荇辜袭霸 应用方 １３１ 浅析高压旋喷桩施工技术在铁路桥涵工程中的应用 刘海华 （中铁二十四局集团南昌公司，江西南昌３３０００２） 摘要本文以漯阜铁路复线及电气化铁路桥涵工程，结合地质特点，探讨了高压旋喷桩在桥涵复合地基加固处理过程中的施工工艺及质 量控制措施，同时对高压旋喷桩质量检测过程中主要存在原因进行分析，并提出解决办法。 关键词软土地基；高压旋喷桩；施工技术；质量控制 中圈分类号ＴＩＪ 文献标识码Ａ 文章编号１６７３—９６７１一（２０１ １）ｏ２２—０１３１一Ｏ１ 漯阜铁路复线及电气化铁路工程标段地质表层为素土含粉砂、细 砂，局部夹淤泥，松散～中密，饱和，层厚１～２ｍ；其下粉质黏土，软 塑，局部夹薄层粉砂，层厚２—８ｍ（旋喷桩处理段）；下为粉质黏土， 硬塑，为持力层。为保证桥涵基础施工质量，主要采用高压旋喷桩复合 地基加固处理，桩径０．６ｍ，桩间距１．１ｍ，呈正方形布置。要求桩体２８ｄ 龄期标准试块抗压强度／＞２．５ＭＰａ，处理后复合地基承载力／＞０．１５ＭＰａ。 １施工参数确定 结合地质情况，施工前，进行了室内试验和工艺性试验，在施工区 域附近挑选了地质情况相似的部位进行了３组不同参数的旋喷桩工艺性 试验，第１、２组同为单管法旋喷试验桩，但技术参数不同，数量各为３ 根；第３组为双管法旋喷试验桩，数量为３根。试桩结束后，采用挖桩和 取芯两种方法进行检查：对第１、２组试桩挖桩检查，单管法成桩的桩径 尺寸达到设计要求的６０ｃｍ，桩体外观完整，结构密实，桩径满足设计要 求；对试桩２８ｄ后取芯检测，取出的芯样完整连续，３个不同位置的芯样 无侧限抗压强度为５．２、３．４ＭＰａ和７．６ＭＰａ，均大于设计要求的２．５ＭＰａ。从 检验结果来看，试桩取芯强度完全满足设计要求，从而综合确定了以下 旋喷桩施工最佳参数。 １）单管旋喷桩桩径为６０～７０ｃｍ，满足设计桩径６０ｃｍ的要求，故本 工程旋喷桩全部采用单管旋喷施工工艺。 ２）浆液水灰比采用０．７：ｌ～Ｏ．５：１，淤泥层密度１．５～１．５５ｇ／ｃｍ ，上 部砂层密度１．４５ｇ／ｃｍ 。喷射流ｌｉｔｓｏ～６０Ｕｍｉｎ。 ３）浆压淤泥层内喷浆压力采用２２～２４ＭＰａ，根据孔口返浆情况可适 当提高压力至２６ＭＰａ。上部砂层内喷浆压力采用２６ＭＰａ。 ４）提升速度上部砂层２０～２５ｃｍ／ａｒｉｎ，淤泥层１４～１８ｃｍ／ａｒｉｎ，根据 孔口返浆情况调节提速；旋转速度１０～２０ｃｒｒｄｍｉｎ。 ５）空气压力０．５～０．６ＭＰａ，风量１．５～２ｍ３／ｍｉｎ。 ２施工工艺 ２．１施工质量控制 １）开钻前，当钻机就位时先使钻头对准桩位标志中心，钻机要平 稳。每次开孔前使用水平尺或线锤对钻机垂直度进行校核，保证偏斜率 不大于ｌ％后才开始钻孔，遇到硬层时需减低钻进压力，减慢钻进速度 并查明原因。钻机操作手根据电流值和钻进速度的变化判断是否进入淤 泥层以下砂层，终孔后现场质检员检查孔深并与地质勘探资料进行复 核，以保证桩底进入持力层。 ２）水泥浆严格按要求进行配制，控制进浆密度在１．５～１．５５ ｍ ， 施工班组每次新制浆液均需测试一次密度，发现浆液密度不足或超出范 围，进行调整后方可使用。 ．３）在喷浆施工过程中施工班组对喷射压力、提升速度等关键参数 做到全程监控。喷射注浆注意设备开动顺序，二重管气、浆供应有序进 行，衔接紧密。 ４）注浆完毕要迅速拔出注浆管，桩顶凹坑及时采用相邻孔冒浆回 灌或静压注浆。 ５）当喷射过程中因故中断喷射作业时，恢复喷射后要保证与上次 搭接０．５ｍ，在淤泥层与砂层搭接ｌｒｎ叟 ，采用降低旋转和提升速度或复喷 （在砂层和淤泥层交接处各喷射０．５ｍ）的方法进行处理，保证旋喷桩连 续完整。 ２。２施工故障和解决方法 １）钻机倾斜。高压旋喷桩施工区内部分地段为水田段，地下水丰 富，地表土换填碾压处理后，经过雨水或地下水浸泡土质变软，钻机 钻进过程容易发生倾斜，采用挖排水井降低地下水位，地表加铺１层碎 石。 ２）卡钻埋钻。钻孑Ｌ时通过板结坚硬的砂层或遇到障碍物时易发生 卡钻埋钻现象，采用慢速钻进、改进钻头的方法进行施工；喷浆提升钻 杆时卡钻埋钻，应暂停喷浆，上下活动钻杆，若钻杆无法转动，则需要 立即使用清水喷射，待正常后复喷。 ３）堵喷嘴。喷嘴被堵塞的原因有：①水泥浆液浓度过大、未经有 效过滤或注浆机具未冲洗干净，较大杂质颗粒进入注浆管内，堵塞喷 嘴；②插管或停机卸管时，在外界的压力下砂或杂质进入喷嘴内，导致 堵塞喷嘴。发现喷嘴被堵塞时，应查明原因并采取以下措施：①水泥浆 液搅拌均匀并经筛网过滤后才可使用；②每孔喷浆结束时必须将注浆 泵、注浆管清洗干净；③插管过程保持低压射水，拆卸喷杆时动作迅 速。 ４）风管堵塞。孔内浆液压力较大，超过风压较多，双管喷杆分流 器和接头密封圈磨损，高压浆液易进入风管内，浆液凝固导致风管堵 塞。不需卸管喷射的ＸＰ－３０Ｂ钻喷一体高喷钻机易出现此现象，而需卸管 喷射的ＭＧ】＿５ 机因为每根钻杆喷射完后，都需卸下冲洗干净，同 时可以观察到喷杆接头的磨损，及时更换，则一般不会出现此现象。为 避免风管堵塞，在操作时要注意以下方面：开始喷射时先开空压机，停 止喷射时先停高压泵后关空压机；喷射作业不多于加根桩必须对风管冲 洗清理一次，检查双管喷杆内的风管和浆管的磨损情况，及时更换已磨 损管路。 ５）压力不稳。风管窜浆、高压泵泵头进空气、喷嘴堵塞、爆管等 原因容易产生高压泵压力不稳的现象，施工过程应严格按照施工工序和 操作规程施工，定期检查更换零配件。 ３质量验收 ３．１检测手段及效果 该工程根据《铁路路基工程施工质量验收标准》和四方（业主、设 计、监理单位、施工方）会议精神，进行了高压旋喷桩钻芯法、螺旋板 载荷试验的检测。 螺旋板载荷试验共进行了８４根桩的检测。在桩顶高程螺旋板试验 中，地基承载力均大于１５００ｋＰａ，满足设计要求；高压旋喷桩钻芯法共进 行了９２根桩的检测，其中芯样无侧限抗压强度检测最大值为ｌ１．５７ＭＰａ， 最小值为２．８３ＭＰａ，均符合设计的芯样无侧限抗压强度检测不小于 ２．５ＭＰａ的要求，芯样采取率超过了６ｏ％，无不合格桩出现，表明桩身完 整、施工质量良好。 ３－２检测难点及解决方法 高压旋喷桩质量检测过程中主要存在着取芯困难、易发生偏斜的现 象，其原因及解决方法如下。 １）垂直度控制不好。取芯检测过程中，若取芯钻机垂直度发生倾 斜，遇到空孔回填水泥浆凝固体与桩顶圆锥体时，岩心管会带动钻杆向 较软地层方向偏移，钻进方向偏出桩体；若取芯钻机完全垂直，旋喷钻 机施工时依据设计要求的垂直度偏斜不大于１％，取芯方向为每根检测 桩桩径方向１，４处，取芯检测的钻进方向也极易偏出桩体，若喷浆施工 和取芯时偏斜率都在设计范围内，且偏斜值很小，但因两者偏离方向不 一致，也会在取到桩头部分芯样后偏出桩体。取芯钻进过程中由于钻头 易向较软地层偏移，如果接近桩顶时钻头与桩体搭接较少，则很容易偏 向桩体外侧，导致取芯困难。前期多次取芯失败后，吸取教训，取芯检 （下转第１４２页） １４２ 结束。 应用方 ５结束语 ２科０技１１年第４幸崭藉 期 ４液氯、Ｄｒｅｗｓｐｅｒｓｅ ７６７、次氯酸钠加药方案比较 药剂名称 全年药量 （吨） 全年药剂费 用（万元） 杀菌灭藻处理系统比较 杀菌灭藻效果好，价格 便宜，但设备老化严 重，维护量大且操作不 便易对人体和环境造成 危害，不适合沙角ｃ电厂 的无人值班。 安全、效果好，操作方 便，自动化程度高，适 合沙角ｃ电厂的无人值 班。但会产生油泥附着 物，影响机组安全，同 时价格昂贵。 直接投加次氯酸钠系统 简单，投资少，运行安 全、方便且占地面积 小。经比较实验后，采 用次氯酸钠作为杀菌剂 是较好的加药方式，杀 菌灭藻效果好，价格相 ．电厂循环冷却水杀菌灭藻技术是一个比较复杂的问题，随着人民的 环保意识不断的增强，循环水处理技术发展很快，不断有新方法和药剂 开发出来，需进一步的总结并加以改进。必须根据循环冷却水补水水质 情况，全面考虑运行方式、设备状况、杀菌灭藻的种类、工艺控制标准 等多种因素，制定有效的、切实可行的循环水杀菌灭藻处理方案，才能 保证循环水系统安全、环保、经济运行！ 液氯 ４５９９ ．Ｉ１９．５７４ Ｄｒｅｗｓｐｅｒｓｅ ７６７ ５７ ２８５ 次氯酸钠 ２７ｌ２ ｌ８９．８４ 参考文献 ［１】液氯按２６００元／吨，Ｄｒｅｗｓｐｅｒｓｅ７６７按５万元，吨，次氯酸钠按７００元，吨来计算． 对低廉，适合沙角ｃ电厂 的无人值班。 【２］肖作善，施燮钧，王蒙聚，编著的热力发电厂水处理，中国电力出版社出版，参照 武汉水利电力大学． （上接第１３１页） 测钻进前，通过人工开挖，把旋喷桩空孔回填水泥浆凝固体开挖出至少 １．５ｍ，沿着凝固体的倾斜方向钻进。 ２）桩位不准。由于旋喷桩不喷到地面，若不做标记则检测时无法 准确找到桩中心，钻进方向不能保证在桩径范围内。测量放样时在每根 桩位上插人２ｅｍ宽竹片，施工时可准确对位，每根桩施工结束后将该桩 位的竹片插回桩中心并用油漆涂红，保持醒目并注意保护。 ３）钻喷分离设备。钻喷分离设备具有成孔垂直度控制较好的优 点，但也有施工效率低、成本高、成孔难的缺点。 ４）钻喷一体设备。钻喷一体设备直接借助喷射管喷射或振动成 孔，不需另外使用钻孔设备成孔，不需担心因地下水丰富造成护壁难易 坍孔，效率相对较高。 而钻喷一体设备最好采用高架设备，这种设备具有一杆到底、不用 频繁拆杆、连续提升、工效高、桩体垂直度好、不易断桩等优点。传 统的锚杆钻改装的钻喷一体设备，１根喷杆长２ｍ，具有拆装频繁、易堵 嘴、易出现断桩、工效相对高架设备低３０％以上等缺点。例如本工程场 地宽敞的大面积旋喷桩处理，最好全部使用高架钻喷一体设备。 ５）单双喷嘴选择。在钻孔取芯过程中，发现在同等参数、水泥用 量差不多的情况下，采用单喷嘴的ＭＧＪ～５Ｏ型高喷钻机的施工地段，取 芯容易偏出桩体，取芯成功率比使用双喷嘴的ＸＰ一３０１３型高喷钻机施工 地段低，使用单喷嘴设备在喷射过程中，高压浆流冲击土体的同时，也 有一个对钻杆的反作用力，易产生一定幅度的偏移，最终极易形成螺旋 状的固结体而不是圆柱体或类似圆柱体，虽说质量可保证，但是会导致 取芯检测困难。 ＸＰ－３０Ｂ型高喷钻机具有可操作性，同时可根据不同地质情况，在试验参 数范围内及时调整，避免出现桩体上粗下细的现象。 ６）淤泥层孔口不冒浆的问题开始用钻喷一体设备进行旋喷施工 时，发现提升速度只有ｌＯｃｍ／ｍｉｎ￣Ｌ口仍不返浆。而通常高喷施工时最不 允许的就是孔口不冒浆，经过现场观察和分析，认为不冒浆是钻头与钻 杆的直径相差较小，冒浆到地面的阻力大于进入淤泥的剪力所致，后通 过加大钻头直径得到验证。所以在淤泥层进行高喷施工，只要控制好足 够的进浆量，孔口不冒浆对质量会更好，另外不污染场地。 本工程高压旋喷桩工程量较大，桥涵较多，同时开工一次性投人设 备多，其设备选型、施工工艺、施工管理均为类似软基处理提供了借鉴 经验。 参考文献 【１１丁绍祥地基基础加固工程技术手册『Ｍ］．武汉：华中科技大学出版社，２００８． ［２］田宏图．钻芯检测旋喷桩水泥土抗压强度中的若干问题【Ｊ】．铁道建筑，２００７，４ ［３］ｎｆ－￣麟．地基处理工程实例应用手册【Ｍ】．北京：中国建筑工业出版社，１９９８． 因此，在黄淮冲积平缓平原区，场地平坦宽阔地区，使用双喷嘴、
