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摘要：高压旋喷桩是高压喷射注浆法地基处理中的一种，就是利用钻机等设备，把安装在注浆管底部侧面的特殊喷嘴，置入土层预定深度后，用高压泥浆泵等装置，以20Mpa左右的压力把浆液从喷嘴中喷射出去冲击破坏土体，同时借助注浆管的旋转和提升运动，使浆液把从土体上崩落下来的土搅拌混合，经一定时间的凝固，便在土中形成圆柱状的固结体，与周围土共同承受荷载。由于该方法利用高压流喷射成桩，受地层土质影响较大，若参数设置、控制措施不当，势必影响到桩径及承载力，本文就旋喷桩施工的桩孔成孔及质量控制进行简单的探讨。
关键词：高压旋喷桩，桩孔成孔施工，质量控制
Abstract: the high pressure jet grouting pile is high pressure jet grouting method in foundation treatment a, is to use rig equipment, installed in the bottom of the grouting side special nozzle, soil depth into the book, with high pressure mud pump device, with around 20 Mpa the pressure of nozzle in jet out slurry from shock damage the soil, and with the rotation of the grouting pipe and lift motion, make serum from the soil and the soil down mixing, the certain time solidification, then in the dust formation cylindrical consolidation body, and the surrounding soil bear loads together. Because the method using high pressure flow injection into piles, the influence of soil by stratigraphic larger, if the parameter establishment, the control measures improper, will affect the pile diameter and bearing capacity, this paper jet grouting pile construction of the cast-in-place pile hole and the quality control for the simple discussion.
Keywords: high pressure jet grouting pile, and cast-in-place pile hole construction, quality control
中图分类号：O213.1文献标识码：A 文章编号：
1高压旋喷成桩原理
高压喷射注浆是利用钻机把带有喷嘴的注浆管钻进至土层预定深度后,以20～40MPa 压力把浆液或水从喷嘴中喷射出来,形成喷射流冲击破坏土层。当能量大、速度快呈脉动状的射流,其动压大于土层结构强度时,土颗粒便从土层中剥落下来,一部分细颗粒随浆液或水冒出地面,其余土粒在射流的冲击力、离心力和重力等力的作用下,与浆液搅拌混合,并按一定的浆土比例和质量大小,有规律地重新排列,浆液凝固后,便在土层中形成一个一定强度的固结体,这就是旋喷桩。
2施工工艺流程
场地平整→桩位放线→钻机就位，孔位校正→钻孔→插管→试管→喷射作业→拔管、冲洗→移机。
（1）桩机定位：钻机需安置在平整坚实的地方，钻杆对准设计的孔位中心并保持垂直，旋喷管的允许倾斜度不得大于1.5%。
（2）钻孔：二重管旋喷法施工中采用地质钻机钻孔。
（3）插管：钻孔完毕后，拔出芯管，换上旋喷管插入到预定深度。插管过程中，为防止泥砂堵塞喷嘴，可边射水、边插管，水压力一般不超过1MPa，若压力过高，则易将孔壁射塌。
（4）试管：当喷管置入地层预定深度后，应用清水试压，若注浆设备高高压管路安全正常，则可搅拌制作水泥浆开始高压注浆作业。
（5）喷射作业：高压射浆自下而上连续进行，喷嘴在喷浆液时，一面缓慢旋转（约20r/min），一面徐徐提升（一般为15~20cm/min），注意检查浆液初凝时间、注浆流量、风量、压力、旋转和提升速度等参数是否符合设计要求。
（6）拔管、冲洗：喷浆自下而上至设计高度后，拔出喷浆管，喷浆即告结束。拔管要及时，切不可久留孔中，否则浆液凝固后不能拔出。拔出的喷浆管要及时冲洗干净，管内、机内不得残存水泥浆，通常把浆液换成水，在地面上喷射，以便把高压泵、输浆管路、喷浆管及喷头内的浆液全部排除，检查钻头，如有磨损及时更换。
（7）移机：将旋喷钻机移至新的孔位，重复上述步骤完成下一个桩的旋喷工作。
3材料要求
高压旋喷桩是利用工程钻机把带有喷嘴的注浆管钻到设计深度后，采用高压设备使水泥浆液以大于20Mpa的高压流从喷嘴喷射出来，冲击破坏原地基土体，形成预定形状的空间，随后注入置换材料(水泥浆)将冲下的土体置换成混合凝固体，达到改良土体性能的目的。本次旋喷桩采用水灰比为1.0～1.5水泥浆作注浆材料，灌入水泥浆液的比值取1.5～1.6，返浆比重取1.2～1.3，水泥用42.5R普硅，水泥用量約250kg，掺适量速凝剂以利于保持旋喷体的形状。
4主要技术要求
4.1钻机或旋喷机就位时机座要平稳，立轴和转盘与孔位对中，倾角误差不得大于1%。
4.2喷射注浆前要检查高压设备管线系统，设备的压力和排量必须满足设计要求，管路系统的密封必须良好。
4.3喷射注浆前要做好准备工作，开动注浆泵后，待水泥浆的前锋流出喷嘴后，才可提升旋喷管。从下而上旋喷注浆。
4.4喷射注浆的前段与后段应搭接0.1m以上，防止固结体脱节。
4.5了加大固结体尺寸或遇深层硬土，可以提高喷射压力或降低提升速度。
4.6冒浆的处理，在旋喷桩处理中，往往有一部分土粒随着一部分浆液沿着孔壁冒出地面。冒浆量10%～25%为正常现象，超过25%或完全不冒浆，应查明原因并采取措施。若地层中由于空隙引起的不冒浆，要在浆液中掺入适量的速凝剂或增加注浆量填充空隙后继续正常旋喷。若冒浆量很大时，应提高喷射压力、缩小喷嘴直径。
5常见故障的处理
5.1喷嘴或管路被堵塞，压力骤然上升，预防措施
5.1.1高压泵或注浆泵的吸水管进口和水泥浆储备箱的滤网规格以2mm左右为宜，筛网的面积不要过小。
5.1.2遵守操作规程，认真检查浆管的通道，在插管前要用塑料薄膜包扎好喷嘴。遵循设备的开启顺序，待运转正常后(待泵量、泵压正常后)，才开始注浆。
5.1.3加强注浆泵的维护保养，保证注浆过程中不发生故障，避免水泥浆在管道中沉淀而堵塞。
5.1.4若喷射过程中出现水泥供不应求，应抽送清水将注浆管中的水泥浆顶出喷嘴后才停泵。
5.1.5喷射结束后，应及时清洗机具。
5.2高压泵排量达不到要求或压力上不去，其处理方法是。
5.2.1检查阀、活塞等易损部件，及时更换磨损大的部件，有杂物影响阀关密时，要及时清理。
5.2.2检查吸水管道是否畅通、漏气，避免吸水空气，尽量减少吸水管道的流动阻力。
5.2.3检查活塞的循环次数是否达到要求，消除传动系统中的打滑現象。
5.2.4检查安全阀、高压管路，消除泄漏。
5.2.5检查喷嘴直径是否符合要求，更换过度磨损的喷嘴。
6旋喷桩质量保证措施
6.1在施工中，或在钻进贯入时喷浆，或在提升时喷浆，何时喷浆最佳须根据地层的软硬情况和搅拌头的工艺特点而定。
6.2水泥浆不得离析:水泥浆要严格按设计的配合比配制，要仔细筛除水泥中结块。为防止水泥浆发生离析，应在搅拌机中不断搅拌，在压浆前缓慢倒入集料斗。因地下水呈酸性，不准用地下水配制水泥浆液，以免影响成桩质量。
6.3机具下沉搅拌中遇有硬土阻力较大，应增加旋喷机自重，然后启动加压装置加压。
6.4确保桩的强度和均匀性。
6.5喷浆过程中，不允许发生中途断浆，输浆管道不能发生堵塞。浆液输送保持连续，控制好下沉和提升速度，保证加固范围每一深度内充分喷浆。
6.6保证垂直度:为使旋喷桩垂直，要注意起吊机的平整度和导向架对地面的垂直度，旋喷桩的垂直试验偏差不得超过1%，桩位的偏差不得大于50mm。
6.7桩机操作手与搅浆施工员保持密切联系，保证连续供浆，一旦出现停浆，为了防止断桩，应在恢复供浆时将旋喷头下沉至停浆面上或下重复搭接0.5m。如停机超过3小时，为防止浆液结硬堵塞，应将输浆管道拆卸，清洗干净。
7施工注意事项
7.1钻机就位后，应进行水平和垂直教正，钻杆应与桩位一致，偏差应在10mm以内，以保证桩垂直度正确。
7.2在旋喷过程中，往往有一定数量的土粒随着一部分浆液沿注浆管壁冒出地面，如冒浆量小于注浆量20%，可视为正常现象，超过者或出现不冒浆时，应查明原因，采取相应的措施。
7.3在插管旋喷过程中，要防止喷嘴被泥砂堵塞，水、气、浆、压力和流量必须符合设计值，一旦堵塞，要拔管清洗干净，再重新插管和旋喷，插管时应采取边射水边插，水压力控制在1MPa，高压水喷嘴要用塑料布包裹，以防泥土入管内。
7.4钻杆的旋转和提升应连续进行，不得中断，拆卸钻杆要保持钻杆伸入下节有100mm以上的搭接长度，以免桩体脱节。钻机发生故障，应停止提升钻杆和旋喷，以防断桩，并应立即检修排除故障。
7.5在喷射注浆过程中，应观察冒浆的情况，以及时了解土层情况，喷射注浆的大致效果和喷射参数是否合理。采用单管或一重管喷射注浆时，冒浆量小于注浆量20%为正常现象，超过20%或完全不冒浆时，应查明原因并采取相应的措施。若系地层中有较大空隙引起的不冒浆，可在浆液中掺加适量速凝剂或增大注浆量，如冒浆过大，可减少注浆量或加快提升和回转速度，也可缩小喷嘴直径，提高喷射压力。
8结语
通过对高压旋喷桩施工过程的介绍，我们可以认识到其技术性较强的特点，对于不同的地质情况一定要进行合理的参数设置，并且加强各项工作的管理，提高操作者的素质，施工中调动各种因素参与管理，是工程成功的保证条件，而技术参数的设置和严格的工序管理，是保证桩基质量的关键。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
关键词：高压旋喷桩，桩孔成孔施工，质量控制
Abstract: the high pressure jet grouting pile is high pressure jet grouting method in foundation treatment a, is to use rig equipment, installed in the bottom of the grouting side special nozzle, soil depth into the book, with high pressure mud pump device, with around 20 Mpa the pressure of nozzle in jet out slurry from shock damage the soil, and with the rotation of the grouting pipe and lift motion, make serum from the soil and the soil down mixing, the certain time solidification, then in the dust formation cylindrical consolidation body, and the surrounding soil bear loads together. Because the method using high pressure flow injection into piles, the influence of soil by stratigraphic larger, if the parameter establishment, the control measures improper, will affect the pile diameter and bearing capacity, this paper jet grouting pile construction of the cast-in-place pile hole and the quality control for the simple discussion.
Keywords: high pressure jet grouting pile, and cast-in-place pile hole construction, quality control
中图分类号：O213.1文献标识码：A 文章编号：
1高压旋喷成桩原理
高压喷射注浆是利用钻机把带有喷嘴的注浆管钻进至土层预定深度后,以20～40MPa 压力把浆液或水从喷嘴中喷射出来,形成喷射流冲击破坏土层。当能量大、速度快呈脉动状的射流,其动压大于土层结构强度时,土颗粒便从土层中剥落下来,一部分细颗粒随浆液或水冒出地面,其余土粒在射流的冲击力、离心力和重力等力的作用下,与浆液搅拌混合,并按一定的浆土比例和质量大小,有规律地重新排列,浆液凝固后,便在土层中形成一个一定强度的固结体,这就是旋喷桩。
2施工工艺流程
场地平整→桩位放线→钻机就位，孔位校正→钻孔→插管→试管→喷射作业→拔管、冲洗→移机。
（1）桩机定位：钻机需安置在平整坚实的地方，钻杆对准设计的孔位中心并保持垂直，旋喷管的允许倾斜度不得大于1.5%。
（2）钻孔：二重管旋喷法施工中采用地质钻机钻孔。
（3）插管：钻孔完毕后，拔出芯管，换上旋喷管插入到预定深度。插管过程中，为防止泥砂堵塞喷嘴，可边射水、边插管，水压力一般不超过1MPa，若压力过高，则易将孔壁射塌。
（4）试管：当喷管置入地层预定深度后，应用清水试压，若注浆设备高高压管路安全正常，则可搅拌制作水泥浆开始高压注浆作业。
（5）喷射作业：高压射浆自下而上连续进行，喷嘴在喷浆液时，一面缓慢旋转（约20r/min），一面徐徐提升（一般为15~20cm/min），注意检查浆液初凝时间、注浆流量、风量、压力、旋转和提升速度等参数是否符合设计要求。
（6）拔管、冲洗：喷浆自下而上至设计高度后，拔出喷浆管，喷浆即告结束。拔管要及时，切不可久留孔中，否则浆液凝固后不能拔出。拔出的喷浆管要及时冲洗干净，管内、机内不得残存水泥浆，通常把浆液换成水，在地面上喷射，以便把高压泵、输浆管路、喷浆管及喷头内的浆液全部排除，检查钻头，如有磨损及时更换。
（7）移机：将旋喷钻机移至新的孔位，重复上述步骤完成下一个桩的旋喷工作。
3材料要求
高压旋喷桩是利用工程钻机把带有喷嘴的注浆管钻到设计深度后，采用高压设备使水泥浆液以大于20Mpa的高压流从喷嘴喷射出来，冲击破坏原地基土体，形成预定形状的空间，随后注入置换材料(水泥浆)将冲下的土体置换成混合凝固体，达到改良土体性能的目的。本次旋喷桩采用水灰比为1.0～1.5水泥浆作注浆材料，灌入水泥浆液的比值取1.5～1.6，返浆比重取1.2～1.3，水泥用42.5R普硅，水泥用量約250kg，掺适量速凝剂以利于保持旋喷体的形状。
4主要技术要求
4.1钻机或旋喷机就位时机座要平稳，立轴和转盘与孔位对中，倾角误差不得大于1%。
4.2喷射注浆前要检查高压设备管线系统，设备的压力和排量必须满足设计要求，管路系统的密封必须良好。
4.3喷射注浆前要做好准备工作，开动注浆泵后，待水泥浆的前锋流出喷嘴后，才可提升旋喷管。从下而上旋喷注浆。
4.4喷射注浆的前段与后段应搭接0.1m以上，防止固结体脱节。
4.5了加大固结体尺寸或遇深层硬土，可以提高喷射压力或降低提升速度。
4.6冒浆的处理，在旋喷桩处理中，往往有一部分土粒随着一部分浆液沿着孔壁冒出地面。冒浆量10%～25%为正常现象，超过25%或完全不冒浆，应查明原因并采取措施。若地层中由于空隙引起的不冒浆，要在浆液中掺入适量的速凝剂或增加注浆量填充空隙后继续正常旋喷。若冒浆量很大时，应提高喷射压力、缩小喷嘴直径。
5常见故障的处理
5.1喷嘴或管路被堵塞，压力骤然上升，预防措施
5.1.1高压泵或注浆泵的吸水管进口和水泥浆储备箱的滤网规格以2mm左右为宜，筛网的面积不要过小。
5.1.2遵守操作规程，认真检查浆管的通道，在插管前要用塑料薄膜包扎好喷嘴。遵循设备的开启顺序，待运转正常后(待泵量、泵压正常后)，才开始注浆。
5.1.3加强注浆泵的维护保养，保证注浆过程中不发生故障，避免水泥浆在管道中沉淀而堵塞。
5.1.4若喷射过程中出现水泥供不应求，应抽送清水将注浆管中的水泥浆顶出喷嘴后才停泵。
5.1.5喷射结束后，应及时清洗机具。
5.2高压泵排量达不到要求或压力上不去，其处理方法是。
5.2.1检查阀、活塞等易损部件，及时更换磨损大的部件，有杂物影响阀关密时，要及时清理。
5.2.2检查吸水管道是否畅通、漏气，避免吸水空气，尽量减少吸水管道的流动阻力。
5.2.3检查活塞的循环次数是否达到要求，消除传动系统中的打滑現象。
5.2.4检查安全阀、高压管路，消除泄漏。
5.2.5检查喷嘴直径是否符合要求，更换过度磨损的喷嘴。
6旋喷桩质量保证措施
6.1在施工中，或在钻进贯入时喷浆，或在提升时喷浆，何时喷浆最佳须根据地层的软硬情况和搅拌头的工艺特点而定。
6.2水泥浆不得离析:水泥浆要严格按设计的配合比配制，要仔细筛除水泥中结块。为防止水泥浆发生离析，应在搅拌机中不断搅拌，在压浆前缓慢倒入集料斗。因地下水呈酸性，不准用地下水配制水泥浆液，以免影响成桩质量。
6.3机具下沉搅拌中遇有硬土阻力较大，应增加旋喷机自重，然后启动加压装置加压。
6.4确保桩的强度和均匀性。
6.5喷浆过程中，不允许发生中途断浆，输浆管道不能发生堵塞。浆液输送保持连续，控制好下沉和提升速度，保证加固范围每一深度内充分喷浆。
6.6保证垂直度:为使旋喷桩垂直，要注意起吊机的平整度和导向架对地面的垂直度，旋喷桩的垂直试验偏差不得超过1%，桩位的偏差不得大于50mm。
6.7桩机操作手与搅浆施工员保持密切联系，保证连续供浆，一旦出现停浆，为了防止断桩，应在恢复供浆时将旋喷头下沉至停浆面上或下重复搭接0.5m。如停机超过3小时，为防止浆液结硬堵塞，应将输浆管道拆卸，清洗干净。
7施工注意事项
7.1钻机就位后，应进行水平和垂直教正，钻杆应与桩位一致，偏差应在10mm以内，以保证桩垂直度正确。
7.2在旋喷过程中，往往有一定数量的土粒随着一部分浆液沿注浆管壁冒出地面，如冒浆量小于注浆量20%，可视为正常现象，超过者或出现不冒浆时，应查明原因，采取相应的措施。
7.3在插管旋喷过程中，要防止喷嘴被泥砂堵塞，水、气、浆、压力和流量必须符合设计值，一旦堵塞，要拔管清洗干净，再重新插管和旋喷，插管时应采取边射水边插，水压力控制在1MPa，高压水喷嘴要用塑料布包裹，以防泥土入管内。
7.4钻杆的旋转和提升应连续进行，不得中断，拆卸钻杆要保持钻杆伸入下节有100mm以上的搭接长度，以免桩体脱节。钻机发生故障，应停止提升钻杆和旋喷，以防断桩，并应立即检修排除故障。
7.5在喷射注浆过程中，应观察冒浆的情况，以及时了解土层情况，喷射注浆的大致效果和喷射参数是否合理。采用单管或一重管喷射注浆时，冒浆量小于注浆量20%为正常现象，超过20%或完全不冒浆时，应查明原因并采取相应的措施。若系地层中有较大空隙引起的不冒浆，可在浆液中掺加适量速凝剂或增大注浆量，如冒浆过大，可减少注浆量或加快提升和回转速度，也可缩小喷嘴直径，提高喷射压力。
8结语
通过对高压旋喷桩施工过程的介绍，我们可以认识到其技术性较强的特点，对于不同的地质情况一定要进行合理的参数设置，并且加强各项工作的管理，提高操作者的素质，施工中调动各种因素参与管理，是工程成功的保证条件，而技术参数的设置和严格的工序管理，是保证桩基质量的关键。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。