高速公路高压旋喷桩路基处理施工技术

高速公路高压旋喷桩路基处理施工技术

成鑫

南通市交通建设咨询监理有限公司 江苏南通 226000

摘要：高压旋喷桩技术能够解决路基沉陷相关问题，应用时通过采用高压水流切割手段对土体进行处理，使其成为旋喷桩体，以达到加固土体质量的要求。高压旋喷桩因具备施工效率高、噪声小、无污染等优势，在公路路基工程中得到广泛应用。

关键词：高速公路；高压旋喷桩；软土路基处理；施工技术

前言

运营后的高速公路如出现较大沉降变形，且较长时间仍不能达到稳定，分析原因一般是由于地基沉降造成的，必须采取措施对地基进行加固。高压旋喷桩因具备施工效率高、噪声小、无污染等优势，在公路路基工程中得到广泛应用。

1高压旋喷桩处理技术的基本原理及其形成

高压喷灌法主要是用钻床将装有喷头的注浆管加深到土层中，并利用工作压力从喷头上喷出泥浆，以破坏沙土。此外，积极改善钻孔，将浆液与粗粒土混合直至浆液凝结，从而在土壤中产生圆柱形喷射注浆桩，这是结构加固和防水层的绝佳目标。高压喷射注浆桩的成桩原理有五个关键点：首先是高压喷射激光切割对沙子造成破坏，并且喷射流体压力以单脉冲方式破坏沙子，并促进了沙子中空化的发生；第二是混合的效果，钻孔工具通常在整个旋转过程中都会产生间隙，尤其是在喷头工作压力系统中，它会沿与喷嘴运动相反的方向运动，进一步混合产生新的结构；第三是提升和替代的效果，另外，高速水刀切割了沙质土壤并且粗粒土壤被排出，排出粗粒土壤后留下的缝隙必须填充水泥浆液；第四是填充和渗透到土壤中的作用，高压水泥砂浆在填充后吸收水分，还可以渗透到沙层中以产生土壤；第五是工作压力的影响，高压射流激光切割并破碎土壤层后，破碎边缘仍存在工作压力，这可能会在土壤层上造成工作压力。

2高压旋喷注在高速公路软路基加固中的应用

2.1高压旋喷桩施工工艺

要确保高压旋喷桩施工获得良好的效果，就必须要对施工工艺有明确的了解，同时结合施工的实际情况，确定施工的重点和难点，并设置相应的参数，以保证施工的有序进行。如下为三重管法施工的工艺流程：（1）完成水泥浆液的拌制。（2）按照既定位置布置旋喷桩机，并对其角度实施充分调整，使其垂直进度在1%以内。（3）将旋喷喷口封箱包扎，然后将钻杆下至导孔底。（4）以此开启压缩空气、高压水泵、水泥浆泵。（5）依据制定参数将钻杆提升至指定位置。（6）关闭气、水、浆。（7）结束该桩的施工，将设备移至下一桩。

2.2施工方法

高压旋喷桩施工过程中，设计的缓解和内容较为复杂，因此施工人员应当对施工现场的图纸状况有较为全面和深入的了解，同时对施工设计要求有充分的认识，在此基础上按照既定的施工流程和施工方案展开施工，在此过程中必须要对相关细节有充分的把握。首先，必须要保证施工准备工作的全面性和有效性。施工准备最重要的两项任务就是测量放线与孔位定位。测量放线的过程中务必要严格按设计图面的尺寸，依据坐标网点完成；在此基础上在施工轴线上准确的对孔位作出标记，包括孔号、序号以及桩号。此外还需要基于基准点，测量不同孔口的高程。测量方向与孔位定位必须要保证其精确度符合施工要求，通常要求偏差不得超过50mm。其次，要保证钻孔作业的完成质量。钻孔质量在很大程度上决定了高压旋喷桩施工质量，所以必须要引起施工人员的高度重视。要切实保证按照相关规范和要求展开钻孔施工。施工过程中当钻机到达预定位置后，要采用妥善的方法将钻机固定保证其稳定性，然后将主钻杆对准孔位完成钻孔作业。在钻孔的过程中要保证符合各种参数要求，如下表1示意。下图1为高压旋喷桩工作示意图。

图1高压旋喷桩工作示意图

表1旋喷桩直径参考值（m）

最后，在注浆完成的基础上展开旋喷作业。其中必须要水泥浆液的质量符合相关要求，这对于整个施工都有非常重要的意义。一方面务必要在制浆的过程中严格遵守相关的规范和方法，保证水泥浆的各种材料配比的科学性，并确保对浆液拌制的持续性与均匀性及拌制的水泥浆液量的适合性，以免出现水泥浆液供给不足的问题。另一方面，要充分考虑温度对于间隔喷射可能造成的影响，特别是在低温天气下，应当针对管路实施有效的保温措施。在注浆作业开始前，要对压力表展开全面检查，确保其状态无异常；然后检查输浆管的畅通性，以免出现注浆中的阻塞现象。全部准备工作均完成以后，应展开注浆作业。在注浆作业实施的过程中，务必要保证喷嘴位置的正确性，然后再开始喷入水泥浆、空气和水；同时按照适合的速度提升喷射管，直到预定的位置后停止喷射。就当前高压旋喷桩施工的实际情况来看，喷射过程中水泥浆流量不得低于30L/min，气流压不得低于0.7MPa，水压不得高于26MPa；此外旋喷提升的速度一般控制在10-25cm/min的范围内。

3高压旋喷桩施工的注意事项

在高压旋喷桩施工过程中，有时候会出现诸如冒浆、机械故障等意外情况，为了避免此类事件的发生，在施工前以及施工中应当采用一定的措施予以预防，从而更好的保障施工的顺利进行，同时也保证施工效果符合相关要求。第一，如果在旋喷过程中出现了流量未变化，但是压力却显著下降的时候，此时很可能存在着泄漏的现象，这种情况下应当将注浆管拔出，然后对其密封性展开全面检查，排除问题以后再行施工。第二，当施工中出现了不正常的冒浆现象，则应当基于实际情况展开全面分析。当施工所处的土质非常松散，只需要继续喷射施工即可，如果其中有暗道、空洞的时候应当持续注浆，同时根据实际情况决定是否需要使用速凝浆液，以加快浆液凝固。第三，如果冒浆情况非常严重的时候，一般情况下可能是因为注浆量过大引发的，此种情况下，可以在保持喷浆量不变的同时提升旋喷压力；同时在保证喷水压力不变的情况下降低水压；并且适当的增加旋转和提升速度。假设在施工过程中出现了机械故障，则必须要先停止喷射与提升，找出故障的引发原因并排除故障以后，才能继续施工。

4高压旋喷桩施工质量控制措施

4.1保证水泥浆液质量

高压旋喷桩技术的质量在很大程度上决定于水泥浆液的质量，所以在施工前务必要通过有效的配比试验，保证水泥浆液的配比的科学性，从而使水泥浆液的性能得以优化。另外水泥浆液调配好后，应对其实施有效的质量检查，在确保其性能符合相关要求后，还可以通过试桩作业来保证水泥泥浆质量。

4.2强化施工过程管理

施工过程中科学的过程管理，对于保障施工质量非常重要。首先，要建立科学完善的施工规章制度，包括上岗制度、监督制度、安全制度等等，并在施工过程中严格按相关制度展开工作，使施工管理工作有法可依。其次，要明确施工现场管理人员的职责，确保每一个人都对自身责任有清晰的认识，并在施工过程中有效落实。同时对于施工中的质量和安全问题，追究相关人员责任。最后，施工过程中要注意对各施工环节的检查，以保证实现施工质量的最优化。

结束语

总而言之，如果要真正确保施工质量，提高路基的承载力并减少路基工程的不均匀地基沉降，则必须使用高压喷射注浆桩施工技术，并且必须明确了解高压旋喷桩施工技术的优势和功能。材料出发保证打桩的连续性，技术出发现场交互作业保证桩位的复核以后的准确性。从本质上讲，是将基础理论与实际活动相结合的方法来观察某些道路的基础沉降，其结果是：采用高压旋喷桩施工技术可以合理地增加其承载力，减少不均匀性。路基工程的基础沉降从源头上确保了路基工程的可靠性。

参考文献：

[1]郭少杰.高压旋喷桩在高速公路施工中的应用[J].设备管理与维修,2017(5):127-128

[2]张帆.某运营高速公路软基区路基开裂监测及其成因分析[J].四川理工学院学报（自然科学版），2017（1）：79-83.