高压旋喷桩加固施工

一、基本概念

高压旋喷桩，是以高压旋转的喷嘴将水泥浆喷入土层与土体混合，形成连续搭接的水泥加固体。施工占地少、振动小、噪音较低，但容易污染环境，成本较高，对于特殊的不能使喷出浆液凝固的土质不宜采用。

二、适用范围

1、高压喷射注浆法适用于处理淤泥、淤泥质土、流塑、软塑或可塑黏性土高压旋喷桩图片、粉土、砂土、黄土、素填土和碎石土等地基。

2、当土中含有较多的大粒径块石、坚硬黏性土、含大量植物根茎或有过多的有机质时，对淤泥和泥炭土以及已有建筑物的湿陷性黄土地基的加固，应根据现场试验结果确定其适用程度。应通过高压喷射注浆试验确定其适用性和技术参数。

3、高压喷射注浆法，对基岩和碎石土中的卵石、块石、漂石呈骨架结构的地层，地下水流速过大和已涌水的地基工程，地下水具有侵蚀性，应慎重使用。

4、高压喷射注浆法可用于既有建筑和新建建筑的地基加固处理、深基坑止水帷幕、边坡挡土或挡水、基坑底部加固、防止管涌与隆起、地下大口径管道围封与加固、地铁工程的土层加固或防水、水库大坝、海堤、江河堤防、坝体坝基防渗加固、构筑地下水库截渗坝等工程。

三、施工准备

1、材料、成品、半成品、构配件进场验收和复试要求

（1）高压喷射注浆法所用灌浆材料，主要是水泥和水，必要时加入少量外加剂。

（2）高压喷射注浆所采用的水泥品种和标号，应根据环境和工程需要确定，一般情况下，宜采用强度等级为42.5级的普通硅酸盐水泥，可根据需要加入适量的外加剂及掺合料。使用其他水泥注浆时应得到设计许可。

（3）注浆所用水泥应符合《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》GB 175-1999中的规定。

（4）高压喷射注浆用水泥必须符合质量标准，应严格防潮和缩短存放时间，施工过程中应抽样检查，不得使用过期的和受潮结块的水泥。

（5）搅拌水泥浆所用的水，应符合《混凝土拌合用水标准》JGJ 63-89的规定。

（6）高压喷射注浆一般使用纯水泥浆液。在特殊地质条件下或有特殊要求时，根据工程需要，通过现场注浆试验论证可使用不同类型浆液。如水泥砂浆等。

（7）根据需要可在水泥浆液加入粉细砂、粉煤灰、早强剂、速凝剂、水玻璃等外加剂。

2、主要施工机具、设备

高压喷射注浆法所用施工机具设备，有国产设备和进口设备。施工用主要设备机具有:地质成孔设备，搅拌制浆设备，供气、供水、供浆设备，喷射注浆设备，控制测量检测设备。地质成孔设备:地质钻机、潜孔钻机、冲击回转钻机、水井磨盘钻机、振冲设备等。搅拌制浆设备:搅灌机、搅拌机、灰浆搅拌机、泥浆搅拌机、高速制浆设备等。供气、供水、供浆设备:空压机、高压水泵、高压浆泵、中压浆泵、灌浆泵等。喷射注浆设备:高压喷射注浆机、旋摆定喷提升装置、喷射管喷头喷咀装置等。控制测量检测设备:测量仪、测量尺、水平尺、测斜仪、密度仪、压力表、流量计等。 根据工程需要和场地地质条件选用施工机具设备。

3、施工现场(作业条件)要求

（1）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）建齐施工用的临时设施，如供水、供电、道路、临时房屋、工作台以及材料库等。

（3）施工平台应做到平整坚实，风、水、电应设置专用管路和线路。

（4）施工单位应制定环境保护措施，施工现场应设置废水、废浆处理和回收系统。

（5）施工现场应布置开挖冒浆排放沟和集浆坑。

（6）施工前应测量场地范围内地上和地下管线及构筑物的位置。

（7）基线、水准基点，轴线桩位和设计孔位置等，应复核测量并妥善保护。

（8）机械组装和试运转应符合安全操作规程规定。

（9）施工前应设置安全标志和安全保护措施。

四、操作工艺

1、测量放线:根据设计的施工图和坐标网点测量放出施工轴线。

2、确定孔位:在施工轴线上确定孔位，编上桩号、孔号、序号，依据基准点进行测量各孔口地面高程。

3、钻机造孔:可采用泥浆护壁回转钻进、冲击套管钻进和冲击回转跟管钻进等方法。

4、测量孔深:钻孔终孔时测量钻杆钻具长度，孔深大于20m时，进行孔内测斜。

5、下喷射管:钻孔经验收合格后，方可进行高压喷射注浆，下喷射管前检查以下事项。

（1）测量喷射管长度，测量喷嘴中心线是否与喷射管方向箭一致，喷射管应标识尺度。

（2）将喷头置于高压水泵附近，试压管路应小于20m，试喷调为设计喷射压力。

（3）施工时下喷射管前进行地面水、气、浆试喷，即设计喷射压力+管路压力。

（4）设计喷射压力+管路压力为施工用的标准喷射压力，更换喷嘴时重新调试。

（5）摆喷施工下喷射管前，应进行地面试喷并调准喷射方向和摆动角度。

（6）地面试喷经验收合格后，下入喷射管时，应采取措施防止喷嘴堵塞。

（7）孔内沉淀物较多时，应事先准备黏土泥浆，下喷射管时边冲入泥浆边下管。

（8）钻孔当采用套管护壁时，下入喷射管后，拔出护壁套管。

（9）当采用振冲沉管时，必须满足以上要求。

（10）当喷射管下至设计深度时，经监理工程师批准后，准备开喷。

6、搅拌制浆:搅拌机的转速和拌和能力应分别与所搅拌浆液类型和灌浆泵的排浆量相适应，并应能保证均匀、连续地拌制浆液。保证高压喷射注浆连续供浆需量。

7、供水供气:施工用高压水和压缩气的流量、压力应满足工程设计要求。

8、喷射注浆:高压喷射注浆法为自下而上连续作业。喷头可分单嘴、双嘴和多嘴。

9、冒浆:高压喷射注浆孔口冒浆量的大小，能反映被喷射切割地层的注浆效果。孔口冒出的浆液能否回收利用，取决于工程设计和冒浆质量的好与差，工程中尽可能利用回浆。

10、旋摆提升:单嘴喷头摆360°为旋喷；小于360°为弧喷；小于等于180°为拱喷；小于等于90°为摆喷；摆角为0°时为单向定喷。同轴双嘴喷头摆180°为旋喷；小于180°为双向拱喷；小于等于90°为双向摆喷；摆角为0°时为双向定喷。非同轴双嘴喷头有90°夹角、120°夹角、150°夹角，可用于摆喷和定喷。多嘴喷头目前国内使用的不多。旋摆为机械旋摆和特殊环境下人工旋摆。

11、成桩成墙:高压喷射注浆凝固体可形成设计所需要的形状，如旋喷形成圆柱状、盘形状，摆喷形成扇形状、亚铃状、梯形状、锥形状和墙壁状，定喷形成板状。

12、充填回灌:每一孔的高压喷射注浆完成后，孔内的水泥浆很快会产生析水沉淀，应及时向孔内充填灌浆，直到饱满，孔口浆面不再下沉为止。终喷后，充填灌浆是一项非常重要的工作，回灌的好与差将直接影响工程的质量，必须做好充填回灌工作。

五、质量控制措施

1、材料质量控制

（1）注浆所用的固化剂和外掺剂品种、规格及性能应符合设计。

（2）水泥在使用前需作质量鉴定，搅拌水泥浆所用的水，应符合《混凝土拌合用水标准》。

（3）为了解喷射注浆固结体的性质和浆液的合理配方，必须取现场各层土样，在室内按不同含水量和配合比进行试验，优选出最合理的浆液配方。在正式施工前现场进行喷射试验，查明喷射固结体的直径和强度，验证设计的可靠性和安全性。

2、施工工艺控制

（1）在正式施工前应进行成桩工艺试验。

（2）施工中钻机安放平稳，钻杆保持垂直,其倾斜度不得大于1.5%，钻机位置与设计位置偏差不得大于50mm。注浆管分段提升的搭接长度不得小于100mm。

（3）在注浆过程中出现压力骤然上升或下降。大量冒浆等异常情况时，应及时停止提升和注浆，以防断桩。

（4）严格对固结体的质量进行检验包括检验固结体的整体性和均匀性、固结体的有效直径、固结体的垂直度、固结体的强度特性包括轴向压力、水平压力、抗冻性和抗渗性，固结体的溶蚀和耐久性。

（5）喷射注浆时要注意设备开动顺序。以三重管为例，应先空载起动空压机，待运转正常后，再空载起动高压浆，然后同时向孔内送风和水，使风量和泵压逐渐升高至规定值。风水畅通后，旋转注浆管，并开动注浆泵，先向孔内送清水，待泵量泵压正常后即可将注浆泵的吸水管移至储浆桶开始注浆。待估算水泥浆的前峰已流出喷头后，才可开始提升注浆管，自下而上喷射注浆。

（6）喷射注浆中需拆卸注浆管时，应先停止提升和回转，同时停止送浆，然后逐渐减少风量和水量，最后停机。拆卸完毕继续喷射注浆时，开机顺序也要遵守上条规定。

（7）喷射注浆达到设计深度后，即可停风、停水，继续用注浆泵注浆，待水泥浆在孔口返出后，即可停止注浆，然后将注浆泵的吸水管移到清水箱，抽吸定量清水将泥浆泵和注浆管路中的水泥浆顶出，然后停泵。

（8）对喷射深层长桩，应按地质剖面及地下水等资料，在不同深度，针对不同地层土质情况，选用合适的喷射参数，才能获得均匀密实的长桩。

（9）喷射注浆作业后，由于浆液的析水作用，一般均有不同程度的收缩，使固结体顶部出现凹穴，应及时用水灰比为0.6的水泥浆补灌。

（10）在冒浆过程中，往往有一定数量的土粒，随着一部分浆液沿着注浆管壁冒出地面。冒浆量小于注浆量20%为正常，超过20%或完全不冒浆时，应查明原因，采取相应措施。