建筑基坑工程中旋喷桩施工技术的运用研究

建筑基坑工程中旋喷桩施工技术的运用研究

董志奇

甘肃省地基基础有限责任公司甘肃兰州730050

摘要：高压旋喷桩借助喷射注浆法成桩，对地基进行加固处理，技术应用过程中先应用钻孔设备将注浆管底部的喷嘴置入设计深度的土层中，之后借助高压泥浆泵以20MPa左右的压力将预先制备好的水泥、水玻璃等建筑材料形成的浆液高压喷出，对土体造成较大的冲击力。在注浆管旋转和垂直云顶的过程中，可以保证浆液及时搅拌崩落土体，搅拌一定时间后凝固，在土体中形成圆柱状且具有较高强度的固结体，该固结体具有较强的抗渗能力，很大程度上提高了地基承载力。

关键词：建筑；基坑工程；旋喷桩；施工技术

引言

随着经济社会的发展，高层建筑在各个城市拔地而起，地下建设项目的数量和规模迅速增大，由此产生了大量深基坑工程。在深基坑施工中，避免地下水的影响对于确保深基坑施工安全，保护临近建筑以及周边设施的安全有重要意义。

1高压旋喷桩施工过程

高压旋喷桩施工过程主要包括定孔位、钻机就位、钻进成孔、插管和水泥浆配置、喷射等。高压旋喷桩正视施工之前，需要对实际地质环境有充分的了解，及时选取具有代表性的点位进行试桩，为了准确获得符合设计规范的工艺控制参数，工艺性试桩数量在5根以上。以下为简要施工流程。定孔位：结合设计需求放样定位，将点位误差控制在允许的范围内，将小木楔打入所定桩位的中心点，及时做好标记。钻机就位：以设计孔位为基准设置钻机，钻杆与孔位的中心线在同一直线上。为了保证钻孔能够满足设计的垂直度要求，需要在钻机就位后及时进行水平校正，即保证钻杆轴线和钻孔中心位置重合，旋喷注浆管的最大倾斜度在1.5%以内。钻进成孔：应用钻机在设计桩位的中心钻出一个导孔，导孔尺寸以旋喷注浆管的直径为依据，导孔深度满足工艺要求。施工过程中准确记录孔位、孔深和不同钻孔内部的涌水情况、岩土地质资料等。插管及水泥浆配制：钻孔结束后及时插入旋喷注浆管，在插管的过程中配置水泥浆，高压旋喷桩应用的水泥强度等级一般为C32.5的普通硅酸盐水泥，水泥浆配备之前检查水泥质量，保证无结块，配置过程中将水灰比控制为1：1。为了避免配置时出现离析问题，将水泥用量2%的早强剂加入其中。针对单桩而言，其水泥用量必须结合现场试喷工艺进行确定。施工前在不同的搅拌桶上做好明确的标记，加入一定量的水泥和水，充分搅拌后保证液面达到相应标记的位置。喷射作业：喷射作业是高压旋喷桩施工过程中最关键的部分，将喷头装置安装在旋喷转杆位置，旋喷转杆达到预定的深度后启动高压泵设备，及时检查泵压，各项参数满足施工要求后，从孔底开始自下而上开始喷射施工，在喷射过程中及时提升旋喷钻杆，直到达到设计标准为止。施工结束后及时清洗注浆管和相应机具设备，注浆管内机具内不得残留水泥浆，之后将钻机设备移动到下一个孔位。

2旋喷桩的施工工艺

旋喷桩的施工工艺流程是放线定位、机具就位、钻孔、插管、配制水泥浆液、喷射注浆、冲洗等，具体地讲：

①以基线为准完成放线定位工序后需要确保高压喷射注浆法所需要的机具准确就位，钻机进场安置在布设的桩位上，钻杆端必须对准桩位中心，施工时旋喷管垂直度偏差不大于1.5%，并做好标记工作；

②在进行单管喷射注浆施工中可采用型号为76的旋转振动钻孔机，该型号的钻孔机可以适用于粘性土质、砂土等建筑工程基坑工程中，若遇到比较坚硬的土质则应该采用地质钻孔机，确保钻孔机钻孔位置的准确度，将钻孔位置与设计的位置之间的误差控制在5.5cm以内，另外，可以采用泥浆护壁回转钻井、冲击套管钻井和冲击回转跟管钻进的方法进行钻孔，为了确保钻孔位置的准确，需要钻机主站杆对准孔位且钻机要平稳牢固，钻机每钻进5m后需要用水平尺等测量仪器测量钻机机体水平、立轴垂直一次，以确保钻孔的垂直，而且在钻机钻进过程中药注意施工现场地层的变化、采取避免出现漏浆、塌孔出现的预防措施；

③在完成钻孔且钻孔位置准确之后要进行插管工序，所谓的插管是指将喷灌插入到建筑基坑底层预定的深度，一方面可以采用型号为76的振动钻孔机，这样可以同时完成钻孔和插管工序，另一方面，在使用地质钻孔机完成钻孔工序后需要将岩心管拔出来，然后将旋喷灌换上并插入到已预定好的深度，同时在插管过程中可以进行喷射水泥浆液工序，这样可以有效避免泥沙堵塞喷嘴；

④由于旋喷桩采用的浆液主要是普通硅酸盐水泥材料或者具有较强的抗腐蚀性能的矿渣水泥材料，在水灰比是1誜1、水泥浆配合比为1.49的基础上可以配制出优质的旋喷桩浆液,同时在拌合灰浆时先加入水后加入水泥，再将水泥和水搅拌融合之后可以进行水泥浆液的喷射注浆，在喷浆时应该先将水泥浆液倒入集料斗，然后再将使用过滤将水泥浆中的水泥硬块筛出来，这样确保水泥浆液的纯度，然后通过胶管将纯水泥浆液送到钻机的喷灌之内进而开始进行喷射注浆；

3高压旋喷桩在建筑工程中的应用

某污水处理厂调节池地基处理。工程厂址为内海边滩土，地形广阔平坦。场地位于海洋与陆地的交界处，为海岸漫滩地貌单元。厂址上覆盖层为较深的淤泥软土层，厚度在5~15m之间。调节池为现浇钢筋混凝土结构，尺寸为36.4m×18.2m×（5.38~8.05）m，采用筏板基础，底板厚50cm，侧墙厚45cm，结构自重约为18434kN，有效容积为2550m3，运营期间调节池出现地基不均匀沉降。地基变形主要表现为：南侧沉降约为50cm，北侧沉降约为10cm，结构沉降差约40cm，倾斜率0.0219，超过规范限制要求，且不均匀导致调节池外围变形严重，墙体开裂，出现污水外渗，以及刮泥机轨道变形严重，影响调节池的正常使用，及时应用可靠的工程措施进行治理。为了调整调节池不均匀沉降，本工程中应用高压旋喷桩法加固地基并适当纠偏。设计桩长超过淤泥层进入到残积土层1m左右，高压旋喷桩桩径设计为500mm。根据《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2012）的要求，对本地基处理工程进行施工全过程的监测。调节池沉降观测点延调节池四周布置，用于监测高压旋喷对底板的影响。其中主机钻杆的内径为53mm，外径76mm，钻头上设置的喷嘴直径2.8mm，主塔高度18.5m。主体借助液压撑腿进行调平，可以结合实际设备的性能和地面深度对参数进行调整，保证一次成孔。参数控制：施工中应用金牛牌普通硅酸盐水泥，强度P.O42.5R；外掺剂应用改性高效减水剂和早强剂，水泥浆水灰比为1：1，水泥浆用量150kg/m，沉降严重部位采用200kg/m，钻进过程中将钻杆的转速控制为20r/min，注浆管的提升速度控制为0.1～0.25m/min范围内，沉降严重部位将高压泵的压力控制在28～30MPa范围，一般沉降部位压力控制在20～22MPa范围。高压泵流量控制为80L/min。施工效果：本工程中共应用67根高压旋喷桩，工程结束后，建筑物的沉降变形问题得到有效解决。工程竣工后对建筑物连续观察一个水文年，建筑物目前没有再出现严重的沉降变形问题，处理效果良好。

结束语

综上所述，喷旋桩施工技术在软土地基的建筑基坑工程中发挥的作用很大，可以大幅度提升建筑工程地基的承载力，同时为了确保建筑工程基坑支护的稳固性，还需要施工人员加强施工质量管理，严格按照旋喷桩施工技术进行，从而提高建筑工程基坑支护的稳定性。

参考文献

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[2]康元平.浅谈市政工程基坑施工中高压旋喷桩的应用[J].企业技术开发.2016(18).

[3]肖天阳.市政工程基坑施工中高压喷桩技术的应用[J].江西建材.2016(05).