高压旋喷桩在高速公路软土地基处理中应用探析

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1、高压旋喷桩在高速公路软土地基处理中应用探析摘要：文章简要介绍了高压旋喷桩的加固原理，然后分析了高压旋喷桩处理公路软土地基的施工程序、旋喷工艺及旋喷操作要点，最后介绍了旋喷桩施工质量的检测要点。关键词：旋喷桩；软土地基；地基加固中图分类号：U416.1文献标识码：B文章编号：1008-0422(2011)05-0107-021引言软土地基处理是高速公路建设中常遇到的难题之一，尤其是近年来，随着高等级公路建设迅速发展，各种新工艺、新技术、新方法在软土路基的处理中得到空前运用，一旦处理方法选择不当，或是施工质量不过关，极易使公路路基在后期发生不同程度的沉降，进而引起各

2、种道路质量病害。利用髙压旋喷技术加固公路软土地基得到高速公路建设者的重视，它是在化学注浆法的基础上采用高压射流切割技术发展而来的，具有施工机具设备简单、操作方便、材料便宜、效率高、质量易于控制、加效果好等优点。下面笔者简要介绍高压旋喷桩在软土地基处理中的应用的技术要点。2旋喷桩对软土地基的加固原理及主要特征2.1加固原理旋喷注浆法是利用钻机把注浆管置入土层的预定深度，浆液经高压设备的作用从注浆管的旋转的特殊喷嘴喷出，形成高压喷射流强力冲击土体结构，并部分置换被冲下的土体，最后凝结成固结体，与桩间土一起构成复合地基，从而改善土的变形性质，提高地基抗剪强度，从而达到

3、加固地基的目的。由于高压旋喷桩复合地基水泥土的模量较大，具有较小的破坏应变，所以水泥土桩率先过入破坏状态，对软土地基形成保护。具体作用机理可分为以下几点：(1)切割破坏：喷射流以脉冲形式连续冲击土体，破坏土体结构，使其出现空洞。(2)置换作用：喷射注浆时部分土粒被排出孔外，灌入的浆液就置换填充空下的体积。(3)混合搅拌：射进土体的浆液在压力作用下与被切下的土体颗粒充分搅拌混合形成新的混合体。(4)充填压密：原有的土体空隙被浆液充填，并且对周边土体有较大的挤压密实作用。(5)渗透固结：喷射注浆时，浆液可渗入渗透性较好的地层中未破坏土体一定的厚度，使周围土体的强度得

4、到了有效提高。2.2主要特征高压喷射注浆技术施工压力已达40MPa,故可分为高压与超高压两种工法，施工深度可达25m^40m,加固体最大直径可达2m,且强度稳定。旋喷桩主要用于软土地基中进行加固、减少地基土变形，高压旋喷注浆法还可根据土质条件及管路数目，分为单管法、二重管法、三重管法和多重管法。旋喷法可控制加固范围，能够连成一片，旋喷成垂直桩、水平桩和斜桩，也可制成一定间距的桩柱体，只要适当调配硬化剂的用量，便能使各个施工对象得到相应的强度。3旋喷桩处理软土地基的施工工艺及要点2.1旋喷施工程序(1)钻孔就位。旋喷注浆施工前先要将钻机安置在设计孔位上，并作水平校

5、正，使钻头对准孔位中心，并确保钻孔达到设计要求的垂直度(倾斜度不得超过1.5%)。(2)钻孔。为将旋喷注浆喷嘴插入预定的地层中，还应进行钻孔施工，根据具体的地质情况、加固深度、机具设备等条件来选择钻孔施工方法。对于单管旋喷，通常使用76型或柄型旋转震动钻机，可达30m以上的钻进深度。(3)插管。钻孔完毕后，将旋喷注浆管插入地层预定的深度。在插管过程中，可边射水、边插管，以防止泥砂堵塞喷口，但水压一般不超过IMpa,因为水压过高易引起孔壁坍塌。(1)旋喷作业。喷射注浆前要检查高压设备和管路系统，注浆量和压力应满足设计的要求，各通道和喷嘴内不得有杂物，管路系统的密封

6、圈必须良好。当旋喷管插入预定深度之后，迅速搅拌浆液，当旋喷开始时，即旋转提升旋喷管。开始喷射注浆的孔段要与前段搭接0.Im,并且送浆要均匀，以防固结体脱节；若喷射注浆过程中出现钻头被堵塞现象，以及设备出现故障而被迫停机时，应控制停工时间在4小时以内，修钻机时，应将送浆管等机具中的余浆冲净，防止下次钻进成桩时管路堵塞。旋喷时还应安排专人随时检查注浆流量、压力、风量、旋转提升速度等与设计要求是否相符，同时做好记录，绘制作业过程曲线。(2)冲洗。旋喷提升到设计标高时，即可结束旋喷。旋喷完毕后还应将注浆管等机具设备冲洗干净，可把浆液换成水，在地面上喷射，全部冲出泥浆泵、

7、注浆管软管内的浆液，因为管机内残存水泥浆后容易硬化造成堵塞。(3)移动机具。将钻机等机具设备移到新孔位上，继续钻孔和旋喷施工(如图1)。3.2旋喷工艺由于软土路基的土质通常较为复杂，为取得较为理想的旋喷效果，需根据施工过程中出现的具体问题，及时采取合理的处理措施。(1)旋喷深层长桩固结体。由于软土地基的地层土质情况随深度变化较大，所以在旋喷深层长桩固结体时，若仅采用单一的固定旋喷参数，就可能形成上部较粗下部较细的直径不匀的固结体，对其承载效果影响较大。因此对旋喷深层长桩，应按地质剖面图及地下水等资料，针对不同地层土质及不同深度，选用合适的旋喷参数，以获得均匀密实

8、的长固结体。(2)重复喷