浅谈旋喷桩施工

第３期　２０１２年９月　Ｖ＿￣Ｊ　ｒｌ林勘没汁　ＳＩＣＨＵＡＮ　ＦＯＲＥＳＴＲＹ　ＥＸＰＬ０ＲＡＴ１０Ｎ　ＡＮＤ　ＤＥＳＩＧＮ　Ｎｏ．３　Ｓｅｐ．２０１２　浅谈旋喷桩施工　范建洪　，刘劲松　（１．四川三鑫建筑工程有限公司，四川成都６１００００；　２．四川省林业勘察设计研究院，四川成都６１００８１）　摘要：文章结合渝湘高速彭武段Ｃ５标段探索了旋喷桩加固软土地基的施工方法。旋喷　注浆法加固地基施工机具简单、噪音及振动小、施工速度快、成本低，工艺易于掌握且加固　地基效果良好。在以后的同类软基处理中，设计和施工均可以参考其相应数据，少走弯　路。　关键词：渝湘高速彭武段；旋喷桩；施工　在重庆地区公路施工中，采用旋喷桩来加固　１：ｌ。桩体的设计固结体强度为４ＭＰａ；并要求２８　天强度＞１．２ＭＰａ（见图１）。　软土地基是从渝湘高速公路彭（水）武（隆）段ｃ５　标段开始的。为此，施工单位高度重视旋喷桩的　施工方法和质量控制，由项目总工直接负责旋喷　桩的施工技术和组织安排。经过近６年的使用观　察，处治路段路基稳定，沉降远低于规范要求。　ｌ　工程概况　渝湘高速公路彭武段，Ｃ５标段的长滩互通立　交地处郁江河漫地段。上覆第四系冲洪积土层，　土层厚度大，呈软一硬状，基岩埋藏深。排水不畅　的低洼地带，由泥炭和淤泥组成软塑状沼泽地，范　围约８０ｍ×４０ｍ，厚度２．５０～３．６０ｍ。在Ａ匝道　全段及Ｄ、Ｇ、Ｅ、Ｆ匝道部分路堤段粘土层下部呈　软塑状，层面埋深６．８０—１０．１０ｍ，厚度１．５０～　图１　Ｃ５标段旋喷柱加固平面、横断片示意图　２试桩　我们在长滩互通ＡＫ０＋５７０左侧３５ｍ处选择　了三根代表性旋喷桩进行试桩工作。以便取得相　关施工数据、施工工艺、施工管理经验。　２．１施工机械配套选型　７．００ｍ。该软土呈不规则透镜状，形成环，　为河　漫滩。具高压缩性，低强度，低透水性，易触变的　特点。为了增强路基的稳定性和减少路基的不均　匀沉降，采用旋喷桩处理深层软土。旋喷桩在低　液限粘土中直径为３０ｃｍ；在淤泥质高液限粘土中　直径为８０ｃｍ；桩间距为２．５ｍ或２ｍ；旋喷桩桩长　以穿透低液限粘土、淤泥质高液限粘土至卵石土　层为控制原则。根据现地条件其平均桩长为ｌ７　～２．２一套机械设备人员配备　名称　旋喷机　施工作业人数　高压注浆泵　浆液搅拌机　运送水泥　废浆清理　记录　２０ｍ；桩位在平面上以正三角形布置，处理范围　为边坡坡脚或排水沟内侧边缘。桩体使用水泥浆　液，材料采用４２．５号普通硅酸盐水泥，水灰比为　收稿日期：２０１２—０５—０４　７８　四川林勘设计２０１２年第３期　２．３主要材料　未发现断桩、空洞、严重离析等缺陷，桩身表面较　水泥：涪陵腾辉水泥厂生产的腾辉普硅４２．５　袋装水泥，经试验各项指标满足注浆要求。　水：采用彭水县郁江河水，经检验符合施工用　水标准。　光滑，砼灌注较均匀，桩长在１８—２０ｍ之间。９月　２０日对试桩体钻芯取样，２８天抗压强度为１一　Ｚ１２＃３．５ＭＰａ。３１一Ｚ１４＃３．９ＭＰａ，２９一Ｚ１３＃４．６　ＭＰａ。　所有材料由现场值班技术人员采用配备的计　２．６旋喷桩施工参数的确定　量器具量取投入使用。　２．４试桩施工参数选定　根据设计图纸要求，旋喷桩在低液限粘土中　直径为３００ｍｍ；在高液限粘土中直径为８００ｍｍ。　桩长以穿透低液限、高液限粘土至砂卵石土层为　原则。旋喷压力：２０—４０ＭＰａ、旋转提升速度为２５　～２８ｃｍ／ｍｉｎ、旋转速度为２Ｏ一２８ｒ／ｍｉｎ、喷嘴直径　为２～３．２ｍｍ。　为了保证桩的固结强度和固结结直径，因而　采用了三种不同的压力。旋转速度和喷嘴直径是　固定值；而旋转提升速度为经验值，提升过快，有　断桩的可能，并且桩的密实度不均匀；过慢，不经　济。　为了获得相关施工数据和施工工艺，结合此　段地质情况，选用了不同的旋喷压力。三根试桩　的施工参数为：　３１一Ｚ１２＃旋喷桩：旋喷压力２０　ＭＰａ、旋转提　升速度为２０ｃｍ／ｍｉｎ、旋转速度为２５ｒ／ｍｉｎ、喷嘴直　径为２．３ｍｍ。　３ｌ—ｚ１４＃旋喷桩：旋喷压力２３　ＭＰａ、旋转提　升速度为２０ｃｍ／ｍｉｎ、旋转速度为２５ｒ／ｍｉｎ、喷嘴直　径为２．３ｍｍ。　２９一Ｚ１３＃旋喷桩：旋喷压力２６　ＭＰａ、旋转提　升速度为２０ｃｍ／ｍｉｎ、旋转速度为２５ｒ／ｍｉｎ、喷嘴直　径为２．３ｍｍ。　２．５试桩结果检测　２００５年９月１２日，在试桩位置开挖２ｍ深进　行检查，桩形外观较好，现场钢尺量测三根试桩平　均直径分别为：３１一Ｚ１２＃３９．５ｃｍ，３１一Ｚ１４＃５２ｃｍ．　２９一Ｚ１３＃６２ｃｍ。９月１７日，重庆市公路工程质检　中心对三根试桩进行了低应变检测，三根试桩均　２．６．１旋喷桩注浆参数的确定　根据试桩结果，选定旋喷桩注浆参数如下：　（１）在上部低液限粘土层中，注浆压力　２２ＭＰａ，钻杆提升速度为２０ｃｍ／ｍｉｎ，旋转速度为　２５ｒ／ｍｉｎ。　（２）在下部高液限淤泥质粘土层中，注浆压　力２６ＭＰａ，钻杆提升速度为１５ｃｍ／ｍｉｎ，旋转速度　为２５ｒ／ｍｉｎ。　为了增加桩密实度和固结强度，在试验数据　基础上增加保险系数，增加了注浆压力或降低了　钻杆提升速度。　２．６．２旋喷桩施工设备和人员的确定　本项目有１６８０根桩，每根平均１８ｍ，总长　３０２４０ｍ。　旋喷桩的施工工期控制在２个月，一台旋喷　机２４小时的成桩长度是１２０ｍ，为此确定选用７　套旋喷机。　整个７套旋喷机所需人员如下：　旋喷机：４２人；高压注浆泵：ｌ４人；净浆搅拌　机：１４人；运送水泥：１４人；废浆清理：３人；记录：　３人；现场技术员：２人；安全巡视员：２人；后勤管　理人员：５人。　３主要施工工艺　３．１　施工准备　根据设计清除地表８０ｃｍ软土层，分台阶平　整旋喷桩施工场地，开挖横向排浆？勾和废浆处理　池。硬化高压注浆泵、净浆搅拌机场地，挖排水　沟，搭设防雨棚。　用全站仪放出旋喷桩范围内路线的中桩和边　桩，用水泥固定。根据旋喷桩施工桩位图，用长钢　尺精确定出各桩的位置，并报验监理工程师。　范建洪等：浅谈旋喷桩施工　７９　３．２钻机就位　把钻机安装到施工位置，使钻头对正桩位中　心，对点误差不大于５０ｍｍ；并用水准尺检查钻机　底盘的水平和导向架的竖直度，垂直偏差不得超　过１％。采用低压（０．５ＭＰａ左右）水进行射水试　验，确认喷嘴畅通，压力正常。　３．３钻孔　射水试验结束后，即可开始钻孔，水压由０．５　ＭＰａ提高到１．ＯＭＰａ，一根钻杆用完后，停止射　水，接长钻杆，继续施钻直至达到砂卵石土层　３０ｃｍ终孔。　３．４　制浆　制浆工作与钻孔同时进行，把水先加入搅拌　桶内，再加人水泥。水灰比为１：１。在搅拌桶内　用钢筋焊制成等刻度，一刻度加两包水泥控制水　灰比。开动搅拌机拌和１０—２０ｍｉｎ，拧开搅拌桶　底部的阀门，浆液先通过过滤筛再流入存浆桶。　存浆桶安装电动搅拌设备，防止浆液沉淀。采用　高压泥浆泵抽取浆液，注入注浆管准备喷浆。　３．５旋喷　高压泥浆泵将水泥浆注人注浆管，浆液压力　达到２０ＭＰａ，旋转钻杆待浆液从孔底冒出地面后　开始提升钻杆，边喷浆、边旋转、边提升，待第一根　钻杆完全提出地面后，停止喷浆，迅速拆除此根钻　杆后恢复喷浆，当浆液压力恢复至旋喷压力　（２０ＭＰａ左右）后，重新开始提升钻杆，依次循环　作业，直至喷嘴提升至桩顶设计标高后继续采用　低压（５ＭＰａ左右）喷浆１～２ｍｉｎ。施工时因故停　浆，宜将旋喷机下沉至停浆点以下０．２ｍ，待恢复　供浆时再喷浆提升。若停机超过３ｈ，为防止浆液　硬结堵管，宜先拆卸输浆管路，妥为清洗。　４质量要求和检验　４．１质量要求　旋喷固结体属于隐蔽工程，不能直接观察到　旋喷桩体的质量，必须有可行的比较切合实际的　方法检验。要求固结具有一定的整体性和均匀　性，倾斜度不得大于１．５％，有效直径，强度特性　（包括轴向压力、水平推力、和抗渗性）等符合工　程要求。　４．２质量检查　（１）开挖检查。一般限于浅层２ｍ内，全面检　查喷射固结体质量，固结体形状、整体性、均匀性　和垂直度。　（２）室内实验。有以下４种检测：　①浅层钻芯取样，作固结体标准试件，进行各　种力学物理性试验。　②进行低应变检测桩的断桩、空洞、严重离析　等缺陷以及桩长等。　③在桩的边缘地质钻芯检测的直径和完整　性。　④桩间土采用重力触探检测地基的承载力。　（３）单桩荷载试验检测单桩承载力。　旋喷注浆法加固地基施工机具简单、噪音及　振动小、施工速度快、成本低，工艺易于掌握且加　固地基效果良好。在以后的同类软基处理中，设　计和施工均可以参考其相应数据，少走弯路。