200kg/m；⑹水灰比：1：1；⑺相对密度（灰浆比重）：1.52；⑻水泥：P.O32.5（325普通硅酸盐水泥）。
3 高压旋喷桩的质量控制
3.1 主要工艺的技术要求及质量控制
3.1.1 测量放线
定位轴线采用全站仪放样，然后计算每根桩的偏角及距离坐标，用尺测放，桩位偏差不大于5cm。
3.1.2 钻机就位
钻机应平稳安放于设计孔位之上，并确保垂直，使用水平尺及机架上的垂线进行双向控制，倾斜率不得大于1%。
3.1.3 浆液配置
水泥和水在检验合格后方可使用，应严格按照1：1的设计水灰比配置水泥浆。根据各机组搅拌桶的体积大小准确标定每桶浆液水及水泥的用量，充分搅拌均匀，搅拌时间不少于3min。施工过程中应定时、不定时的用比重计检查浆液比重。
3.1.4 钻孔
钻孔时按照“先两侧，后中间”相隔跳跃式成桩，以使两边强度平衡，减少偏移，防止窜孔。为了预防泥砂堵塞喷嘴，应边射水边钻进，水压不超过1MPa。
3.1.5 喷射
当喷管插入至预定深度后开始施压，浆液喷出并达到设计压力后进行旋喷，桩前端原地旋喷不少于30s，然后自下而上旋喷提升，提升至桩头以下2m范围内，重复旋喷下沉提升，进行复搅。施工过程中应检查注浆压力、旋转速度、提升速度、浆液初凝时间等，并做好相关记录。
3.2特殊情况处理
3.2.1孔口冒浆量少、不连续或不冒浆
此种情况的原因有两种：一种为土质过于松软，可适当进行复喷处理;第二种为地层中可能有较大空隙，应在浆液中掺入适量的速凝剂，缩短固结时间，或减少用水量，在不返浆地段进行静止灌浆，直至孔口返浆后，再正常旋喷注浆。
3.2.2 孔口冒浆量过大
冒浆量小于注浆量的20%，视为正常现象，超过20%应采取以下措施：可适当增加旋转速度，加快提升速度，增大喷射压力，适量缩小喷嘴直径。有时大量冒浆但压力下降，可能是注浆管被击穿或有孔洞，使喷射能力下降，此时应拔出注浆管进行检查。
3.2.3压力上不去
可能是以下原因，应逐项进行检查：安全阀压力过低，或吸管内留有空气或密封圈泄漏;栓塞油泵调压不够;泵阀损坏，油管破裂漏油;安全阀和管路接头处密封圈不严;活(柱)塞或缸套损坏。
3.2.4 压力骤然上升
原因有三，应检查修复：泵体或出浆管路有堵塞;喷嘴堵塞;高压软管清洗不净，浆液沉淀或其他杂物堵塞，影响管路通畅。
3.2.5 压力不稳定
出现这种情况时应检查：油管是否泄漏;泵体或吸浆管是否有泄漏或存在空气;泵体注塞杆是否过长;泵体在安装时是否严密。
3.2.6 注浆间断后的处理
在施工过程中，若出现设备故障等情况造成注浆间断，应立即检查修复或使用其他旋喷设备，在固结初凝之前继续施工。为防止注浆间断造成固结体内出现软弱夹层，影响固结体的均匀性和整体性，需要进行搭接处理，搭接长度可按下式计算：
式中：A-注浆间断后重新喷射注浆时要求的搭接长度，不得小于10cm;a-固结体收缩率，由现场试验确定;b-注浆间断前喷射总高度(cm);t-注浆间断时间(h)，大于2h时以2h计。
4 效果检验
4.1单桩承载力检测
经静载和抽芯检测，结果表明，所测4根桩的单桩竖向极限承载力值均不小于620kN，满足设计要求。
4.2 触探及钻孔抽芯检验
篇5
Keywords: embankment on soft subgrade; foundation pit supporting; high pressure jet grouting pile
中图分类号：U213.1 文献标识码：A文章编号：2095-2104（2012）
1工程概况
京九铁路电气化改造工程新张湾中桥为2-10m框架桥，位于武穴至蔡山区间，因曲线小半径改造而新建，与既有铁路桥最小间距3.41m。既有框架结构为2-10m框架，设耳墙式桥台，台后填砂，浆砌片石锥体护坡，框架桥北京侧半幅为交通，九江侧半幅为排洪。新建桥梁基坑开挖时需要挖除既有桥台锥体，同时影响既有桥台后路堤土体稳定，桥位布置如图-01所示。
图-01新建框架桥平面布置示意图 单位cm
根据现场调查情况及前期在该地段路基软基处理施工情况，地表1.0m左右为粉砂土，硬塑，其下15m左右为粉质黏土，软塑，σ0=50Kpa，地下水丰富，埋深在地面以下1～1.5m。
2 基坑支护方案确定
2.1 桥梁基坑开挖存在的难题
（1）紧邻既有铁路为繁忙干线，需确保绝对安全，安全压力极大；
（2）新建框架桥与既有铁路桥最小间距3.41m，对既有桥台锥体的开挖量大，且台后锥体填料为中粗砂，稳定性差。基坑开挖面与既有路堤顶面高差达9m，无法放坡开挖。
（3）既有路堤以及新建桥位处地质条件为粉质黏土，地下水丰富且埋深很浅，扰动即为流砂；
（4）框架桥主体工期需要约30日历天，基坑壁暴露时间较长，且正值雨季施工。
2.2方案比选
目前常用的临既有铁路基坑开挖支护措施有人工挖孔桩、钢板桩、高压旋喷桩等。
（1）人工挖孔桩：我们首先考虑采用人工挖孔桩防护，但在开挖到富水的粉质黏土层后，土层被扰动成流塑状态，上涌、缩颈很快，无法继续成孔；
（2）钢板桩方案：由于基底为地下水丰富的粉质黏土，若采用钢板桩，需要设置对撑结构确保钢板桩稳定性，而基坑作业面相对狭小不便于设置对撑结构，同时在既有铁路路堤上打、拔钢板桩都将严重影响行车安全，该方案不可取；
（3）高压旋喷桩方案：采取该方案，通过高压旋喷射水泥浆液，冲击破坏土体，使土和浆液混合固结，形成支护结构，兼具止水功能。且高压旋喷桩施工机械较小，相对适合于在既有铁路路堤上施工，可确保既有铁路行车安全。
所以最终选用高压旋喷桩对既有路堤进行支护。
2.3 支护方案设计
通过现场详细调查，确定按图-02方式布置高压旋喷桩，桩径60cm，垂直铁路方向间距40cm，平行铁路方向间距45cm，桩间咬合20cm，桩长依据路堤边坡递减，保证上端与路堤边坡面齐平，下端在桥梁基坑底面以下5.0m。
图-02 高压旋喷桩布置示意图
3高压旋喷桩施工方法
3.1 高压旋喷桩施工工序
高压喷射注浆的施工工序为原地面处理测量放样钻机就位钻进至设计深度高压喷射注浆喷射结束拔管钻机移位。
结合现场条件，高压旋喷桩的施工顺序为：从坡脚往坡顶依次施工，按照跳孔施工的原则确定成桩顺序，垂直铁路方向施工顺序如图-03所示。
图-03 高压旋喷桩施工顺序示意图 单位：cm
3.2 施工参数的确定
高压旋喷桩浆液采用P.O42.5水泥，水灰比1.0。单重管喷射压力20Mpa，提升速度20cm/min，喷嘴旋转速度20rpm。
3.3 施工方法
（1）原地面处理
将既有路堤坡面植被进行清理，对浆砌片石护坡骨架进行拆除，严格控制清理范围，尽量避免对既有路堤边坡的扰动，对进场道路进行修整。
对施工范围内既有铁路预埋管线进行探测，提前配合设备单位进行防护或迁改。
（2）测量放样
施工前必须根据新建桥梁基坑边线、既有桥台锥体护坡情况，定出高压旋喷桩设置范围边线，再根据方案设计的桩位布置图，定测出桩位。
（3）钻机就位
因作业面位于路堤边坡上，采用25吨汽车吊将钻机吊放置设计桩位处，再人工进行调整，使钻杆对准孔位中心，对钻机垂直度进行校正，垂直度控制在1.5%以内，桩间距偏差控制在50mm以内。
（4）钻进至设计深度
将带喷浆嘴的钻杆钻进至设计深度，插管过程中，为防止泥砂堵塞喷嘴，采取边射承边插管的方法。射水压力控制在0.5～1.0MPa。钻机过程需认真做好钻孔记录。
（5）高压喷射注浆
喷射注浆前对设备进行认真检查，确保喷浆设备性能良好。当喷射注浆管插入设计深度后，由下而上进行喷射注浆。浆液必须搅拌均匀。
（6）钻机移位
喷浆完毕，将注浆管全部拔出至地面，将桩机移至下一桩位，重复上述施工过程。
4施工安全注意事项
（1）对既有铁路进行限速，按照铁路部门营业线安全施工相关要求加强防护，禁止施工设备侵入铁路行车限界；
（2）在既有铁路路堤路肩、高压旋喷桩顶设置高程及水平位移观测桩，对观测桩变形情况进行认真记录，发现问题及时停止施工并采取抢险加固措施；
（3）因施工期间正值雨季，施工前需认真做好施工范围内及附近的临时排水设施，防止雨水及地下水影响既有铁路路基稳定；
（4）新建框架桥施工期间科学组织，增加投入，尽量缩短施工工期，从而缩短既有路堤及既有桥台锥坡开挖暴露时间，确保安全。
6结论
京九铁路电气化改造工程中，在流砂地质条件下临既有路堤开挖基坑施工，通过采用互相咬合布置的高压旋喷桩作为边坡支护结构，确保了既有路堤的稳定，保证了施工安全和铁路行车安全。在我国铁路提速改造工程和单线铁路增建二线工程中，在软基地质条件下临既有路堤进行基坑开挖是很常见的，高压旋喷桩作为边坡支护结构具有广泛的应用前景。
篇6
Keywords: deep foundation pit; Jet grouting pile; Technology; Quality; The measure;
中图分类号：TV551.4文献标识码：A 文章编号：
1、工程概况
天津市红桥区某大型地下交通枢纽工程，建筑面积1.4万m2，基坑深度最深29.6m，围护结构采用深50m厚1m地下连续墙,接头形式为工字钢，地连墙接缝处外侧采用三重管双高压旋喷桩为止水帷幕，每个接缝3根Φ800@500旋喷桩，长度为33m。
2、工程水文地质条件
根据工程岩土工程详细勘察报告，本区地层由上至下分为9层，①~③层土层厚度为1~3米，主要以杂填土和粉质粘土为主；③~⑤层主要以粉质粘土和粘土为主；⑤~⑦层土层主要以粉土和粉砂为主；⑦~⑨层主要以粉质粘土和粉砂为主。
同时场区地下水位在地表下0.4~1.5m范围内，地下水位较高，微承压水稳定埋深有两层，一层在地表以下20~30m之间，二层在37~42m之间，地连墙深入第二层微承压水隔水层，根据基坑深度主要关注⑥2⑥4层，其特点在该层以粉土、粉砂为主，存在于微承压水中，地连墙接缝易漏水涌砂，基底易产生涌砂和管涌等不利因素。
图1工程水文条件与开挖面相对关系
Fig.1 Foundation pit support and geological graph
3、三重管双高压旋喷桩设计
地连墙接缝外侧止水帷幕设计采用三重管双高压法进行高压旋喷桩的施工，三重管双高压旋喷注浆加固施工方法，其将包裹压缩空气的高压水流和包裹压缩空气的高压水泥浆流分别通过喷射器上、下部的喷嘴喷出，上部的高压水喷射流先对土体进行一次切割破碎，以下部的高压水泥浆喷射流再对土体进行二次扩大切割破碎，而且水、气同时作用于土体，增强了破坏土体的能力，之后水泥浆与土体搅拌混合形成止水加固桩体，止水加固效果较好。
图2三重管双高压旋喷桩施工原理图
Fig.2 Foundation pit support and geological graph
3.1、主要设计参数
根据本工程的地质特点，三重管双高压旋喷桩的主要设计参数如下：
表1 主要设计参数
Table 1 Indexes of protective mud
名称 项目 参数
高压水 压力/Mpa
流量/（L1/min） 30～36
75
压缩空气 压力/Mpa
流量/（m3/min） 0.4
3.0
水泥浆液 压力/Mpa
流量/（L/min）
水灰比 20～30
70
1：1
注浆管提升 提升速度/（cm/min）
旋转速度/（r/min） 8～10
4～6
根据试桩的检验成果来看，各项参数要根据地层的不同而改变，由于粉质粘土和粘土层中夹有大量粉土透镜体，储水量较高，水压在30Mpa左右，提升速度10cm/min，喷浆量70 L/min计算，每延米浆液用量为1050L。粉砂和粉土相对土体渗透性好，水压就要提高至35Mpa左右，提升速度8cm/min，喷浆量70 L/min计算，每延米浆液用量为800L，按1：1的水灰比，每延米水泥用量在0.664-0.888吨。
根据试桩成桩记录，绘制出了成桩深度与时间曲线如图2所示。
图3成桩深度与时间曲线图
Fig.3Curves of trenching depth and time
3.2、施工工艺
双高压喷射注浆的施工机具包括钻孔机械和喷射注浆设备两类。根据现场的工程地质条件，引孔采用HGY-300深型地质钻机成孔，造孔时岩芯管长度小于2.0m，喷浆采用三重管钻机。根据施工设备要求，具体施工工艺如下
施工工艺为：孔位放样钻机就位引孔钻进终孔移位旋喷机就位下旋喷管提管旋喷终孔移机
3.3施工步骤
3.3.1测量定位
高压旋喷桩施工在两墙幅接缝处进行施工。探明两幅墙接缝处具置，由地连墙接缝处，由中线往外左右各50cm，距离地连墙边外返40cm处，设置三根桩位。
3.3.2机具就位
缓慢移动至施工部位，由专人指挥，用水平尺和定位测锤校准桩机，使桩机水平，钻杆应与地面垂直, 为了保证桩位准确，必须使用定位卡，桩位对中误差不大于50mm。3.3.3引孔钻进
从导墙顶板引孔至地面下35m。每一接缝处的旋喷桩先引一孔，接着在其相邻接缝处再同样引一孔，待前一接缝已引孔处施工完高压旋喷桩后再返回该接缝处引另一孔；以此重复施工。
钻孔过程保持钻孔垂直，钻孔垂直度偏差不得大于H/400。
3.3.4浆液制备
高压旋喷桩的浆液，采用42.5级普通硅酸盐水泥，水泥浆液配制严格按设计要求控制为水灰比1∶1，比重1.50～1.55。按设计水灰比计算出每罐投入的水泥及用水量，严格按计算出的水泥量及用水量投入。
浆液用量可根据下式确定：
式中 q――单位时间的喷射量
t――每根桩的喷射时间
β――损失系数，β=0.1～0.2
每延米喷射时间：
每延米水泥浆液用量：
水泥浆液密度：
每延米水泥浆液重量：
根据水灰比1:1得知，每延米水泥重量：
根据现场高压旋喷桩试验桩实际施工情况，确定每延米水泥量为800kg。
先加水，然后加水泥，每次灰浆搅拌时间不得少于5分钟，水泥浆应在使用前一小时制备，浆液在灰浆拌和机中要不断搅拌，直到喷浆前。拌浆台设专人负责，固定拌浆操作程序，减少操作失误，并将配合比标牌挂在搅拌台醒目位置。喷浆时，水泥浆从灰浆拌和机倒入集料斗时，过滤筛，把水泥硬块剔出。
3.3.5将浆液管放至设计底标高并开始旋喷注浆
当钻孔及浆液配置全部完成后，将注浆管放入到设计底标高深度，开启高压清水泵、高压注浆泵和空压机，检查各施工参数是否符合设计要求。开启提升装置，旋转并提升注浆管直至设计顶标高。提升过程中卸管后继续喷浆时复喷搭接长度不小于100mm，以确保旋喷桩质量。
3.3.6将注浆管提出地表清洗及移位
注浆完成后，将注浆管提出地表，及时清洗注浆管，避免水泥浆凝固后堵塞管路。将旋喷机移至下一桩位，重复以上步骤继续施工。
4、质量保证措施
三重管双高压旋喷桩的各种参数控制是整个施工的要点，为此我们采取了一些措施来保证三重管双高压旋喷桩的成桩质量，深基坑开挖施工的质量和安全。
4.1、现场检查不严
制定一套完整的质量和技术管理制度来加强现场管理，包括工作程序制度和检查、验收制度，严格执行施工质量“三检制”，施工过程中填写质量责任卡，确保每道工序的可追溯性，保证了施工过程中各工序的现场检查。
4.2、工作人员不认真、不规范
针对工人质量意识薄弱，对三重管双高压旋喷桩对深基坑施工的长远影响重要性认识不够，对旋喷桩施工的操作规程以及要求不清楚等诸多问题，我们成立了专门的培训小组，对操作人员进行现场培训,让操作人员认识到三重管双高压旋喷桩对后续施工的重要性，能够认真负责的按照设计要求施工。
4.3、钻头提升过快和旋喷压力过小
针对“钻头提升过快和旋喷压力过小”的现场施工控制问题。双高压旋喷桩施工前，首先现场做试验桩，28天后对试验桩钻芯取样，如其无侧限抗压强度满足设计值1.5MPa要求，则可开始施工。专人负责桩位的定位放样，钻孔前需要复核孔位，误差不大于50mm。
加强双高压旋喷桩的施工过程控制，严格执行双高压旋喷桩设计所给的水灰比、控制喷浆、搅拌提升速度及重复搅拌时的下沉和提升速度、旋喷压力等技术参数，并有专人抽检，做到每孔均有记录。
4.4、钻孔垂直度的影响
1）、安装钻机时应严格检查钻机的平整度和主动钻杆的垂直度，钻进过程应定时检查主动钻杆的垂直度，发现偏差应立即调整，如不能调整到满足要求的立即清场更新能够满足施工要求深型地质钻机引孔机械。通过加强对旋喷机械的垂直度的控制，能够保证桩身位置的准确，加强止水效果。
2）、定期检查钻头、钻杆、钻杆接头，发现问题及时维修或更换;
3）、在软硬土层交界面，应低速低钻压钻进。发现钻孔偏斜，应及时回填黏土，冲平后再低速低钻压钻进;
4）、钻孔时必须有钻孔深度记录，技术人要核对注浆管深度和钻孔深度是否相符，钻孔的垂直度必须等于或小于设计要求。
通过对钻孔垂直度的控制，钻孔的垂直度得到了保证满足设计施工要求，为喷浆管的顺利下放提供了保证，从而保证了双高压旋喷桩的质量。
5、结论
通过对试成桩实验结果的分析，总结出了提高三重管双高压旋喷桩施工质量的施工技术，解决了深基坑地连墙接缝漏水问题，得出以下结论：
1）场地土层分布不同，各项参数要根据地层的不同而改变，土体中如果含水量偏大，如不及时调整参数由此造成桩体强度偏低且增长缓慢。
2）通过对施工人员的管理培训、机械的施工管控，提高施工工艺过程的管理，解决桩体完整性差和桩位偏差过大的问题，节约了再次复喷的费用。
3）在后续施工中，进一步巩固双高压旋喷桩的施工质量措施，持续保持工序质量责任制度，加强施工管理人员的质量意识，确保现场施工质量。
参考文献：
[1] 江正荣. 建筑地基与基础施工手册（第二版）. 北京：中国建筑工业出版社，2005
[2] 张永钧，叶书麟. 既有建筑物地基基础加固工程实例应用手册.北京:中国建筑工业出版社,2001.
篇7
Keywords: high-pressure rotary spray static grouting pile bottom cave treatment process mechanism engineering example know
中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：
1前言
无论是钻孔灌注桩，还是冲孔灌注桩，如果其桩端沉渣超出了设计允许范围及持力层范围内有溶洞，就必须进行处理，然后方能投入正常使用。比较常用的处理方法有：①高压旋喷法、②静压注浆法、③风力清孔后注水泥浆法等。采用单一方法处理桩端沉渣
或持力层溶洞，效果往往不十分理想，实践证明，采用综合处理方法较为成功。
2高压旋喷与静压注浆联合工艺
1.1联合工艺机理
对于灌注桩，由于在成孔过程中加入大量泥浆进行护壁及清渣，且泥浆的浓度较高，在灌注砼后其残留的沉渣与泥浆往往结为一体，类似于角砾质土。经钻孔取芯，见沉渣与泥胶结紧密，芯呈柱状，常呈硬塑状，同时在灰岩地区，持力层范围内可能存在溶洞。如果采用单一的高压旋喷法，对较大直径的桩，很难获得理想的效果，况且，用旋喷处理后，水泥浆液与沉渣、泥混合一体，其固结物的强度往往达不到设计要求。如采用单一的静压注浆，也难达到理想的处理效果。为此，可采用两者相结合的方法。
在处理桩端沉渣或持力层范围内的溶洞时，利用高压清水旋喷射流将沉渣或溶洞内的充填物进行切割、分离，经较长时间的连续冲切，高压水影响范围扩大，使泥与沉渣分离开来。通过孔口返水，将颗粒较小的沉渣与泥一同带出孔外，而颗粒较粗的则留在桩端或溶洞内。如此反复多次，在桩端形成一个较大的空洞，然后采用高压旋喷和静压注浆相结合的注浆法，对清孔后的所有空洞、孔隙进行充填置换固结，以满足设计桩身强度及基底承载力的要求。重复多次施压，可以防止旋喷灌浆浆液的收缩以及增加灌注部位的密实度。
1.2联合法设计与施工
1.2.1设计方法
结合近年来处理沉渣或溶洞的经验，作如下设计：
①利用原抽芯钻孔，孔径为110 mm；
②采用清水作为高压旋喷的介质，利用高压水流所产生的冲击力将沉渣或溶洞充填物切割、冲散。旋喷压力为25～35 MPa；旋喷提升速度10~15cm/min；旋喷旋转速度20~40r/min；旋喷喷射方向绕轴线水平方向360度范围内；
③用水泥浆对清孔后的桩端空洞、溶洞及钻孔进行灌注回填，静压灌注压力为3.0～3.5 MPa；
④采用P.O42.5R水泥，应经过试验及过筛的余量
不大于15％，浆液搅拌后不得超过2小时。旋喷注浆时水灰比采用1:1~1.2:1，静压注浆时水灰比采用0.5:1~0.8:1。
1.2.2施工工艺
①核对孔位
根据设计图纸及检测报告检查核对桩基原有抽芯
钻孔，做出标记并编号。
②高压旋喷机就位
旋喷钻机就位后，必须使钻机处于水平状态，且固定牢固，垂直对准原抽芯钻孔的中心位置。
③高压旋喷清孔
在插管过程中，用透明胶带封住喷嘴防止管外泥砂或管内泥浆小块堵塞喷嘴，下至设计深度后由下而上喷射清水，多次重复，直至孔口冒出清水。
④高压注浆作业
喷嘴插入设计深度后，由下而上按设计要求的施工参数进行喷射作业，应注意检查浆液初喷时间、浆液流量、压力、旋转和提升速度等参数，如有故障及时排除。
⑤静压注浆
下入注浆管，安装止浆塞，进行压密注浆，直至达到设计的注浆压力。
清孔时，如一次清孔效果较差，可重复步骤③多次，达到理想的清孔效果为止。
1.2.3工艺要求
①钻孔倾斜度不得大于1％，桩位偏差≤1cm；
②高压旋喷清孔时，水压力一定要大，水压越大，效果越好。清孔时间要充足；
③每根桩上，要等到所有的钻孔清洗完毕，并保证每个钻孔内不再有沉渣后，方可灌注水泥浆；
④灌注水泥浆时，中途尽量不要提升导管，见孔口有浓水泥砂浆返出后，可进一步加压灌注，达到设计要求后方可拔出导管；
⑤制成的水泥砂浆若超过2小时仍未灌注的应废弃，以保证水泥浆质量。
2工程实例
2.1概述
韶关市某小区7#、8#住宅楼，为拟建18层钢筋砼框架结构建筑，其基础设计采用冲孔灌注桩基础，桩径1500mm，共设计43根桩。
根据韶关市某质量检测中心提供的检测结果资料，所检测的29根桩中有25根桩均存在不同程度的桩端沉渣或持力层缺陷，设计要求对缺陷桩进行补强加固处理。经多种方案的分析、对比，决定采用高压旋喷与静压注浆联合工艺进行处理。
2.2方案设计与施工
①原桩基检测抽芯孔，桩基每桩3孔，钻孔深度进入稳定基岩层5.0m；
图1钻孔孔位布置示意图
②高压旋喷水压力为25～35 MPa MPa，单次清孔时间3小时；
③高压旋喷注浆加固处理范围为从桩端软弱层（溶洞）底下0.5m至桩端松散部位或桩身缺陷部位以上0.5m，采用P.O42.5R水泥，水灰比采用1:1~1.2:1；
④静压注浆采用P.O42.5R水泥，水灰比采用10.5:1~0.8:1，压力为3.0～3.5 Mpa。
通过上述方法处理后，在桩端形成一个纯水泥浆或细石砼固结体，充填于原充填物的位置，类似于接桩，高强度的纯水泥浆固结体将桩端与基岩连接起
来，以此来提高灌注桩的承载力，减少其沉降量，从而达到桩基处理目的。
2.3处理效果评述
处理完后，经质检单位在处理的每根桩桩身上随机布置两个抽芯钻孔，对桩端沉渣或持力层溶洞处理效果进行检验，从抽芯情况看，23根桩原沉渣部位或溶洞部位已全部被高强度的纯水泥浆固结体所置换充填，水泥浆与桩端砼及桩端基岩均胶结紧密，并取样对水泥浆强度进行抗压试验，强度等级均符合设计要求；但另外两根桩的处理效果较差。因此，可以说明，采用高压旋喷与静压注浆联合工艺处理灌注桩桩端沉渣或溶洞是可行的，且效果较显著；个别桩处理效果较差，其原因可能是清孔时间较短或是桩底沉渣之间的孔隙未连通，成形一个封闭的沉渣区。
3结语
由于高压旋喷与静压注浆联合工艺应用于处理灌注桩桩端沉渣还处于经验积累阶段，同时处理桩端沉渣或持力层溶洞相对难度大，所以在工程中应用时还是应注意现场监测，灵活施工，才能获得良好的效果。总结前人经验及自身经历的工程实践，得出以下认识：
①高压旋喷与静压注浆结合处理灌注桩桩端沉渣或持力层溶洞，因其清孔程度及置换体强度均超过某一种单纯的处理方法，处理效果较显著。
②在清孔时，要有足够的水压，才能达到设定的清孔范围，高压旋喷的水压是越大越好。
③清孔时，应清洗完所有钻孔后方能开始灌注水泥浆，并应进行两个回次以上的清孔，才能保证清孔彻底，获得好的处理效果。
④如果桩端沉渣或持力层溶洞存在几个封闭区，高压旋喷很难将砼或岩石切碎形成通道，因此处理效果也不理想。
总的来说，高压旋喷与静压注浆结合处理灌注桩桩端沉渣或持力层溶洞，在方案可行的条件下，选择合理的设计与施工参数可取得良好的技术与经济效益。
参考文献
[1]中华人民共和国行业标准：建筑地基处理技术规范(JGJ79-2002).北京：中国建筑工业出版社,2002
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高压旋喷桩是地基处理的方法之一，它利用钻机把安装在注浆管（单管）底部侧面的特殊喷嘴，置入土层预定深度后，用高压泥浆泵等装置，以20MPa左右的压力，把浆液从喷嘴中旋转喷射出去冲击破坏土体，使浆液与土搅拌混合，经过一定时间凝固，便在土中形成固结体，这种方法日本称为CCP工法。
1 工程概况
1.1 工程简介
寿平铁路东起寿光境内的青大铁路田柳站、西至邹平县孙镇，全长约120公里，途经四市五县。由新建寿光至广饶铁路、既有兴广（广饶至博兴）铁路、博兴至邹平铁路三部分组成，东与青大铁路相接，并通过大莱龙铁路直达龙口港，是山东北部沿海港口重要的疏港通道。
山东省路桥集团有限公司承建的SDK25+929.40跨卧甲路框架中桥采用高压旋喷桩。SDK25+929.40采用4.0+12.0+4.0m钢筋混凝土框架结构，与道路法向夹角为35°，框架基地及出入口翼墙基地采用旋喷桩进行加固处理，桩顶设碎石加筋褥垫层。
1.2 工程地质资料
1.3 主要工程数量
SDK25+929.40跨卧甲路框架中桥高压旋喷桩工程数量如表2所示。
2 高压旋喷桩施工
2.1 施工准备
本工程施工前预先进行了现场试桩典型施工，然后通过现场开挖、抽芯及静力载荷试验进行检测，总结施工参数并做相应修正后指导大面积施工。进行施工前主要进行以下准备工作：
2.1.1 人员配置及队伍安排。施工前，进场人员应满足施工需要，并经监理审批主要进场人员申报表。拟投入每班组高压旋喷桩施工的人员配置如表3所示：
每班组高压旋喷桩施工计划配置各类管理人员9人、施工生产人员21人轮流施工。
2.1.2 施工机具准备。施工前，进场设备数量和性能应满足施工需要，并经监理检查验收，进场施工机械、设备报验表。投入高压旋喷桩施工的机械设备如表4所示。
2.1.3 施工临时设施的建设和规划。施工前，做到场地“三通一平”，施工所用水泥经检验合格后，由拌和站运输至施工现场，施工场地平整，满足施工需要。旋喷桩平面布置图选好挖水泥浆池地点及水泥堆放地点。施工便道利用路基贯通便道和既有乡村道路就近引入，施工标准按项目部编写的便道施工方案实施，宽度和路面结构应满足工程车辆运输通行需要。施工用水可与村民协商就近取用村民灌溉用水，根据前期水源考察能满足施工用水需求。设立临时生活设施。施工用电就近使用项目安装调试好的变压器。
2.1.4 施工测量与现场核对。框架涵施工前，测量班应根据项目部测量组复核加密的导线和水准控制点，加密旋喷桩面位置和高程控制点。测量精度应满足相关技术要求。测量班在放出旋喷桩“十字桩”后，应在现场用灰线画出桩的位置，根据灰线位置进行现场调查地形地貌、地下管线和三电迁改情况，并与设计文件对比，平面位置、高程、地质水文等情况是否与设计一致，如有较大出入，应及时与相关单位联系，以便及时处理。
2.1.5 内业准备。施工前应对施工设计图纸进行认真审核，并到现场核对，及时发现设计图纸中的差、错、漏等问题，并与相关单位及时联系，及时处理。设计图纸审核完成后，及时进行技术交底，让各层管理和作业人员熟悉图纸，掌握技术要求和标准，确保工程质量满足设计与验标要求。
2.1.6 技术准备：应用我项目的定位复测成果进行施工定位放线；根据设计文件，进行主要材料及其他材料进场前的取样检验，确保工程材料质量；根据施工合同、施工调查、设计文件、施工规范、验标和项目编制的实施性施工组织设计、项目质量计划，作为组织和指导施工、提供技术标准和工作程序的依据；对施工工序进行详细的技术交底，对施工的人员进行岗前培训。
2.1.7 施工顺序如下：征地拆迁场地清理测量放线现场核对编制施工方案开工报告工程实施施工自检报检签证试验检测质量评定工程验收土地复耕工程保修。旋喷桩施工场地在征地范围内，所以对于土地复耕无需施工。
2.2 施工工艺和方法
2.2.1 施工工艺流程。按照施工图纸设计要求，框架涵箱体旋喷桩直径60cm，长4.0m，翼墙处旋喷桩直径60cm，长8.0m。采用单管旋喷的方法，施工工艺流程为：施工场地平整测量定位机具就位钻孔至设计标高水泥浆配制喷射注浆同时提升旋喷结束成桩。
施工工艺流程如图1所示：
2.2.2 施工方法。
（1）平整场地：先平整场地，清除地面和地下可移动障碍，应采取防止施工机械失稳的措施。
（2）测量定位：首先采用全站仪放出高压旋喷桩施工的控制桩，然后用钢尺放出旋喷桩的桩位，钉好小木桩，撒白灰标识。然后，现场技术人员用水准仪测量要就位点的标高，并根据施工图纸设计桩顶标高及桩长计算出桩底标高，并交底于现场钻机操作人员，以控制旋喷桩施工长度满足设计要求。
（3）机具就位：用吊机移至桩位附近，然后人力慢慢移动至施工部位，由技术员负责指挥校准桩机，使桩机水平，导向架和钻杆应与地面垂直，倾斜率小于1.5%。
（4）钻进：钻进采用单管法施工。该施工方法优点为钻孔完成时插管作业也同时完成。在钻进过程中，为防止泥砂堵塞喷嘴，喷嘴可以边喷水、边插管，钻孔深度达到设计要求后停止钻进。钻进过程中宜采用低水压，高转速快速钻至设计标高。
（5）浆液配制：配制水泥浆液采用袋装P.O32.5普通硅酸盐水泥，水泥浆液配制比例按照图纸要求通过室内配比试验或现场实验确定，根据《铁路工程地基处理技术规程》（TB10106-2010）13.2.6规定，水灰比可取0.8～1.5。本方案首先施工的3颗试桩拟分别采用水灰比为1.0、1.2、1.3。旋喷桩每延米水泥用量可参考表5。
为消除离析可以选择加入水泥用量2%的早强剂，拌制水泥灰浆时，先注入水，再加水泥，每盘搅拌时间不得少于120min，水泥浆液应在使用前30min制备，并在拌和机中不断搅拌，直至喷浆前。水泥浆液从拌和机倒入集料斗时要过滤筛，把水泥浆液中的硬块滤出。
（6）喷射注浆：在插入高压旋喷管前应先检查高压设备和管路系统，设备的性能必须满足设计要求。设计无要求时采取下列以往经验数据作为试桩用的工艺参数。
注浆管：提升速度12～18cm；旋转速度10～20r/min。
水：压力20～25MPa；流量85L/min。
浆液压力：≥20MPa；流量>60L/min。
空气：压力0.5～0.9MPa；流量0.7m3/min。
做高压水射水试验，检查密封圈是否密封良好，通道是否畅通，合格后方可喷射浆液。
按照上述各项工艺参数进行施工，并随时做好各项
记录。
喷射时，先将压力提升至规定的喷射压力，喷浆旋转30s，待水泥浆液与桩底土搅拌均匀后，再边提升、边喷浆，提升应反向匀速，提升速度为250mm/min，距桩顶1m时，逐渐放慢提升速度和搅拌速度，保证桩头均匀密实。
3 旋喷质量检测
3.1 单桩复合地基静载荷试验
在施工完成后40d，对高压旋喷桩进行了单桩复合地基静载荷试验，经综合评定，承载力满足设计要求。
3.2 钻芯检测
成桩28d后进行了钻芯取样，芯样外观均匀，整体性较好，桩长满足设计要求，钻蕊取样结果见表7。
3.3 桩身水泥土强度试验
芯样抗压强度试验结果见表7，可以看出，进行芯样的抗压强度满足设计要求。
4 结语
高压旋喷桩法施工及养护周期长，与换填法相比不足之处显而易见，但其成本低、经济性好，而且后期效果稳定，是一种值得推广的地基处理方法。
参考文献
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矿产与地质，2006，（3）.
篇9
1 工程概况
南京市桥北污水处理系统浦珠路段工程位于南京市浦口区主要干道——浦珠路沿线，靠近长江北岸，为南京市桥北污水处理厂污水收集系统的主干管。本工程铺设的大部分污水管道位于浦珠路北侧绿化分隔带及慢车道下。
据拟建场地《岩土工程勘察报告》揭示，本工程地下地质较差，依次为：杂填土层；素填土层；粉质粘土层；淤泥质粉质粘土层；粉砂。
根据勘探揭示的地层结构，场地地下水类型为潜水，地层透水性总体表现为随深度增加而逐渐趋好的特征。其水平向渗透系数远大于垂直向渗透系数，透水性表现为明显的各向异性。本工程管道铺设较深，沉井深度可达13米以上，深入到了粉砂层内部。
2 方案选择
浦珠路为国家高等级公路，车流量很大，车速较快。浦珠路临近长江北岸，地下水量丰富、水压大，地下土层情况复杂，存在大量的流砂，沉井下沉中必然产生大量的涌砂，对周围土层的扰动范围约为5～10m。本工程大部分沉井位于浦珠路北侧绿化带中，沉井施工尤其是下沉过程中必然会对周围土体产生扰动，无法满足道路等管理部门的要求。
针对此种情况，经详细对比分析，决定在沉井周围采用高压旋喷桩制作止水帷幕。高压旋喷桩布置于沉井外侧4m处的圆周上，桩长度比沉井深度增加5米以上，各旋喷桩桩之间搭接20cm，以形成完成的密闭空间，阻断因沉井下沉过程中井内外压差导致的流砂现象，形成止水帷幕，达到止水止砂效果，解决因沉井下沉导致周围地面塌陷问题。
高压旋喷桩是以高压旋喷灌注水泥浆的方法旋喷成桩，水泥浆液采用425#普通硅酸盐水泥。工程地质条件复杂，施工时必须按顺序依次成桩，严格按照施工要求施工，注意观察，做好施工记录。
3 施工工艺
高压旋喷桩是把注浆管插入预定土层中，由下而上进行喷射作业。旋喷桩施工基本工序主要为：
3.1 布孔。根据施工图纸要求及项目部下达技术交底要求，确定维护桩深度、维护桩管径尺寸及维护桩所处位置的地质条件。使用全站仪进行放线，定出各孔位中心，并作出醒目标记，以便于施钻过程中寻找。
3.2 钻机就位。根据布孔时所做标记，把钻机移到位，距孔中心最大不超过5cm。就位时机座要平稳，调平机架，立轴或转盘要与桩心对正，施工中通过观察重锤的垂直度来判断钻机是否安放水平，垂直度控制在1.5%H（H为钻孔深度，单位为mm）以内。
3.3 钻孔。钻孔严格按照规范施工，做好施工记录。钻孔时用清水做冲洗液，钻孔必须达到设计孔深。
3.4 注浆。专人负责浆液配比，水灰比为0.8∶1。搅拌好的水泥浆泵送前应不停搅拌防止浆液离析。钻孔达到设计深度后，即可用高压泵将制好的水泥浆泵送到钻杆底部的特制喷嘴处，通过20r/min转速和不大于20cm/min的提升速度边旋转边提升的方法，使土体被切割挤压置换，最后形成一个比较完整的桩体。待水泥浆从孔口返出后，即可停止注浆。喷射注浆作业后，由于浆液析水作用，一般均有不同程度收缩，使固结体顶部出现凹穴，所以应及时用水灰比为0.6的水泥浆进行补灌。并要预防其他钻孔排出的泥土或杂物混入。
在喷射注浆过程中，应观察冒浆的情况，以及时了解土层情况、喷射注浆的大致效果和喷射参数是否合理。一般采用单管法喷射注浆时，冒浆量小于注浆量20%为正常现象；超过20%或完全不冒浆时，应查明原因并采取相应措施。若系地层中有较大空隙引起的不冒浆，可在浆液中掺加适量速凝剂或增大注浆量；如冒浆过大，可减少注浆量或加快提升和回转速度，也可缩小喷嘴直径，提高喷射压力。
4 处理效果
4.1 施工质量保证措施。①开工前放出桩位轴线，经监理复测后作好标记。②喷射注浆前必须检查高压设备和管路系统，设备的压力和排放量必须满足设计要求。管路系统密封良好，通道和喷嘴内不得有杂物，以防堵塞喷嘴。③喷射注浆时注意设备开动顺序，即先把注浆泵的吸浆管移至储浆池，再开动高压注浆泵，待泵压逐渐升高至规定值后，估计水泥浆的前峰已流出喷头后，才可开始以20cm/min的提升速度旋转注浆，自下而上喷射注浆。④根据施工设计控制喷射技术参数，注意冒浆情况观察，并做好纪录。⑤喷射注浆中需拆卸注浆管时，先停止提升和旋转，同时停止送浆，最后停机。拆卸完毕继续喷射注浆时，要与前段搭接0.5m以上，防止固结体脱节。⑥喷射注浆达到设计深度后，继续注浆待水泥浆从孔口返出后停止注浆，然后将注浆泵的吸水管移至清水箱，抽吸清水将注浆泵和注浆管路中的水泥浆顶出后停泵。⑦为确保加大旋喷桩固结体的尺寸，避免使深层硬土固结体尺寸减少，采用提高喷射压力、喷浆量和降低回转或提升速度等措施。⑧原始纪录准确、及时，每天对完成工作量和水泥用量进行核实，发现超量或少量，及时采取补救措施，并做好鉴证工作，完善施工资料。
各项质量标准指标见下表：
4.2 处理效果检测。为了保证高压旋喷桩构成的止水帷幕达到必要的强度要求，在旋喷桩施工完成后，必须保养满7天才可以开始沉井下沉工作。
沉井下沉采用带水下沉方式，以保证井内外的压力平衡。下沉时采用伸缩臂挖掘机进行井内取土下沉，取土时必须沿着井内环形顺序依次取土，使井整体平稳缓慢下沉，切不可集中单侧挖掘下沉的做法。
在沉井进行过程中，严密观测止水帷幕外侧地面的塌陷情况，以及附近建筑物及桥墩桥台横向水平位移情况。为此，我们分别在止水帷幕外侧设定了十字交叉4个方向上的距离止水帷幕2米、5米处的8个点进行了沉降观测。自沉井下沉开始，每天对观测点观测一次，直至沉井结束后5天，观测完毕，记录对比地面沉降情况。
在沉井施工时，止水帷幕内侧由于地下水压及流砂的存在，导致了井壁至止水帷幕内侧地面的大幅塌陷，塌陷严重处可达半米以上。
而相对于止水帷幕内侧的大幅塌陷，止水帷幕外侧地面沉降量很小，经对观测记录进行计算，沉降量控制在1cm范围以内（分析认为，导致沉降的原因应该是地下水位变化造成的沉降，而非地下砂体流动造成），附近建筑物及桥墩桥台未发生横向水平位移情况。因此说明高压旋喷桩形成了完整的止水帷幕，达到了理想的处理效果，本工程的止水方案是成功的。
5 经验总结
高压旋喷桩法在设计和施工中应结合现场情况，合理布设孔位，安排打设次序，避免对结构物或桥台产生较大的侧向挤压。严格控制高压旋喷桩的施工质量，保证桩的完整性和均匀性。
高压旋喷桩施工简便，施工周期短，施工质量易于控制。在本工程实际应用中，利用本技术制作的止水帷幕达到了理想的止水止砂效果，避免了沉井施工对交通道路路面下沉的风险，保障了道路交通安全，并加快了沉井施工进度，保证的施工质量，达到了较理想的经济及社会效果。
参考文献
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1．引言
路桥过渡段由于路基和桥台的刚度差异较大而容易产生由于路基不均匀沉陷导致的路基与桥面高度不等的问题，这种现象会极大影响桥体与路基的衔接处的路面质量和平整度，并引起跳车现象，这一直是道路施工中的一个技术难点。高压旋喷桩技术是一种新型的地基加固方法，对路桥施工中的过度路段的软基具有很好的适应性，高压旋喷桩技术可以很好地加固地基，避免发生不均匀沉降，是一种非常理想的路桥过渡段地基处理方法。
2.路桥过渡段的常见问题及原因分析
2.1路桥过渡段常见问题
路桥过渡段由于路基和桥梁材质的不同，如果不能合理处理衔接处的各种材料的强度、刚度问题，很可能会在后期使用过程出现问题，特别是路堤与桥涵和通道的连接处，这部分常由于路基不均匀沉降而产生台阶，台阶的产生会极大程度地影响路桥的通行质量，迫使驾驶员减速，严重情况可能引起跳车并引发事故。另外由于桥头引道路基高而产生的路面沉陷、变形、积水、裂缝等现象也是重要问题，需要施工时对路桥过渡段的路基路面进行妥善处理，以实现问题的妥善解决。
2.2路桥过渡段问题原因分析
路桥过渡段的常见沉陷问题主要是由于路基和桥台的刚度差异较大造成的，桥台刚度较大，后期车辆经过造成的压力引起的沉陷度较小，而路基结构密度如果不够密实，后期使用过程中会由于车辆重量而造成较明显沉陷，从而在路基与桥台处产生高度差，车辆经过便会产生跳车现象。据大量工程实践分析，造成沉降度不同的原因有如下几个：首先是路基处理方法选择不合理，影响压实强度，从而造成后期路基沉陷度过大，如果填土前没有采取完善的路基处理方法，特别是路基下存在未处理软土层的情况，会造成大幅度的沉陷，从而在路桥衔接处产生台阶。其次，路基路面压实度不够，这是由于由于路桥过渡段的特殊位置，受桥台支撑的影响，压路机无法充分接触路桥衔接处的地基，因此无法充分压实，从而在后期使用过程中产生沉陷度过大的问题。
3.高压旋喷桩技术介绍
高压旋喷桩，顾名思义就是采用对泥浆进行高压旋转喷注形成桩体的一种成桩加固方法，首先需要进行打孔，用钻杆机端装有特殊喷嘴的工程钻机打孔至设计深度后，对水泥浆液施以高压，从而将泥浆从机端喷嘴处喷出，之后缓缓旋转提成钻杆，喷射出的水泥浆就会在钻孔中形成柱状的桩体，凝固硬化后成桩起到加固作用。高压喷射流会破坏钻孔附近的土体结构，并将土与浆液混合，从而使混合结构硬化，使桩体与相邻土体结合更加紧密，负荷承载力更强。另外也可以根据需要调整旋转方式、提升速度、喷射压力等，比如旋转变成半圆周摇摆式，则会形成对扇形片状桩体，这样可以根据工程特殊需求改变成桩特性，以适应工程需要。
4.加固桥头路基路面施工设计方案
4.1设搭板桥头路面设计
在路桥过渡段设置搭板，可以实现优化过渡段路面质量，减小地基沉陷对过渡段路面造成的影响。[1]采用搭板的设计方案通常有三种，一种是过渡段设置长距离搭板，覆盖路桥过渡段并向两侧延伸一段距离，这样可以利用搭板提供的附加支撑力，来影响路面弯沉变化，使沉陷实现渐变效果，从而缓解由于不同区域沉陷度差异过大产生台阶。第二种是在根据路基沉陷量的计算在路面一边预留斜坡，以应对后期沉陷，将搭板与路面连接端设置为高于标高，这样后期路基沉陷时预留部分对沉陷区进行填充，可以在沉陷发生后使路面与桥台高度趋向一致，减少台阶产生，第三种是将搭板设置为与面层顶面平行，将搭板顶面标高与桥面面层底标高设置一致， 也可与正常路段基层顶面标高一致，这样也可以较好地解决桥台与路基刚度差异的问题。
4.2高压旋喷桩桥头路基设计
如果路桥过渡段不设搭板，那么就必须强化地基的坚固度处理，提高地基承载力，减少其沉陷度，对地基的加固可以选用高压旋喷桩技术，高压旋喷桩对沉陷度大，地基承载力小的软土质地基具有很好的适应性，因此根据工程经验，在进行实地勘察和工程地基加固办法选择的时候，可以以此为依据适时地选用。
高压旋喷桩技术实施时，首先需要确定地基加固区的范围及其承载力程度，以据此确定旋喷喷嘴的直径和喷射压力，喷射压力与喷嘴直径不同喷出的桩体直径也不同，应根据需要确定桩体所要承受的承载力和桩体直径，并据此确定喷嘴直径和喷射压力。桩体特性确定后制定布桩方案，对布桩范围的确定，通常在确定加固区范围后，向非加固区内延伸十米，作为布桩过渡区，以提高加固区整体承载效果。根据布桩原则，均匀沉降地带的布桩依据等间距方案布置，非均匀沉降地带的布桩根据沉降区域的不同适当调整桩间距离，以均衡地基承载力。纵向不同桩间距之间的布桩，从桩间距小的一侧往桩间距大的一侧逐渐递减，递减幅度不大于 0.1m。[2]若加固桩深度达到地基硬底，则桩体长度需根据地基硬地线变化，以硬底为标准，如果未达硬底，则需要根据地基特性调整不同区域之间的桩长，不同桩长之间需要均匀过度，递增减幅度不超过0.5m。设计时对于特殊施工环节需要预留施工余量，比如喷桩前的钻孔需要超出设计0.3-0.5m。
5总结
路桥过渡段是我国道路施工质量控制的重要区段，由于过渡段涉及路基与桥台两种材质的路体结构，因此如果无法妥善处理两者的衔接问题，很有可能会在后期使用过程中由于地基沉陷度不同出现台阶式断层，破坏路面平整度，进而影响路面通行质量。对于此问题的解决，可以采用路面设置搭板的方法，利用搭板的承载力，减缓路面沉陷变化，实现曲度渐变，也可以在路基侧根据沉陷度计算预留斜坡，使斜坡高于桥台，这样后期发生沉陷时，斜坡处可以对沉陷进行填充，从而使路面与桥台趋于平整。另外还可以采用高压旋喷桩地基加固技术，对路桥过渡段的路体部分进行地基加固，提高地基承载力，减少其沉降量，从根本上解决路基与桥台的沉降差，利用高压旋喷桩对软路基加固的良好适应性，收获很好的路基加固效果。
参考文献
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Key words: shield method; high pressure swing; high pressure spin spray pile; deep mixing piles pile waterproof curtain; soil reinforcement
中图分类号：U23文献标识码：A文章编号：1006-4311（2011）12-0142-02
0 引言
盾构法建造隧道，因其机械化程度高、对地层的适应性较好、对施工人员起到安全保护、其埋设深度可以很深而不受地面建筑物和交通的限制，因而广泛用于水下公路、城市地铁、电力通讯、市政公用设施等各种隧道。
任何方法施工工程都有风险，盾构法施工隧道也不例外。盾构法施工，最容易发生事故的是盾构机进站和出站。因为进站和出站都必须破坏车站（或工作井）围护结构，盾构工作面将处于开放状态，这种开放状态将持续较长时间，水土压力一旦不能及时挡住，地下水、流砂、涌泥等会进入工作井，就会如同推倒的多米诺骨牌，严重的整个车站或隧道都会毁于一旦。以南京地铁为例，盾构机进、出站都或多或少出现了涌水涌砂现象，都进行过抢险；台北地铁新店线221标盾构竖井发生涌水涌砂事故，造成周围六栋房屋受损，临近管线破坏，路面产生裂缝。因此，笔者在天津地铁和北京地铁用盾构法施工隧道时，特别重视盾构机进、出站的风险控制，本文对这一问题的处理经验做一总结。
预防盾构机进、出站时发生涌水涌砂事故的措施主要是土体加固和止水。当前常用的土体加固技术有SMW工法、高压旋喷桩、深层搅拌桩、降水法、分层注浆法、冻结法等；常用的止水措施有高压摆喷法止水帷幕、降低地下水位。从施工便利和经济角度考虑，常采用高压摆喷法止水帷幕+高压旋喷桩土体加固、深层搅拌桩+降水井方法。
1 高压摆喷桩止水帷幕+高压旋喷桩土体加固
天津地层以粉质粘土、粉土层为主，地下水位高（距地面0.5m），水的压力大，盾构机进站出站风险很大。根据天津工程地质和水文地质条件，天津地铁车站（或盾构工作井）围护结构绝大多数采用地下连续墙型式，基坑降水采用坑内降水措施，盾构机进站、出站洞口外常采用高压摆喷法止水帷幕+高压旋喷桩土体加固措施。
工程实例：天津地铁2号线沙柳路站。本工程车站主体围护结构标准段采用厚600mm地下连续墙，深度26.5m，端头井（盾构工作井）采用厚800mm地下连续墙，深度29.5m。高压摆喷法止水帷幕+高压旋喷桩土。体加固位置：端头井围护结构外纵向8m，采用高压旋喷桩土体加固，之后3m采用高压摆喷法止水帷幕（共11m），宽度、厚度均为盾构机外径+各3m。如图1：
土体加固、止水施工前，原设计的洞口外端头加固只有6m长，专家认为不够，增加3条措施：加固体增加到11m，可将8m长的盾构机完全包住；抢险队伍准备1t聚氨酯放在盾构机进站位置，一旦出漏，立刻注聚氨酯堵漏；增加3口降水井，一旦出漏，立即抽水，降低水压力。
1.1 高压摆喷施工采用参数：设计高压摆喷桩8排，桩径Φ800mm，排与排菱形布置，咬合200mm，单排桩中心距0.6m，摆喷角度90°，双扇摆喷。
1.2 高压旋喷桩施工采用参数（二重管）：设计高压旋喷桩12排，桩径Φ800mm，桩中心距为693mm，咬合107mm，梅花形布置。
高压摆喷止水帷幕和高压旋喷桩土体加固实施后，在盾构机四次出站、四次进站过程中，发现洞门漏水点非常少，只在局部发现过渗水点，无须处理，亦未启动应急预案，土体加固和止水效果非常好，达到了预期目标。
2 深层搅拌桩+降水井
北京地层以粉质粘土、粉细沙层为主，地下水位较天津低（距地面8～10m），但隧道仍处于潜水～承压水地层中，盾构机进、出站的风险仍不可忽视。根据工程地质和水文地质条件，北京地铁车站（或盾构工作井）围护结构绝大多数采用钻孔灌注桩型式，基坑降水采用坑外降水措施，盾构机进站、出站洞口外常采用深层搅拌桩+降水井方法。
工程实例：北京地铁8号线永泰站。本车站围护结构采用钻孔灌注桩，桩径Φ800mm，标准段桩中心距1400mm，两端盾构井段桩中心距1200mm，桩间采用挂网喷射混凝土封闭找平，桩顶设冠梁。深层搅拌桩+降水井位置：端头井围护结构外纵向11m采用深层搅拌桩土体加固，宽度、厚度均为盾构机外径+各3m；降水井设置3口。如图2：
2.1 本工程深层搅拌桩施工参数有：①搅拌钻杆的钻进、提升速度：0.5～1.0m/min；②搅拌钻杆（轴）的转速：60r/min；③钻进、提升次数：往复2次；④施工桩径：Φ600mm，咬合200mm，梅花形布置；⑤施工桩长：止水帷幕桩长12.7m；⑥水灰比0.55，水泥浆液比重1.75g/cm3；⑦28天无侧限抗压强度为1MPa；⑧每根桩每延米水泥用量（50kg）；⑨灰浆泵功率：75kW；⑩垂直度偏差限值不超过1.0％、桩位偏差限值偏差不应超过50mm。
2.2 降水井施工参数有：①井类型：管井；②管径/壁厚（mm）: Φ400/50；③井管类型：无砂水泥管；④滤网（目）：80；⑤滤料（mm）：2～4；⑥井深（m）：22。在盾构机进、出站前，降水井水位应降至隧道结构底部以下0.5m，以防凿除洞门后涌水涌沙。在本标段盾构机四次出站、四次进站过程中，只在局部发现过渗水点，对工程施工没有影响，无须处理，本方案效果非常好，达到了预期目标。
3 结语
在盾构法施工地铁隧道工程中，针对盾构工作井的围护结构和工程地质、水文地质条件，从施工便利和经济角度出发，合理地采用土体加固和止水措施，对有效地预防、控制凿除盾构工作井洞门后发生涌水涌砂事故是非常重要的。
参考文献：
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本水电站是是一座以发电为主，兼有防洪、灌溉等综合利用的中型水利水电工程。坝址出露侏罗系中统漳组中段及第四系地层。第四系地层主要有冲洪积砂卵石、含砂粘土、含卵碎石砂质粘土及坡残积含碎石粘土砂卵石分布于河床、漫滩及Ⅰ级阶地下部。Ⅰ级阶地以含砂粘土堆积为主，厚（2.5~20）m；Ⅱ级阶地以含卵碎石砂质粘土堆积为主，厚（1.5~8）m，主要分布于右岸山坡上。坡残积堆积层分布于坝址两岸山坡，呈土黄色、紫红色，含有细砂及碎石，一般厚（0.5~4）m。本水电站工程采用混凝土纵向围堰和上下游土石围堰挡水，河床导流。上游围堰长度127m，上游土石围堰均设粘土心墙，围堰基础为第四系冲积砂卵石层、含粘土，厚度一般（2.5~20）m，砂砾卵石最大粒径（10~20）cm，心墙以下部分采用高压旋喷灌浆防渗处理。
2 高压旋喷桩防渗墙的布置
根据本水电站的地质情况及施工对围堰防渗处理的要求，水电站一期上游围堰原地面以下采用高压旋喷桩防渗墙进行防渗处理，具体布置形式如图1所示。
3 高压旋喷桩防渗墙的施工
3.1 主要施工机械设备
本水电站一期上游围堰高压旋喷桩防渗墙施工的主要设备如附表所示。
3.2 施工控制参数
喷射切割宽度：（500~600）mm；泵压：P≥20MPa；提速：V提=（15~25）cm/min；防渗墙：18~20；孔斜：＜1%；孔距：500mm；孔位偏差：50mm；孔径：130mm；输浆流量：（60~80）L/min；水灰比：1∶1~1∶0.8；转速：（20~25）rpm；灰浆密度：（1.5~1.6）g/cm3；渗透系数：10-6cm/s。
3.3 施工过程
3.3.1 定孔、设备调校
将使用的钻机安置在设计孔位上，使钻杆头对准孔位中心，为保证钻孔达到设计要求的垂直度，钻机就位后作水平校正，使钻机轴线垂直对准孔中心位置，旋喷注浆管的允许倾斜度不得大于1%。
3.3.2 钻孔
在设计桩位的中心用钻机钻一旋喷管插入用的导孔，钻孔的位置与设计位置偏差不得大于50mm，孔深应达到基岩面以下50cm，钻孔的目的为将旋喷注浆管插入预定的地层中。本工程采用潜孔钻跟管钻进工艺，潜孔钻是由潜孔冲击器、钻头、偏心扩孔器及导向装置组成。钻进跟护壁管到孔底一次成孔，钻孔完毕后在套管内下入Φ89mmPVC硬塑花管。开孔孔径Φ130mm，严格控制钻孔垂直度，成孔偏斜率控制在1%之内，如偏斜过大，应采取纠斜措施。
3.3.3 插管
当钻孔钻至规定的深度后，将旋喷注浆管插入到地层预定的位置。在插管过程中，为防止泥沙堵塞喷嘴，可边射水、边插管，水压力一般不超过1MPa。
3.3.4 材料配置、制降、泵送
注浆材料采用P.042.5R的普通硅酸盐水泥与水搅拌为基本浆液，水泥浆液的水灰比1∶1~1∶0.8，水泥浆液符合设计要求后通过高压泥浆泵的压力进行注浆。旋喷用的水泥浆液在进入高压泥浆泵施喷前，进行严格过滤，防止水泥结块和杂物堵喷嘴和管路。
3.3.5 喷射注浆
喷射时要做好压力、流量和冒浆量的量测工作，并按要求逐项记录。当喷射注浆管插入砂砾层中，喷管插入预定深度，喷射注浆参数达到规定值后，即可进行喷射注浆，水泥浆液通过高压泥浆泵形成高压水泥浆，以≥20MPa的压力，通过喷射管由喷嘴由下而上向砂砾层中喷射。钻杆一边旋转一边向上提升，喷射的水泥浆一边切削四周的砂砾料，一边与砂砾料搅拌混合，形成圆柱状的水泥浆与砂砾料的混合加固体即旋喷桩。严格控制提升速度，注浆过程中应达到如下要求：高压注浆设备的额定压力和注浆量必须符合技术要求，并确保管路系统的畅通和密封。深层旋喷时，应先喷浆后旋转和提升，以防止注浆管扭断。高压喷射完毕后应迅速拔出喷射管，防止浆液凝固收缩后产生的空穴，在原孔位采用冒浆回灌。
3.3.6 冲洗
高压喷射完毕后，把喷射管等机具冲洗干净，管、机内不得残存水泥浆。通常把浆液换成水，在地面上喷射，以使泥浆泵、喷射管的浆液全部排出。
3.3.7 移动机具
上述过程施工完毕后，把钻机等机具设备移到新孔位上。
4 施工过程殊情况的处理
本水电站上游围堰高压旋喷防渗墙施工中出现过如下问题，后采取以下措施进行弥补，较好地完成了施工任务。（1）浆路被堵：在旋喷注浆过程中，送浆管路被堵，停止提升，立即用高压水进行冲洗至畅通；然后将喷杆下降原深30cm以下继续旋转；（2）孔口不返浆：采用降低提升速度或静喷工艺，增大浆液浓度，加入速凝剂等措施进行旋喷；（3）高喷中断后的处理：由于意外的原因造成高喷中断并报废，用钻机在原孔位重新钻孔，一直钻到出现水泥浆或水泥结石处再继续进行高喷；（4）大量漏浆的钻孔，在孔内加入适量的砂砾并直到返浆为止，或采用水玻璃―水泥浆液（水玻璃参量为水泥重量的3%~6%）快速凝堵住浆液漏失通道；（5）遇到喷管被抱住、卡住事故，记录事故位置，处理后重新将喷管下到事故位置以下30cm，继续旋喷施工；（6）遇到架空严重不返浆情况，采取先堵后喷的方式进行处理，保证施工质量。
5 施工质量控制
5.1 质量控制
旋喷桩防渗的质量控制的重点在于施工过程中进行控制，即对操作者和操作工艺在操作过程中的控制。工程质量控制实行施工单位自检和监理单位抽检的双控制，对重要工序：
喷杆下设深度，钻孔深度，注浆压力、提速、转速等全部实行技术、质量及监理人员旁站进行全程质量监督，并做好详细的记录。为确保工程质量，在施工中还做好以下几个方面的工作：
（1）建立质量管理组织机构
项目部成立以项目经理、技术负责人、质检工程师、专职质检员为一体的质量管理控制体系，其它各科室共同参与的全过程、全方位、全员的质量管理，在施工中及时总结，并不断提高施工质量，同时会同业主、监理、设计单位定期检查与抽查，形成上下齐抓共管的良好局面。
（2）建立各项质量管理制度
为确保工程质量，严格执行岗位责任制，技术档案管理制度等各项管理制度，使质量管理工作制度化、系统化、程序化。
（3）进行施工作业过程的技术交底，从技术层面上保证施工的质量。
5.2 质量检测
本水电站上游围堰高压旋喷防渗墙的质量检查采用钻孔检查。在已旋喷好的防渗墙中钻取岩芯来判断其固结整体性，并将所取岩芯做成标准试件进行抗渗实验，共取三组试块，
根据检测结果，渗透系数小于1×10-6cm/s，满足设计要求，取芯时应在高压喷射注浆结束28天后进行，保证桩体有一定强度和完整性。
6 结束语
本水电站上游围堰高压旋喷防渗墙进行一段时期的施工，施工质量达到设计的要求，围堰旋喷防渗墙的防渗效果很好，经受过特大洪水考验，满足主体工程、施工的需要，未出现旋喷防渗墙漏水的现象。
篇13
[中图分类号] TU473
[文献码] B
[文章编号] 1000-405X（2012）-10-68-1
1 概述
某沿海电厂附属构筑物拟开挖基坑，作业段基底绝对标高在-9.00m左右，场区地层主要为人工填土层、海积层、坡洪积层和残积层，下伏基岩为不同风化程度的花岗岩类。受潮汐作用，海平面以下的基坑内将产生涌水、渗水，基坑必须采取有效的围护、支撑、止水及积水明排，才能保证干开挖及结构干施工的顺利进行。本工程围护止水采用单管单管高压旋喷桩工艺。
2 高压旋喷注浆具有的特点：
1）提高地基的抗剪强度，改善土的变形性质，使在上部结构荷载作用下，不产生破坏和较大沉降。
2）能利用小直径钻孔旋喷成比孔大8～10倍的大直径固结体；可通过调节喷嘴的旋喷速度、提升速度、喷射压力和喷浆量旋喷成各种形状状体；可制成垂直桩、斜桩或连续墙，并获得需要的强度。
3）可用于已有建筑物地基加固而不扰动附近土体，施工噪音低，振动小。
4）可用于任何软弱土层，可控制加固范围。
5）设备较简单、轻便，机械化程度高，全套设备紧凑，体积小，机动性强，占地少，能在狭窄场地施工。
6）料源广阔，施工简便，操作容易，管理方便，速度快，效率高，用途广泛，成本低。
3 设计要求
1）高压旋喷桩的桩径为Φ800，桩长穿透碎石土层进入淤泥混沙层不小于2m，且设计有效桩长不小于16m。对于在桩长16m范围内遇基岩的情况，旋喷桩应进入强风化基岩0.5m。
2）旋喷桩选用强度等级为32.5级的普通硅酸盐水泥，建议在水泥浆液内添加0.2%（以水泥重量%计）的木质素磺酸钙，浆液的配合比按1：1控制，并且应边搅拌边喷射。桩体水泥建议用量不小于450kg/m。
3）本工程高压旋喷桩主要用于围护止水。
4 施工工艺
单管旋喷注浆法施工工艺流程如下：
施工准备测量定位机具就位钻孔至设计标高旋喷开始提升旋喷注浆旋喷结束成桩。
1）施工准备
先进行场地平整，清除桩位处地上、地下的一切障碍物，场地低洼处用粘性土料回填夯实，并做好排浆沟。
2）测量定位
首先采用全站仪根据高压旋喷桩的里程桩号放出试验区域的控制桩，然后使用钢卷尺和麻线根据桩距传递放出旋喷桩的桩位位置，用小竹签做好标记，并撒白灰标识，确保桩机准确就位。
3）机具就位
人力缓慢移动至施工部位，由专人指挥，用水平尺和定位测锤校准桩机，使桩机水平，导向架和钻杆应与地面垂直，倾斜率小于1.5%。对不符和垂直度要求的钻杆进行调整，直到钻杆的垂直度达到要求。为了保证桩位准确，必须使用定位卡，桩位对中误差不大于5cm。
4）旋转钻进
插管与钻孔两道工序合二为一，即钻孔完成时插管作业同时完成。在插管过程中，为防止泥砂堵塞喷嘴，高压水喷嘴边射水、边插管，水压力一般不超过1MPa，至设计标高后停止钻进。
5）浆液配置
高压旋喷桩的浆液，采用抗腐蚀的矿渣水泥，水泥浆液配制严格按设计要求控制为水灰比1∶1，水泥浆比重1.49。搅拌灰浆时，先加水，然后加水泥，每次灰浆搅拌时间不得少于2分钟，水泥浆应在使用前一小时制备，浆液在灰浆拌和机中要不断搅拌，直到喷浆前。喷浆时，水泥浆从灰浆拌和机倒入集料斗时，过滤筛，把水泥硬块剔出。水泥浆通过胶管送到旋转振动钻机的喷管内，最后射出。
6）喷射注浆
在插入旋喷管前先检查高压设备和管路系统，设备的压力和排量必须满足设计要求。各部位密封圈必须良好，各通道和喷嘴内不得有杂物，并做高压水射水试验，合格后方可喷射浆液。
旋喷作业系统的各项工艺参数都必须按照预先设定的要求加以控制，并随时做好关于旋喷时间、用浆量，冒浆情况、压力变化等的记录。
喷射时，先应达到预定的喷射压力、喷浆旋转30秒，水泥浆与桩端土充分搅拌后，再边喷浆边反向匀速旋转提升注浆管，提升速度为260mm/min，直至距桩顶1米时，放慢搅拌速度和提升速度。保证桩顶密实均匀。中间发生故障时，应停止提升和旋喷，以防桩体中断，同时立即检查排除故障，重新开始喷射注浆的孔段与前段搭接不小于1m，防止固结体脱节。
7）冲洗
喷射施工完成后，应把注浆管等机具设备采用清水冲洗干净，防止凝固堵塞。管内、机内不得残存水泥浆，通常把浆液换成清水在地面上喷射，以便把泥浆泵、注浆管和软管内的浆液全部排除。
8、重复以上操作，进行下一根桩的施工。
5 灌浆体制作
拌制水泥浆，采用自制立式水泥浆搅拌机压注浆前10min制好水泥浆，水泥采用32.5#普通硅酸盐水泥，水泥必须合格并无结块现象。搅拌时间不小于5min，每桶浆料在30min内用完，超过30min未用的浆液予以废弃。水泥浆水灰比为1：1，按规范要求，在浆液中建议掺入水泥用量的2%的水玻璃，来提高水泥浆的稳定性。
6 施工参数
1）水泥注浆压力控制在1～2MPa；
2）提升速度按13～20cm/min控制；
3）喷管旋转速度控制为15～20r/min；
4）喷射到设计桩顶标高后即可终喷，箱涵加固桩要求多喷1.5m高。 如在喷射结束后，桩顶浆料收缩而出现凹穴，则8h内进行补浆处理；
5）清洗注浆机具是防止水泥固化和防止固化颗粒堵塞喷嘴的必要措施；
