建筑基坑工程施工中旋喷桩施工技术的运用研究

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　　摘    要：高压旋喷桩施工技术利用射流作用切割搅拌地层，改变原地层的结构和组成，同时灌入水泥浆或复合浆形成凝结体，以达到加固地基和防渗的目的。本文首先阐述了建筑基坑施工中旋喷桩施工技术的施工准备，接着分析了施工过程中的控制，最后对注浆工艺及质量控制进行了探讨。
　　关键词：建筑基坑工程;地基加固;高压旋喷桩
　　1  引言
　　随着社会的发展，城市化进程的加快，越来越多的建筑拔地而起，大厦密集，城市道路四通八达，但是于此同时，问题也接踵而来：用地紧张、生存空间拥挤、交通阻塞、生态失衡、环境恶化、这给人们居住生活带来很大影响，也制约着经济与社会的进一步发展。在这种情况下，人们转向对城市地下空间的开发利用，由此出现大量的基坑工程。在基坑工程施工中，为保证基坑结构的稳定、基坑内施工安全以及防渗的目的，往往需要对基坑进行加固。在地基加固施工中，高压旋喷桩因其具有施工占地少、振动小、噪音小、无污染等优点和显著的施工效果而逐渐得到广泛应用。为了使高压旋喷桩发挥应有的作用，有必要根据工程实际情况制定切实可行的施工方案。
　　2  施工准备
　　施工前，应认真做好以下准备工作：（1）根据现场实际情况，清理、整平场地，然后根据图纸进行放线;（2）结合设计要求和相关技术法规，做好安全教育和安全文明建设工作，根据业主和监理单位的要求，确定试桩的合适位置，通过试桩确定必要的技术参数，如喷射的种类、提升速度、喷浆压力、喷嘴直径、浆液粘稠度等;（3）进行图纸评审前的各项工作;（4）与施工单位和监理单位密切接触和合作;（5）供水连接和现场硬化;（6）建立必要的生活设施。
　　3  施工放样
　　严格按照设计放样定孔位，其误差控制在设计及规范允许范围内，桩位中心点钉入小木楔并做标记。
　　4  钻机定位
　　将钻机移动至设计孔位上，将钻头对准孔位中心，同时调整钻机，放置平稳。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，使钻杆轴线垂直对准钻孔中心位置。旋喷注浆管的允许倾斜度不得大于1.5%，先进行低压（0.5MPa）射水试验，以检查喷嘴是否畅通，压力是否正常。
　　5  钻孔
　　在设计桩位的中心先用钻机钻一为旋喷管插入用的导孔，孔深须达到预定深度。实际孔位、孔深和每个钻孔内的地下障碍物、洞穴、涌水、漏水及与岩土工程勘察报告不符等情况均应详细记录。
　　6  制备水泥浆
　　桩机移位时，即开始按设计确定的配合比拌制水泥浆。首先加水，再将水泥和外加剂倒入，开始搅拌，打开搅拌桶底部阀门，放入筛网（孔径0.8mm），过滤后流入浆液池，然后通过泥浆泵抽进第二道筛网（孔径0.8mm），第二次过滤后流进浆液桶中，待压浆时用。
　　7  钻孔插管
　　将喷管插入地层预定的深度。在钻孔插管过程中，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，压力过高则容易将孔壁射塌。
　　8  喷射作业
　　喷浆管到达设计深度后，停止钻进，旋转不停，高压泥浆泵压力加到施工设计值，喷浆30s后，边喷浆、边旋转，同时严格按照设计和试桩确定提升速度提升钻杆。在施工过程中，技术人员时刻注意检查浆液初凝时间、注浆流量、压力等参数是否符合要求，并做好记录。
　　9  质量控制
　　9.1  施工必须严格按照设计参数和规范进行
　　未经批准不得变更参数。在施工过程中，钻杆的提升速率控制在200mm/min，旋喷速率控制在20r/min，泵的压力控制在35MPa。在喷浆施工中，需预留长约500mm的桩头，以避免浆液收缩对桩顶强度和仰角的不利影响。在注浆过程中，保证注浆的连续性和一致性。无论停止注水的原因如何，在恢复注水前必须至少进行500毫米的粘接，以避免造成砂泥现象。高压喷射时，如果压力突然变化，会使冒浆量大大增加，或者没有冒浆，则必须停止喷射检查。确定原因后，应采取有效措施。考虑到旋喷桩整体强度较低，应采用人工开挖桩头的方法。不可能用机械设备野蛮挖掘，影响桩体的完整性，对桩体造成破坏。不得使用大型重锤打坏桩头，以免损坏下桩体。
　　9.2  旋喷
　　根据从下到上的顺序，如果施工中发生停机故障，维护后至少要向下处理500mm，以保证桩身具有良好的完整性。考虑到天然地面地质的复杂性，整个深度范围内的土层不断变化，土壤颗粒的组成、紧致度、含水量都有很大的差异，如果使用同一参数进行施工，则不能保持固结体的直径，最终对承载能力产生不利影响。在这方面，应采取不同的措施喷浆，特别是泥层和硬土层，并适当减慢旋喷和升降速度，喷浆过程中的压力也可适当增加。
　　9.3  复喷
　　在保持旋喷技术参数的基础上，在同一土层内进行重复注浆。这样可以保证注浆的损伤长度，起到增加桩径的作用，保证固结体的强度。在注浆过程中，随着反复喷浆次数的增加，固结体强度的影响明显增强。
　　9.4  冒浆处理
　　旋喷施工中，一些土颗粒不可避免地会从管壁向地面冒出来。通过观察，掌握土层的实际情况，判断旋喷效应，确定参数是否合理。结合相关经验，当喷浆量在总喷浆量的20%以内时，为正常现象。如果超过20%，应在查明原因后立即处理。
　　流量保持不变，但压力下降时，需要检查是否有泄漏，必要时拆除注浆管，检查是否密封。
　　冒浆不连续或者根本不连续的，用适当的再注射处理;检查发现周围有暗道和空隙时，不提升注浆管，同时降低气压力流量，继续注浆直至冒浆为止，或拔出注浆管待浆液凝固后重新注浆直到冒浆为止，或采用速凝浆液，使浆液在注浆管附近凝固。冒浆量大一般是有效喷射范围与注浆量不相适应，注浆量大大超过所需浆量所致。双管法施工可适当缩小喷射孔径，提高喷射压力，基本保持注浆量不变;如仍无效时，可加快提升速度和旋摆喷速度。
　　9.5  固结体的形状控制
　　通过调节旋喷压力和实际喷浆量，可以控制固结体的形状。一般工程的固结体形状为圆柱形，施工时应同时进行旋喷喷浆。为了保证深层成型的质量，在喷底时，有必要增加喷底的压力，反复喷底。
　　9.6  保证桩顶强度
　　在使用水泥浆进行注浆的过程中，水泥浆具有一定的沉淀效果，因此会收缩。这会在固结体的顶部产生凹坑，其深度会受到所使用的浆液、固结体的直径和孔的深度的影响以及其他因素。针对这一现象，应采取超高旋喷、倒灌等有效措施加以应对。
　　9.7  防串孔
　　可以采取下列措施防止串孔现象的发生：在施工过程中，机组采取跳打的施工方法;在高压缩土层适当减小喷浆压力;加快提升速度和旋转速度。
　　10  结束语
　　高压旋喷桩是基础加固中常用的技术措施之一。为了保证喷桩施工的质量，达到理想的加固效果，必须从施工准备阶段到质量检验阶段做好施工控制工作，并注意各环节的重点控制内容，消除所有可能影响喷浆质量的因素。
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