沿海地区软土地基三重管高压旋喷桩的施工质量控制概论
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摘 要 本文以宁波站工程为例，讲述高压喷射注浆法中常见的三重管高压旋喷桩。通过阐述其施工流程、过程控制与质量管理，结合宁波地区地质条件，总结出可行的施工质量控制手段，为其他软土地基工程的地基加固或止水围护提供施工经验。
关键词 三重管;工艺性试验;参数;质量控制
前言
高压喷射注浆技术出现在20世纪60年代末，起源于日本。其工艺类型分为单重管、双重管、三重管和多重管。三重管高压旋喷工艺是以高压水作为喷射动力，产生连续脉冲运动的高压切削流，破坏土体结构，使水泥浆与土颗粒搅拌，并因水泥的水化作用形成桩体。高压空气包裹高压水射流作同轴喷射，防止高压水射流分散而使水压力衰减过快，同时注浆泵压注水泥浆，使其与被切削下来的土粒搅拌混合，从而达到加固土体的作用。旋喷桩适用于淤泥、淤泥质土、湿陷性黄土等松软地质的地基加固;新旧建筑的地基处理、深基坑侧壁挡土挡水， 特别在地铁工程施工防水、基础加固效果明显。
1 工程概况与地质条件
宁波站房工程位于浙江省宁波市海曙区。工程为地下三层和地上两层，包括站房及雨棚两部分，站房分南北两个区域，雨棚分东西两个区域，总建筑面积125695m2，不同类型的围护桩之间、围护桩与地连墙相交处采用Ф1000@600高压旋喷桩进行止水围护，深基坑内侧及基坑坑底采用Ф1000@700高压旋喷桩进行地基加固，桩长1.5米到21米不等。拟建场地位于宁波断陷向倾盆地中部，地形平坦开阔，地貌类型单一，属第四系冲湖积平原，地面标高一般为3.0～4.5m（1985年国家高程基准）。宁波属典型的软土地区，广泛分布厚层状软土，多为淤泥质黏土及粉质黏土[1]。
2 工艺性试验
（1）选取9根桩作为试验桩，按照工艺流程进行施工。
（2）根据设计要求为每根桩设置不同的工艺参数。在桩径上，试验时根据不同地质选择不同喷浆压力和提钻速度，选取不小于设计直径的参数组合;在桩长上，以设计桩长为依据，检测成桩28天后承载力是否满足设计要求;无侧限抗压强度不小于1Mpa，以每米水泥用量、水灰比为主要参数，28天后对试桩进行钻芯取样，选取符合抗压强度值的参数。
3 施工重、难点与预控措施
3.1 施工重、难点
（1）地质条件复杂。旋喷桩施工地层多为淤泥质黏土，且存在既有基础桩。在旋喷桩施工时，地基中旧钻孔灌注桩标高差异造成的空孔局部塌陷造成桩体浇筑后膨胀影响旋喷桩桩位，增加了施工难度。
（2）成桩质量要求高。本工程中三重管高压旋噴桩用于地基加固与止水围护两个区域，其中止水搭接范围要求不小于400mm，加固搭接范围要求不小于300mm。因此准确控制桩体尺寸与搭接范围，是实现止水和加固的重要前提。
3.2 预控措施
（1）施工前根据原站房基础图，对既有工程桩及围护桩桩位进行标记。遇到工程桩等障碍时根据旋喷桩间距调整桩位，并采取反复钻进的措施。
（2）根据工艺性试验数据，不同区域地质土层采用不同的参数范围，严格控制技术参数，保证成桩尺寸与质量，并以此为施工指导依据[2]。
4 施工质量控制
4.1 场地平整与机械就位
施工场地必须坚实平整，由于桩位点会受泥浆污染等造成丢失、被掩盖，在放线同时沿桩位正交两个方向放出桩位控制线，距离随现场条件控制，便于施工即可。桩机根据桩位调直对中，现场用尺测量，偏差不得大于5cm。
4.2 钻孔、插管
（1）喷浆前要进行钻孔，孔径一般为150～200mm，钻孔过程中，时刻监测桩机的水平及垂直方向，避免因机身振动或地基湿陷造成偏差过大。如若发生倾斜，则须将钻杆提至垂直处，复钻进行纠偏。保证孔位、孔深、垂直度符合规范设计要求。
（2）插管之前须进行地面试喷，检查高压设备、管路系统及气、浆发生装置是否正常。为防止喷嘴堵塞，在注浆管下沉过程中可边射水边插管，水压力为0.5MPa左右，压力过高容易将孔壁射塌。
4.3 配置水泥浆
注浆浆液为纯水泥浆，采用42.5硅酸盐普通水泥，水灰比规范要求为0.8～1.5，本工程试验数据为1.0，通过密度计控制水泥浆密度，使其不小1.53g/cm3。水泥进入泵送料筒前应用筛网过筛，搅拌完成后经滤网进入注浆管，避免水泥颗粒过大泵送至注浆管时引起堵孔。
4.4 旋喷
（1）喷浆管插入到设计深度后，依次开动高压水泵和空气压缩机，检查压力是否达到设计要求，如果达不到，检查密封与喷嘴的状况是否正常;如果压力正常，开动水泥注浆泵。一般压缩空气可晚送30s。喷头在预定深度喷射时，只旋转不提升，停留喷射1～3min后再提升，确保下部固结体质量。
（2）在喷射施工中，应随时测定注浆管转速、提升速度，水、浆、气压力及流量等数据，根据事先确定的喷浆技术参数进行调整修正。若出现问题，应及时调整设备或提供补救措施。
（3）在喷射提升注浆管时，拆卸注浆管速度要快，重复喷射的上下搭接长度不小于0.3m，保证桩体底部与持力层具有较好的连接性。
（4）在喷射施工中，应注意孔内返浆情况。一般返浆量小于注浆量的20%时为正常现象，超过20%或完全不返浆时，应及时分析原因，问题解决后再继续施工。
（5）喷浆过程中，时刻监测桩机垂直度，避免因振动或泥土湿陷引起桩机倾斜导致产生过大偏差。
4.5 浆液回灌
旋喷桩施工完成后，由于浆液析水作用，桩身会发生不同程度的收缩，最终在桩体顶部产生凹穴，此时要利用下一孔施工回浆进行返浆回灌，补满上一孔的桩顶位置，以使桩顶标高及质量符合设计要求。观察孔口流出浆液的变化情况，直到孔内的浆液面不再下沉，停止灌浆。
5 结束语
受益于工艺性实验的技术依据，本工程在施工过程中合理地采用针对性措施，有效保证了旋喷桩桩体质量，达到了设计预期，为下步基坑开挖提供了有力的基础保障。
高压旋喷桩在建筑工程领域应用非常广泛，因其加固耐久性好，设备简单，而且污染少，噪声小，材料广泛等优点，桥梁、铁路、房建工程地基的加固处理都有使用，并在软质地基的处理上达了到较好的效果。
参考文献
[1] JGJ 79-2002.建筑地基处理技术规范[S].北京：中国标准出版社，2002.
[2] GB 50202-2002.建筑地基基础工程施工质量验收规范[S].北京：中国标准出版社，2002.
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