高压旋喷桩施工总结篇（1）

高压喷桩技术又叫做高压旋喷桩技术、高压喷射注浆法。它利用钻机注浆管伸入基坑土层指定位置进行浆液灌注，然后再利用高压喷射流对土层进行削切，从而让土层与化学试剂融合，改善土壤质量。通常来说，高压旋喷桩改善土质的方法有两种，一种是地基加固，加大土壤对外来压力的承载能力，保持形状不变。另一种是通过改良土质而改良土壤中水质的渗透能力[1]。

一、高压喷桩技术的技术优势和应用范围

（一）技术优势

高压喷桩技术兴起于70年代的高压喷射注浆技术，80/90年代在我国得到广泛应用。多年的工程实践证明它对处理建筑基坑中的淤泥加固、淤泥质土、粘性土、砂土、粉土、碎石土和人工填土的良好效果，已经成为我国《地基与基础施工规范》中的主要技术。该技术的优势很多，首先它属于低噪音低振动技术，而且对施工占地面积的要求也不高，所以在市政的大小工程中运用自如。但是此种技术的缺点就在于消耗成本较高，而且由于要对基坑土质注入化学试剂，会造成一定的环境污染，尤其是对一些特殊土质也不适合采用这种技术。所以在施工中必须熟悉它的优势劣势，然后结合工程实际，扬长避短，尽量发挥它的最大效能。

（二）应用范围

高压喷桩技术在喷射注浆过程中能够适用的土质有很多，工程基坑中最常见的淤泥、淤泥质土，还有包括可塑粘性土、砂土、黄土、素填土、碎石土、粉土等地基基坑土质都可以处理。

如果基坑土质中含有大量粒径块石、植物根茎或其他有机物质时，一般会根据施工现场对土质的高压喷射注浆试验来确定和调整基数参数，从而做到对某些建筑物地基基坑土质的湿陷性加固。另一方面，高压喷射注浆法不但应用于新规建筑的地基加固，边坡挡水挡土，还能应用于诸如深基坑止水帷幕、基坑底部加固、海堤堤防等等[2]。

二、市政工程深基坑施工应用实例

（一）工程概况

本文所介绍的工程来自于珠海市水利局家属小区，它是近些年珠海市政府填海造地后所兴建的工程。以小区内最大的A栋楼为例，该住宅楼设有一层地下室，基坑的开挖深度达到10m，整体建筑平面形状为南北长200m，东西宽度达到60～80m，呈现不规则矩形形状，基坑的总面积达到1.5万平方米，周长为700m。

该工程在基坑支护方面要求较高，它主要以混凝土钻孔灌注排桩配合双层预应力锚索和单层钢筋混凝土内支撑作为主要基坑支护技术。整体建筑的钻孔桩直径约为1.5m，相邻两钻孔之间的中心间距为1.5m，而且桩间缝隙采用了基于高压旋喷桩技术的基坑防水体系。

（二）基本施工工艺原理

高压旋喷法施工的主要设备包括了钻机、空压机、高压泵、浆液搅拌机、高压浆管等等。根据钻杆的喷流介质种类不同，它的旋喷喷柱种类也分为单管、双管和三管旋喷桩三种。经测量发现，大量石块层处于地下3～8m的地下深度范围之间，所以考虑将止水桩改为高压旋喷桩，用钻孔的方式深入基坑若干米以下的不透水地质层，解决了石层障碍。高压旋喷桩的具体工艺流程为：定位钻孔--制作水泥浆--旋喷机沉管--自下而上进行旋喷--注浆并根据要求复喷。

本工程中基坑采用了比较常用的三重管进行高压旋喷最终成桩，桩径为900mm。采用这种旋喷成桩工艺的原因是它较比单双管旋喷更加适合前期施工中钻孔灌注桩与基坑的融合，有更好的止水效果。桩端深入基坑底部约6m，其中不透水层为1m。为了组成环形防水屏障，施工中根据桩柱的深埋情况和不透水层对其进行了等段底标高的划分。如图1.

（三）高压旋喷桩施工的重点分析

由于采用了三管高压旋喷桩，用高压水流对基坑土体进行旋喷切割，并搅拌水泥浆，就能形成桩体。在高压旋喷成桩过程中，必须控制好相关的施工参数，包括水泥浆拌制时的浆压控制，以及对水压、气压的控制，另外在制作浆液时水灰的对比、拌制时的搅拌旋转速度等等都很关键。而最终基坑中支护桩与旋喷桩之间的胶结状态，则决定于高压旋喷成桩的桩位、垂直角度和高压旋喷注浆的喷射半径。

（四）施工过程中的具体对策

由于要布设多根支护桩，所以要根据之前旋喷桩的成桩半径来确定待施工旋喷桩的桩位位置。由专门测量人员进行钻孔桩的孔位及桩位精确测量，并由质检员进行桩位复核，最终才开始高压旋喷桩的施工，通常情况下两根相邻位置的旋喷桩间隔应该不小于24h。

需要注意的是，旋喷桩成桩时它的引孔垂直度由成桩垂直度决定，旋喷桩机普遍都具有引孔功能。由于该小区建筑要求旋喷桩深度较深，所以采用XY-1型钻机进行施工引孔。为了克服地层中石层所导致的钻机倾斜，从而影响垂直度，所以要采用4m以上的长钻进行引孔。引孔过程中要保持钻头的钻进速度，一旦遇到硬物或软硬不均地层时，应该立刻停钻防止钻头偏孔。此时采用水泥浆对钻孔进行回灌，待土层软化后再重新恢复钻孔。

高压旋喷注浆的复喷也很重要，它主要是针对地基土层中的粗砂层和透水层而进行的。当钻孔时，如果孔口有返浆情况，就应该适当的降低喷嘴口径，加快喷射速度以避免返浆过多而造成的喷射压力增大现象。如果返浆太少甚至不返浆，则要按照实际情况进行有针对性的具体分析。如果地基基坑附近有任何通道和空洞，就应该选注浆管深入连续注浆，直到返浆为止。同时也可以选择停止注浆，拔出注浆管，待到土层中浆液凝固后再进行注浆，也可以用速凝剂来缩短浆液凝固时间从而提高注浆量。当注浆工作结束后，就要进行注浆管的提升，可以分为两次或多次进行提管，以完成卸管工作。卸管后复喷的搭接高度一般要大于200cm以上，这样才能保证固结体的完整。

（五）质量评价

高压旋喷桩施工总结篇（2）

1 主要技术要求及质量标准

1.1 技术要求

钻机或旋喷机就位时机座要平稳，立轴或转盘与孔位对正，倾角与设计误差一般不得大于0.5°；喷射注浆前要检查高压设备和管路系统，设备压力和排量满足设计要求。管路系统密封圈良好。各通道和喷嘴内不得有杂物；喷射注浆时注意准备，开动注浆泵，待估算水泥浆的前锋已经流出喷头后开始提升注浆管。自下而上喷射注浆；开始喷射注浆孔孔段要与前段搭接0.1m防止固结体脱节；喷射注浆作业后由于浆液析水作用，一般均有不同程度收缩使固体体顶部出现凹穴，及时用水灰比为0.6-1水泥浆进行补灌并要预防其他钻孔排除泥土或杂物进入；为加大固结体尺寸或深层硬土为避免固结体尺寸减小采用提高喷射压力、泵量或降低回转与提升速度等措施。

1.2 质量标准

施工过程中经常对浆液质量进行检查，每根桩在施工过程中用浆液比重计抽样检测浆液浓度2次并做好检测记录；施工过程中应根据对每根桩测量其钻杆长度以控制成桩长度符合设计要求；施工完单桩其桩身完整性、均匀性、无侧限抗压强度应符合设计要求。检查数量不少于总桩数2‰且不少于3根；高压旋喷桩施工完成后复合地基承载力应符合设计要求。检查数量不少于总桩数2‰且不少于3根；成桩允许偏差符合《验标》要求。

2 高压旋喷桩施工工艺

2.1 测量放样

依据业主提供主轴线控制点及具体尺寸，运用导线控制法使用DJ2 光学经纬仪和钢尺进行主轴线放样，精度要求距离中误差±5mm，角度中误差±10S；参照场地情况将主轴线控制点引至不受破坏位置加以保护；在复验合格轴线基础上进行桩位点测定，精度要求为±30mm；及时绘制测量复核签证确保技术资料完整性。

2.2 注浆工艺

高压旋喷桩注浆固结体质量因素较多，当确定采用一定形式高压旋喷注浆管法后注浆工艺是影响固结体重要因素之一。

2.2.1 旋喷

高压旋喷注浆均是自下而上连续进行，施工中出现停机故障，待修好后需向下搭接不小于500mm 长度保证固结体整体性.由于天然地基地质情况比较复杂，沿着深度变化大有多种土层，密实度、含水量、土粒组成和地下水状态等很大差异和不同，若采用单一技术参数来旋喷注浆会形成直径大小极不匀称固结体，导致旋喷直径不一致，影响承载力.因此针对不同地质土层特征，要采取相对措施来注浆完成.特别对硬土及粘土部位，深部土层要适当放慢提升速度和旋转速度或提高旋喷压力等。

2.2.2复喷

在不改变旋喷技术参数条件下同一土层作重复注浆能增加土体破坏有效长度，加大固结体直径或长度并提高固结体强度，复喷时全部喷浆，复喷次数愈多固结体直径加长效果愈好。

2.3水泥用量控制

在喷浆提升过程中控制水泥用量是关键。水泥用量与喷浆压力、喷嘴直径、提升速度及水灰比等有直接关系。

若水泥量剩余措施适当增加喷浆压力；加大喷嘴直径；减慢提升速度；若水泥量不够措施保证桩径情况下适当减少压力；喷嘴直径适当减少；保证桩体强度情况下适当加快提升速度；加大水灰比值。

针对本工程具体情况每根桩分次进行搅拌，施工用水精确量取确保定量水和水泥比例进行拌制水泥浆，通过调整以上参数可保证水泥量满足设计要求；针对水泥浆下沉现象采取自桩顶向下3.0m 进行复喷保证桩体上部水泥土强度。

2.4冒浆处理

在旋喷过程中往往有一定数量土颗粒，随着一部分浆液沿着注浆管管壁冒出地面，通过对冒浆观察可以及时了解土层状况，判断旋喷大致效果和断定参数合理性等，根据经验冒浆量小于注浆量20%为正常现象，超过20%或完全不冒浆时应查明原因及时采取相应措施。流量不变而压力突然下降时应检查部位的泄漏情况，必要时拨出注浆管，检查其封密性能；出现不冒浆或断续冒浆时或系土质松软则视为正常现象可适当进行复喷；如系附近有空洞、暗道则应不提升注浆管，继续注浆直至冒浆为止，或拨出注浆管待浆液凝固后重新注浆直至冒浆为止，必要时采用速凝浆液，便于浆液在注浆管附近凝固；减少冒浆措施，有效喷射范围与注浆不相适应，注浆量大大超过旋喷固结所需浆量所致；对于冒出地面浆液可经过选择和调整浓度后进行前一根桩返浆回灌防止空穴现象。

2.5固结体控形

固结体形状可以通过调节旋喷压力和注浆量，改变喷嘴移动方向和提升速度，予以控制。由于本工程设计固结体形状为圆柱形，在施工中采用边提升边旋转注浆，考虑到深层部位成形，在底部喷射时加大喷射压力，做重复旋喷或降低喷嘴旋转提升速度，而且针对不同土层适当加大压力和降低喷嘴旋转提升速度使固结体达到匀称，保证桩径差别不大。

2.6确保桩顶强度

当采用水泥浆液进行喷射时在浆液与土粒搅拌混合后凝固过程中，由于浆液析水作用，一般均有不同程度收缩，造成固结体顶部出现一个凹穴，凹穴深度随地层性质、浆液析水性、固结体直径和成孔深度因素不同而不同。单管旋喷凹穴深度一般为设计桩径1-1.5倍。凹穴现象对于地基加固不利，采取有效措施予以清除。为防止因浆液凝固收缩而产生凹穴现象，便于地基加固达到理想效果，可采取超高旋喷、返浆回灌等措施。

3 施工质量控制要点

严格按确定参数及技术要求施工，未经技术人员同意不得随便改变工艺参数。根据工艺性试验针对本区域地质条件，结合施工机械设备确定先采用地质钻机钻孔，再采用VY-60钻机注浆钻孔注浆的施工方法.施工时严格按照经批准的试验参数施工，不得随意更改工艺参数。注浆时钻杆提升速率20cm/min；注浆时钻杆旋转速率20r/min；注浆高压注浆泵压力35MPa，风管压力0.8MPa。

成桩设计深度指通过地质钻孔复核确定地质条件满足设计要求达到持力层所确定钻孔深度.注浆喷射施工时预留50cm桩头，防止浆液凝固收缩影响施工桩顶标高。

喷射注浆时注意连续均匀提升，无论何中原因造成停喷，在喷时必须下钻500mm以上进行衔接，以防桩体脱节夹泥夹砂.在高压喷射注浆过程中，当出现压力突然增加或降低，大量冒浆或不冒浆时及时停喷检修，查明原因采取相应措施。

4 成果分析

通过高压旋喷桩注浆施工分析，对施工技术改进前后工法分析，见表1所示。

改进后工法较改进前在施工成本、施工效率和施工工序等方面更有优势，桩体强度得到大幅提高，可减少布桩数目，降低工程投资。缺点是地面产生振动较强烈，噪声污染大。

5 结论

通过对高压旋喷桩施工进行分析，在施工过程中只要按照规范进行，只有满足施工技术要求及质量标准才能保证工程质量，同时在施工过程中要注意施工质量控制要点，为保证合格产品创造一个条件。

参考文献

高压旋喷桩施工总结篇（3）

1 　复合注浆法的概念及其特点随着我国基本建设事业的不断发展，桩基础在建筑工程中得到了广泛的应用。但由于受勘察布孔的局限性影响，或施工方法的不当，许多桩基的承载力达不到设计的要求需要加固处理。同时，我国大量的既有建筑物桩基出现质量问题需要进行加固。单一的注浆技术因其固有的缺陷，已满足不了各种复杂条件下的工程需要。如何有效的提高该类桩的承载力是摆在我们工程技术人员面前的一个难题。复合注浆法是将静压注浆法和高压旋喷注浆法进行时序结合发挥两种注浆技术优势的一种新型注浆技术。实际工程中是先采用高压旋喷注浆成桩柱体，再采用静压注浆增强旋喷效果，扩散加固浆液，防止固结收缩，消除注浆盲区。将复合注浆方法应用在桩基础加固中，能充分发挥静压注浆法和高压旋喷注浆法的优点，克服其缺点，适用地层范围广、加固效果好，保证了加固的成功率和安全性。

复合注浆法的特点如下:

(1) 复合注浆法适用地层范围广，既适用于加固渗透性大的砂卵石层，又可适用于渗透性较差的粘土、粉土和粉细砂层及淤泥等软弱土层，还可以用来加固岩溶地层的地下溶洞。

(2) 复合注浆法浆液扩散范围大，不仅对高压喷射流喷射破坏土体的极限范围之内土体进行转换加固，而且对喷射破坏土体的极限范围之外的土体以充填、渗透、挤密和劈裂等方式进行注浆加固，在成桩的同时对地基土有灌浆加固作用。

(3) 复合注浆法能定向定位定深度，能形成连续的圆柱状的旋喷桩体，旋喷桩体顶部无收缩，与桩砼结合紧密;能直接承受上部荷载，承载力较高。该法

注浆形成的固结体强度可根据设计需要进行调节，其强度范围为5～30 MPa ，与只用高压喷射注浆形成的固结体相比，复合注浆法形成的连续的圆柱状的旋喷桩体，其各方面的性质都有了提高。

(4) 复合注浆法钻孔施工口径较小，对既有建筑物基础和地面损害和扰动小，可调节浆液的凝固时间，施工期建筑物附加沉降小。经济可靠，耐久性好。

(5) 复合注浆法施工简便，施工机具适合既有建筑物狭窄和低矮的现场施工，施工时基本无噪音，材料对环境无污染，可满足办公和生活要求并保护环境。

2 　复合注浆法加固缺陷桩基的工艺技术

2. 1 　施工工艺

复合注浆法加固缺陷桩基的施工工艺流程如图1 所示，具体技术措施如下:

(1) 注浆钻孔施工:对桩基的桩身缺陷或桩底持力层缺陷进行加固时，先采用地质钻机在桩中进行钻孔抽芯或在桩侧进行钻孔，对桩身缺陷加固时需在桩中钻孔抽芯至缺陷位置以下1 m 左右，对桩底持力层缺陷加固时需根据设计桩底持力层要求从桩

中或桩侧钻孔抽芯至完整持力层以下3 m 左右。钻孔孔径一般开孔为110 mm 或101 mm ，终孔直径为101 mm或91 mm ，钻孔垂直度保证< 1 %。

(2) 建立孔口注浆装置: 注浆钻孔施工完成以后，在注浆孔口建立注浆装置。孔口注浆装置采用预埋设的方式固定在桩顶注浆孔口，采用水泥浆或水泥水玻璃浆液将孔口装置与钻孔之间的间隙固定密封。孔口注浆装置既要满足静压注浆要求又要满足高压旋喷注浆管可以从其中下钻的要求。

(3) 采用高压旋喷方式喷射清水进行冲洗扩孔:孔口注浆装置埋设1～2 天后，先采用高压旋喷方式喷射清水对缺陷位置进行冲洗，喷射清水时需按设计规定的工艺参数(喷射压力、提升速度、旋转速度)进行喷射，将注浆管分段下入孔底，每段注浆钻杆需连接紧密并采用麻丝密封。旋喷清水采用从下而上的方式。旋喷清水一般采用单管旋喷注浆方式，清水一般喷射1～3 遍，经喷射清水后，可扩大喷射直径和增加固结体的强度。

(4) 采用高压旋喷注浆方式进行注浆:按要求进行清水喷射洗孔和扩孔后，再采用高压旋喷注浆方式进行旋喷注浆。将注浆管分段下入孔底后，从下而上进行旋喷注浆，旋喷注浆一般采用单管旋喷注浆方式。

(5) 采用静压注浆方式进行注浆:高压旋喷注浆结束后，利用孔口注浆装置封住孔口进行静压注浆。静压注浆开始时采用较稀的浆液和较低的注浆压力，随后逐渐增加浆液浓度及加大注浆压力，直至设计注浆量和注浆压力为止。一般静压注浆在浆液终

凝前需进行2～3 次灌注。静压注浆可以采用单液也可采用双液注浆。

(6) 封孔:静压注浆结束后，若注浆孔口冒浆，需对孔口进行封闭处理，防止浆液流出;若注浆结束后孔内浆液有流失，需补灌浆液到注浆孔内浆液饱满为止。

2. 2 　复合注浆法的浆液材料

(1) 主剂:采用水泥浆为主剂，对既有建筑物地基加固注浆时水泥一般采用425 # 早强型硅酸盐水泥。对桩基础缺陷进行加固补强注浆时，为了获得较高的固结体强度，采用高标号的525 # 普通硅酸盐水泥。

(2) 外加剂: 常用外加剂为速凝剂、早强剂等。速凝剂常采用水玻璃，水玻璃加量一般为水泥用量的2 %～4 %。采用双液进行静压注浆时，水玻璃用量可为水泥用量的10 %～100 %。早强剂为氯化钙和三乙醇胺，用量一般为水泥用量的2 %～4 %。

2. 3 　施工工艺参数

(1) 旋喷注浆压力:采用单管高压旋喷法时:浆液或清水喷射压力:20～30 MPa ;采用二重管高压旋喷法时:空气压力为0. 7 MPa ，浆液压力为20～30 MPa ;采用三重管高压旋喷法时:水压力为:20～30 MPa ，空气压力为0. 7 MPa ，浆液压力为2～5 MPa 。在既有建筑物地基加固注浆时常采用单管高压旋喷，其压力常用20～25 MPa ;在对桩基缺陷进行加固补强注浆时采用单管高压旋喷或三重管高压旋喷，注浆压力常用25～30 MPa ;

(2) 喷射提升速度:10～20 cm·min - 1 ;在既有建筑物地基加固注浆时采用20 cm·min - 1 ;在对桩基缺陷进行加固补强注浆时采用10～15 cm·min - 1 ;

(3) 喷射旋转速度:20～40 r·min - 1 ;

(4) 静压注浆压力:在既有建筑物地基加固注浆时采用0. 3～2. 0 MPa ; 对桩基缺陷进行加固补强注浆时采用0. 3～5. 0 MPa ;注浆压力需根据每个工程的不同土质条件及注浆部位进行注浆压力设计。

(5) 浆液水灰比:旋喷注浆时采用1∶1～1. 2∶1 ;静压注浆时采用0. 5∶1～1. 2∶1 。

2. 4 　加固效果的检测复合注浆法加固缺陷桩基后的效果检测，应主要以承载力检测为主，因此检测方法主要采用高应变法和静载试验法，抽芯法和低应变法主要作为直观检测方法。通过检测经过加固后缺陷桩的主要缺陷是否已经充分注入水泥来判断加固效果。

(1) 高应变法:对于三级建筑桩基以及工程桩施工前已进行单桩静载试验的一、二级建筑桩基，可以采用高应变法对工程桩单桩竖向承载力进行检测。高应变法还可直接反映桩身质量来判断加固效果。检测桩数不宜少于总加固桩数的5 % ，并不得少于5

条。

(2) 静载试验法:一级以及地质条件复杂、桩的施工质量可靠性低、桩数多的二级建筑桩基，应采用静载试验进行。检测桩数为总加固桩数的2 % ，且不少于3 条。

(3) 抽芯法:检测桩数为总加固桩数的5 % ，且不少于5 条。抽芯孔数: D < 1. 2m ，每桩钻一孔;1. 2 m ≤D ≤1. 6 m ，每桩钻二孔; D > 1. 6 m ，每桩钻3 孔。抽芯孔深度:每孔至少应有一孔钻至设计要求的深度，如设计未有明确要求时，宜钻入持力层3倍桩径且不小于3 m。

(4) 低应变法:通过对比缺陷桩加固前后的波形变化，定性分析加固效果。低应变法应用的关键是缺陷桩加固前应进行检测，以便进行加固前后的波形对比。低应变法的检测数量为加固桩数的100 %。

3 　工程实例

广州某办公楼其基础设计采用为冲(钻) 孔灌注桩， 桩端持力层设计为微风化灰岩， 桩径为

经对高压旋喷注浆法、静压注浆法、复合注浆法等各种桩基加固方法进行比较，本工程决定采用高压旋喷法和静压灌浆相结合的综合注浆法加固桩底溶洞及破碎岩层以及桩身蜂窝。具体施工工艺如下:

(1) 进行抽芯校核及灌浆孔施工:对26 # 桩增加2 个钻孔进行抽芯校核并兼作灌浆孔， 抽芯采用101 mm双管钻具进行抽芯校核，以确定桩身砼质量情况以及桩底持力层质量情况，抽芯孔到桩底入微风化灰岩4 m 为止。5 个加固孔呈对称布置，尽量分布均匀。

(2) 先采用高压旋喷法加固桩底:先采用高压旋喷法对桩底进行加固处理。方法为通过抽芯钻孔下旋喷钻杆钻至桩底，以入微风化岩层3. 0 m 为持力层，从桩底软弱层下0. 5 m 开始用高压水旋喷，往上喷至桩底并与桩身搭接0. 5 m ，复喷两次;然后下到底部自下而上喷水泥浆，复喷一次。施工参数为:喷射压力> 30 MPa ;提升速度:喷水10 cm·min - 1 ， 喷浆10 cm·min - 1 ( 复喷为15 cm·min - 1) ;回转速度为20～40 r·min - 1 ;旋喷水泥浆液水灰比为1∶1 ;采用水泥浆(水泥用525 # ) 复喷一遍，水泥用量600 kg·m- 1左右。根据溶洞的范围、高度不同，水泥用量有很大差别。

(3) 旋喷后再进行静压灌浆加固桩底及桩身:高压旋喷结束后，将孔口封住，利用旋喷钻孔对桩底进行静压灌浆。浆液以525 # 高标号水泥为主剂。施工参数为:灌浆压力为1. 0～5. 0 MPa ，灌浆浆液水灰比为0. 7～1. 0 。经静压灌浆后，能加固原来松散破碎的灰岩层，同时对桩身与灌浆钻孔连通的蜂窝有灌浆加固效果。而且经多次静压灌浆，可以防止旋喷灌浆浆液收缩。施工结束后，经检测单位对该桩进行高应变检测表明，桩基承载力大幅度提高，加固后其承载力远高于承载力设计值，加固效果明显，完全满足设计要求。

4 　结　论

(1) 复合注浆法充分发挥了静压注浆法和高压旋喷注浆法这两种注浆加固方法各自的优点，克服各自的缺点，是一种新型的桩基加固技术。该法处理桩身蜂窝、桩底沉渣、桩底持力层存在相对软弱的夹层、桩底溶洞等桩基质量问题安全可靠、经济有

高压旋喷桩施工总结篇（4）

1 高压旋喷桩的基本原理及特点

1. 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。

1. 2 高压旋喷桩优点与用途

高压旋喷桩适用范围广,施工简便固结体形状可以控制,设备简单、管理方便、无公害,料源充裕并有较好的耐久性,广泛运用于永久性工程。高压喷射注浆主要用途是加固与防渗,在各类工程建设中,因其简单的设备及独特的施工方法,可以解决其他法无法解决的难题。目前普遍应用于:提高地基承载力,减小沉降变形;已有建筑地基补强、基础托换及扶正纠偏;土层旋喷锚杆;支挡与防渗;固化流砂防止砂土液化;射水松土拔钢板桩等各类工程项目中。

2 高压旋喷桩的工艺流程

高压旋喷桩所使用的喷射流共有四种:

(1) 单管喷射流:为单一的高压水泥浆液喷射流;

(2) 二重管喷射流:为高压浆液喷射流与其外部环绕的压缩空气喷射流,组成为复合式高压喷射流;

(3) 三重管喷射流:由高压水喷射流与其外部环绕的压缩空气喷射流组成,亦为复合式高压喷射流;

(4) 多重管喷射流为高压水喷射流。本项目中所采用的是单管喷射注浆。

2. 1 施工工艺顺序

工程总体施工顺序为:平整场地、工艺试桩、清除地下及空中障碍测量放线、放桩位施工旋喷桩(先施工靠近主线路基的三排桩,再施工远离主线路基的其余部分) 检查、补漏、完成。

2. 2 工艺流程

根据设计要求,采用单管法施工。施工工艺流程为:场地平整机具就位、调整钻孔、插管试喷、喷射注浆旋喷成桩拔管及冲洗等。

3 高压旋喷桩在路基处理上的应用

3. 1 工程地质条件

在建工程为某高速公路上的一段匝道路基, 高速公路四村互通立交E 匝道EK0 + 218～ EK0 + 280 路段,根据钻孔揭露及现场调查结果,第四系覆盖层:主要为冲洪积层(Qal + pl ) 、残积土层(Qel ) 。详述如下:

(1) 冲洪积层(Qal + pl ) :该层主要分布广泛,土质以亚粘土、淤泥等为主,局部夹砂土。冲洪积层(Qal + pl ) 分四个亚层: ②- 1 、②- 2 、②- 3 , ②- 4 。

②- 1 淤泥质亚粘土:深灰色,饱和,软塑状,土质具粘性,含有机质。平均厚度6. 8m;层底标高- 5. 1m。标贯试验N = 3 击。②- 2 亚粘土:灰黄色为主,含较多粉细砂,软塑- 可塑,饱和;平均厚度12. 0m;层底标高- 14. 88m。标贯试验N = 3～7击②- 3 粗砂:灰黄色,饱和,稍密,上部含粉细砂及少量粘性土,下部含少量小角砾。平均层厚2. 2m ,层底标高- 17. 52m。②- 4 亚粘土:灰白、灰红色,硬塑状,含较多粉细砂;局部细砂含量达40 %而呈亚砂土状,中密。平均层厚3. 2m ,层底标高- 20. 75m。(2) 残积层(Qel ) : ③亚粘土:灰黄色、饱和,硬塑,土质均匀,局部含少量砾砂和岩屑。场地均有揭露,平均厚度为3. 8m ,层底标高为- 23. 95m。标贯N = 12～22 击。

3. 2 设计处理方案

该工程地层较差,淤泥层较厚、较深、地下水位相对较高,需进行软基处理。在本项目中,由于情况比较特殊,沿匝道路基方向上方,有一条平行于路基的高压线。这种条件的限制决定了工程工艺的选择。原设计方案采用塑料排水板和袋装砂井排水固结法,由于高压线无法拆迁,工期要求紧,采用塑料排水板和袋装砂井排水固结法施工不符合安全要求,因此设计单位变更了方案,采用高压旋喷桩。本项目使用旋喷的旋喷桩机是用MD - 50 锚杆钻机改装的,垂直高度只有2. 0m ,符合高压电施工安全的要求,有效地避免了安全事故的发生,同时地基沉降合工期也能满足设计要求。

因此,处理方法为旋喷桩法:旋喷桩桩径为600m ,桩间距为1300mm ,呈正三角形布置。单桩长根据各桩位实际情况而定约22m ,根据设计要求应穿过淤泥层,且进入下部粘土层不小于0. 6m。处理范围从道路主线相交处延长62m , 宽17m , 大至与主线平行。范围约有1054m2 ,布置719 条旋喷桩,工作量共15800 延米。

施工主要控制参数如下:浆液: 使用32. 5 级普通硅酸盐水泥作为固化剂, 桩径600mm ,水泥用量180kg/ m ,水灰比1 ∶1 ,相对密度1. 53 。浆液压力:20～40MPa ;浆液流量:80～100L/ min ;喷嘴孔径: Á2～3mm ,数量2 个;提升速度:0. 15～0. 20m/ min ;旋转速度:18～23r/ min ;复合地基承载力设计值200kPa 。

3. 3 施工方法

工程采用单管旋喷法施工。考虑到打桩时相邻两根桩相互干扰的问题,所有的桩应至少间隔一条桩,即跳跃式地施工,以保证尽可能小地影响相邻的桩基。

(1) 施工前先进行场地平整,清除地下障碍,挖好排浆沟,做好钻机定位。要求钻机安放必须保持水平,钻杆保持垂直,其倾斜度不得大于1. 5 %。

(2) 成孔。成孔时应根据现场地质条件的实际情况,确定成孔工艺。在标准贯入N 值小于40 的土层中进行单管喷射作业时,可采用旋喷钻机直接将注浆管插入;在深部有地下障碍时,采用地质钻机开孔。

(3) 插管。将注浆管插入钻孔预定深度,注浆管连接接头应密封良好。

(4) 喷射作业。喷射作业前应检查喷嘴是否堵塞,输浆(水)是否存在泄漏现象。确认无异常情况后,方可开始按设计要求进行喷射作业。施工过程中,应随时检查各压力表所示压力是否正常,出现异常情况,应立即停止喷射作业,待一切恢复正常后,再继续施工。

(5) 完成喷射作业,拔出注浆管。

(6) 拔出注浆管后,立即使用清水清洗注浆泵及注浆管道。

(7) 移位至下一根桩。移位至下一准确的桩位,重复以上工序,完成下一根桩的施工。

3. 4 质量检测

工程施工历时32d ,共完成旋喷桩719 根。为评价与检测加固效果,业主特委托有关单位分别进行了抽芯检测、桩头开挖、单桩静载荷试验和复合地基平板载荷试验。开挖检测10 个桩头,开挖深度1. 5～2. 0m。经测量和观察,旋喷体垂直度良好,桩径最小处大于0. 6m ,桩体外缘不平,桩土咬合密实,有利于桩体承载。

各抽芯检测孔所取得的桩芯均成长柱状,完整性较好,水泥土体胶结良好,取12 桩48 组样品室内试验,测得试样抗压强度为3～4. 5MPa 。

高压旋喷桩施工总结篇（5）

引 言

随着现代建筑质量要求不断提高，对地基处理质量要求也随之提高，高压旋喷桩也被得到适量应用，尤其在砂质粉土地基施工中得到了较好的效果，但该施工工艺决定在该工艺施工中必须规范施工管理、施工过程中严格按照施工工艺和机具要求操作，并加强桩体质量控制与检测，方可保证桩体施工质量，体现其经济和技术效益。

1.旋喷桩及作用机理

高压旋喷桩是利用拌浆系统、高压注浆系统、钻机等设备，先将钻机钻进到设计深度后利用高压注浆泵等通过安装在钻杆机端的特殊喷嘴向周围土体喷射水泥浆液，钻杆以一定速度慢慢提升，过程中将水泥浆变为上下移动、旋转的高速射流，利用该射流的强大动能将周围土体破碎、搅拌强制混合，最终在硬凝后形成圆柱状水泥土固结体，即形成旋喷桩，施工过程中利用钻机将带有喷嘴的注浆管钻至土层预定深度，通过高压设备将浆液从喷嘴内喷出冲破周围土体，当高能量、高速度、呈脉动状的喷射流的动压超过土体结构强度则会导致土粒从土体剥落，其中部分粒径较小颗粒随浆液冒出水面，其余则在喷射流的冲击力、离心力和重力等作用下同浆液混合，并按照一定的浆土比例和质量大小重新进行有规律的排列，施工后成为一个圆形孔，其中为稠度较大的水泥土浆液，因此周围土体不易发生塌方现象，且施工过程中对周围土体扰动较小，桩体凝固时间较短，且终凝后桩体强度远超过周围土体强度并随时间延长逐步增强。施工中浆液克服地层阻力渗入周围土体空隙内考水泥浆液特性来固化地层来提高其强度，其加固机理主要包括旋喷流切割破坏土体作用，施工中喷流以脉冲形式冲击土体而破坏其结构并出现空洞，并在钻杆旋转和提升过程中在射流后面形成空隙，在喷射压力作用下土粒与喷嘴相反方向同混合液形成固结体；在切割破碎土体过程中在破碎带边缘的剩余压力对土层有压密作用[1]。

2.施工工艺及质量检测

2.1 高压旋喷桩施工工艺

先通过水准仪测定施工现场地面标高，之后根据设计桩顶和桩底标高计算出实际入土深度，一般用深度计将精度控制在100mm范围内；在桩机就位时应保证机架四个支腿均匀接地，后通过机架上的垂线进行双线控制，并确保其垂直度不超过0.1%，在对中过程中首先根据施工场地地面标高来调整深度计，之后调整钻头使其精度控制在+10mm范围内；结合试桩所需水泥用量和清水用量参数，将所需浆液等分为若干份倒入搅拌池内不停搅拌，并应用比重计来控制水灰比；根据给定的施工参数钻进空桩部分低压注水，当钻至设计桩顶标高以上80-100cm时则应启动高压注浆泵，高压注入清水，边喷水边旋转下沉；钻机钻进过程中当钻至桩底设计标高以上0.5m时则可停止注入清水，并开始注入高压浆液，当钻至桩底设计标高后则可停止下钻开始提升钻机，并边旋转提升边喷浆；当钻机向上提升到桩顶标高以上80cm位置则可重复旋喷下沉，一般重复下沉深度控制在6-8m，之后进行旋喷提升，该次下沉过程中应将送浆压力控制在4-6MPa，提升过程中应将压力控制在22-24MPa，重复旋喷搅拌完毕后则可用返回的纯水泥浆对上一根桩进行回灌。

2.2 高压旋喷桩质量检测

开挖检查。开挖检查一般是对试桩进行检查，其是待桩体灌注结束后7d或更长时间对具有一定强度的桩体进行检查，开挖应保证桩体完露以便于直接检查固结体的垂直度、桩径及强度；若旋喷桩用于加固工程则在开挖时不易开挖过深，并在检查完毕后应及时将土体恢复原状；

钻孔取芯检测。当桩体龄期达到28d后方可采取钻探取芯检测以鉴别、判断桩体桩长、完整性、水泥掺入量以及桩体是否夹泥等，应将取芯试件制作为标准试块后通过室内无侧限抗压强度试验来检测桩体强度，钻孔取芯位置一般在距桩中心10-15cm处；

承载力检验。一般通过复合地基荷载试验和单桩荷载试验进行竖向承载力检验，检验时间必须在桩身强度满足要求后，并尽量在成桩28d后进行，检验桩体数量宜为总数的0.5-1%,并不应少于3点；

低应变法。该方法的理论基础为一维线弹性杆件模型为依据，利用应力波在遇到不同的波阻抗时所产生的翻身和透射情况来检测桩身的完整性，并依次来判断桩身缺陷位置和程度。

3.质量控制要点[3]

钻机开钻前应对其调平，并应以机架两边所挂垂线平行机架为准，钻进过程中因故导致钻机下陷倾料时应及时调整；若高压旋喷桩用于加固工程则旋喷桩施工主要采用隔孔施工以免连续灌注混凝土对地基基础承载力产生负面影响；在钻头下沉前应进行试喷检查以防喷嘴堵塞；若采用单根旋喷桩时因其抗折能力较差而应使其中心受压；在桩身灌注过程中应随时观察冒浆情况，若出现冒浆异常则应结合地质情况采取回灌或速凝浆液等措施补偿；每次开钻前应将深度指针归零以保证钻进深度准确，当钻头钻至桩底0.5m时应提前进浆以防止桩身底部因送浆距离较远而形成桩底夹泥影响桩身质量；施工中由于浆液的析水作用导致桩头均会产生不同程度的收缩，因此应对刚结束的旋喷桩及时回浆，在回浆过程中应采用水泥浆或水泥含量高的冒浆回灌，在回灌前应确保杂物进入桩孔；最终桩端进入持力层深度不应小于2000mm，当钻头接近持力层则应随时观察钻孔出渣情况以验证是否进入持力层，具体可通过观察电流大小，若出现电流值快速增大并稳定在某值则证明已经进入持力层，桩头进入持力层要求深度后应在原位旋转喷浆1min以扩大桩底提高桩端承载效果；成桩过程中应随时检查单桩泛浆情况，反浆量在8-12%范围内则属正常，若超出该范围则应查找原因，成桩后应及时用工具将孔口盖好以防泥浆流入；若遇到粘性较大的粉质黏土层施工中可通过降低钻头尺寸、提升速度并提高钻头旋转速度来扩孔，并可适当增加搅拌叶片等措施来防止桩身缩颈夹泥。

4.结语

高压旋喷桩施工技术经过多年完善在砂质粉土内取得了良好的效果，尤其在施工场地狭小的区域内施工更突显其可随时调整其成桩方向、长度和大小等参数的优越性，同时成桩形状及强度可进行控制，达到灵活布置，随着高压旋喷桩被越来越多的应用于地基处理，应逐步加强对其熟悉、了解以便推动该施工工艺更加合理、先进。

参考文献

高压旋喷桩施工总结篇（6）

【中图分类号】 TU753.4 【文献标识码】 B 【文章编号】 1727-5123（2011）04-137-02

1 前言

随着我国建筑工程项目尤其是高速公路、高速铁路等大型基础设施项目的不断增多，软弱地基的处理变的越来越重要，软弱地基处理的好坏，不仅关系到工程建设的速度，而且关系到工程建设的质量，因此提高软弱地基处理方法具有重要的价值和意义。本文结合福建宁武高速公路项目土建工程A1标段实例，对高压旋喷桩在高速公路软弱地基处理中的应用进行探讨。

1 软弱地基原理及常用处理方法

1.1 排水固结法。排水固结法又称预压法，其包括堆载预压法、超载预压法、真空预压法、真空与堆载联合作用法、降低地下水位法和电渗法等多种方法；通过在预压荷载作用下使软粘土地基土体中孔隙水排出，土体发生固结，土中孔隙体积减小，土体强度提高，达到减少地基施工后沉降和提高地基承载力的目的。

1.2 振密、挤密法。振密、挤密法有表层原位压实法、强夯法、振冲密实法、挤密密实法、爆破挤密法和土桩、灰土桩等多种方法；采用一定措施，通过振动和挤密使深层土密实，使地基土孔隙比减小，强度提高。

1.3 置换及拌入法。置换及拌入法有换填垫层法、振冲置换法、高压喷射浆法、深层搅拌法、褥垫法等多种方法；采用砂、碎石等材料置换软弱土地基中部分软弱土体或在部分软弱土地基中掺入水泥、石灰或砂浆等形成加固体，与未被加固部分的土体一起形成复合地基，从而达到提高地基承载力减少沉降量的目的。

1.4 加筋法。加筋法有加筋土法、锚固法、树根桩法、低强度砼桩复合地基法、钢筋砼桩复合地基法等多种方法。通过在土层埋设强度较大的土工聚合物、拉筋、受力杆件等达到提高地基承载力，减小沉降，维持建筑物稳定。

在地基处理中，我们要遵循的原则是：技术先进、经济合理、安全适用、确保质量。在根据地质条件、设计施工条件、场地环境条件、结构物条件等因素，合理选择软弱地基处理方法。

2 高压旋喷桩在高速公路软弱地基处理中的加固机理、工艺流程及控制要点

2.1 高压旋喷桩概述。①高压旋喷桩是高压喷射注浆法处理地基中的一种，是利用钻孔设备，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左右的压力把预先制备好的水泥、水玻璃等材料作为主固化剂的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具有一定强度和抗渗能力的固结体，从而使地基承载力得到加强的一种工程方法。②加固机理：高压喷射注浆是利用工程钻机把带有喷嘴的注浆管钻进至土层的预定位置，以高压设备使浆液成为20Mpa左右的高压流从喷嘴里喷射出来，冲击破坏土体，当能量大、速度快和呈脉动状的喷射流的动压超过土体结构强度时，土料便从土体剥落下来，高压流切割搅碎的土层，呈颗粒状分散，一部分被浆液和水带出钻孔，另一部分则与浆液搅拌混合，随着浆液的凝固，组成具有一定强度和抗渗能力的固结体，当喷射流以360°旋转、自下而上喷射提升时，固结体的截面形状为圆形即称为旋喷。在钻机的钻杆最前端设置一个高压液体喷射装置，当钻机把该高压喷射装置送到土层预定深度时，通过高压泵向钻杆中心孔连续输送高压水泥浆液，高压水泥浆液即通过喷射装置中的喷嘴小孔喷入钻杆周围的砂层、土层及砂土层，与此同时钻机带动钻杆缓慢旋转并提升使喷嘴缓慢螺旋上升，从而使高压水泥浆不断切割搅拌土层，形成水泥、砂、土及速凝剂的混合搅拌浆体，通过固化剂和软土间所产生的一系列物理化学反应，生成水化物，然后水化物胶结形成凝胶体，将土颗粒凝结在一起形成具有整体性、水稳定性和较高强度的结构整体，从而提高其复合地基承载力及改变地基土物理化学性能，达到提高地基承载力、减少地基沉降、阻止水体流动、增强地基稳定性的目的。旋喷桩主要用于加固地基，提高地基的抗剪强度，改善地基土的变性性能，使其在上部结构荷载作用下，不至破坏或产生过大的变形。

2.2 高压旋喷桩施工流程。旋喷注浆施工流程可大致分为:施工准备，试桩、技术参数确定测量放样，桩机就位，钻孔，水泥浆制备，旋喷和复搅，提管冲洗，移动设备桩基工后检测；①施工准备：钻机进场之前首先进行场地布置，清除施工区域的杂物，平整场地施工段落要平整密实，做好排水工作，确保在较干净的环境中进行施工,其次，准备好施工用电和施工用水；施工用电使用沿线设置的变压器并配备发电机在施工现场，架设电缆接线到施工作业区。②试桩、技术参数确定：每个工点施工前必须先打不少于3根的工艺试验桩，以检验机具性能及施工工艺中的各项技术参数，其中包括最佳的灰浆稠度、工作压力、钻进和提升速度等，还应根据被加固土的性质及单桩承载力要求，确定水泥掺入量。通过试验桩确定本工程高压旋喷桩施工技术参数为：水灰比为1：1；钻进、工作压力20～25Mpa；提升速度≤0.25m/min；桩顶1米范围提升速度≤0.2m/min；转速应控制在20～25r/min，水泥掺入量范围在180～220Kg/m之间。③测量放样：测量人员根据施工图纸提供的坐标、平面布置图，在施工段落进行布桩，桩位用小木桩红色头醒目标注，桩间距误差不大于50mm，布桩完成自检合格后报监理工程师验收，验收合格后进行下一步工序。④钻机就位：搅拌机具运至现场后进行安装调试，待转速、压力及计量设备正常后就位。钻机就位时先使钻头对准桩位标志中心，然后进行钻杆的双向调平，之后，再次调整对中，最后再精确调平。垂直度误差不超过1%，对中误差小于5cm。⑤钻孔：每台钻机在开钻前，技术人员对钻杆总长度进行尺量，根据桩长、设计桩顶标高、原地面标高计算下钻节数，并在最后一节钻杆上标定出下钻结束位置。钻孔的目的是为了把注浆管置入到预定深度，钻孔方法采用单管法旋转钻机。在钻杆下钻时采用小于10Mpa的水泥浆压力，一方面防止堵喷嘴，另一方面对土体进行第一次喷射，使土体成为混合液，减小喷浆时土体的阻力，以利于浆液充分搅拌，钻到设计的深度。成孔后，应校检孔位、孔深及垂直度，是否符合设计要求。⑥灰浆的制作：选用优质42.5#普硅水泥，根据搅拌桶的大小、水灰比、泥浆比重来标定最大水位线，按水灰比1：1添加水泥，并经充分搅拌，测定泥浆比重是否达到试配时比重1.47，如达不到继续添加水泥直至达到试配水泥浆比重为止。搅拌时间少于4分钟的不得使用，超过初凝时间的浆液也不得使用；灰浆经过两道过滤网的过滤，以防喷嘴发生堵塞；抽入储浆桶内的灰浆要不停地搅拌。⑦旋喷和复搅：将注浆管下到预定深度后，调整回流阀门，使旋喷罐内的压强达到规定值，水泥浆到达喷嘴后，检验喷射方向、摆动角度，一切合格后，调整工作台和油泵阀门，使旋转速度控制在20~25r/min和提升速度达到20~25cm/min的范围时开始提杆、旋喷，由下往上成桩，在桩头以下1米范围复喷提钻时采用最慢的1档提钻上升，并复喷一次，增加桩体的密实度，因为桩顶以下1米范围将承受较大的荷载，加强此处桩体的质量对发挥桩体的承载力起关键作用。当喷浆结束后，要对注浆孔进行二次回灌，防止旋喷桩体因水泥浆固结出现顶部凹陷而达不到设计桩顶标高。在施工过程中，旋转速度、提升速度、旋喷压力、水泥用量参数的变化将直接影响桩的均匀程度和桩径，水灰比参数的变化将会影响桩身的强度，因此必须时刻注意检查浆液初凝时间、水泥浆流量及压力、提升速度、旋摆角度、喷射方法等参数是否符合设计要求，并随时作好记录，如遇故障应及时排除。⑧提管冲洗：喷射作业完成后，将注浆泵的吸浆管移到水箱内，在地面上喷射，以便把泥浆泵、注浆管内的浆液全部排除，防止残存水泥浆将管路堵塞。⑨移动设备:移动钻机至下一孔位，为确保桩与桩之间能很好咬合，宜采用打一跳一法，且间隔时间应大于36小时。

2.3 质量检验的方法及要求。高压旋喷桩完成28d后方能进行质量检验。①触探及抽芯检验：成桩7d内采用轻型触探进行N10检测，检测频率为工程桩数的2%。抽芯检验的总桩数不得少于工程桩数的3‰，单位工程桩数小于1000根时，至少做3根。桩芯无侧限抗压强度（28d）应满足如下要求：桩顶～2/3桩长范围：≥1.6MPa；2/3桩长～桩尖范围：≥1.4MPa。

2.4 注意事项。①施工时应先施工内排桩，后施工外排桩。②水泥浆液应连续供应。如发生断浆现象，须复打，复打重叠长度必须大于1.0m。③浆液拌和应均匀，不得有结块；浆液不得离析或停滞时间过长，超过2小时应停止使用。④构造物基底水泥搅拌桩桩顶高程应根据构造物底高程进行计算确定，同时应考虑凿除50cm桩头的影响。⑤旋喷废浆应予以充分利用，施工过长中可在相邻桩之间开挖一定深度的浆液存贮沟（沟宽0.6～0.8m，深0.8～1.0m），待浆液凝固后形成具有一定强度的桩间横系梁，以增强各桩间共同作用，提高地基承载力。施工中控制冒浆量小于注浆量的20％，超过20％或完全不冒浆应查明原因，采取措施。⑥成桩28d后，可开始基槽开挖，凿除5cm软桩头，桩头凿除后桩长不得小于设计桩长。⑦提钻喷浆的速度控制，控制好旋喷速度，保证不大于25cm/min且稳定，灌浆管分段搭接的长度不得小于10cm。底部时应适当加大压力保证底部桩头大于设计，顶部时应重复提钻喷浆一次保证桩头的完整。⑧提升旋喷过程中确保压力达到设计要求，不小于20Mpa，使足够的水泥浆压入土体，钻杆旋转速度再规定范围内，20～25r/min，确保桩体的均匀性和整体性及强度。

3 结束语

实践表明，采用高压旋喷桩技术进行软土地基加固的效果是显著的，它具有加固体强度高、加固质量均匀、施工操作简便、占地高度小等特点，可用于处理加固淤泥质土、粉土、粘土等软土地基，适用于场地狭窄、不宜进驻大型机械设备等场合，可有效地减少地基总沉降量和不均匀沉降，地基处理效果明显。

福建东南部多为沿海冲积地形，而北部多为山区丘陵地形，地质条件复杂多变，各种地质灾害时有发生，只有对存在软土地基场地地质详细勘察，查清场地地形、地貌以及水文地质情况，精心设计，反复研究，认真进行沉降和稳定验算，根据不同的工程性质和地质特征，比对方案，采取最佳处置办法，才能设计出安全、合理、经济的建筑物和构筑物基础。

参考文献

1 黄绍铭等.软土地基与地下工程[M].北京:中国建筑工业出版社，

高压旋喷桩施工总结篇（7）

中图分类号：U443.13 文献标识码： A

一、工程概况

无锡市某过河顶管工程，管道规格为D1200F型混凝土管，长度约175米。顶管工作井设计为内径7.0m的圆形沉井，壁厚60cm。原地面到设计管道流水面深度为10.65m，沉井总深度约为13.0m，距离河边约20.0m。根据地质报告显示，沉井所处位置的土质力学特性较差。深度5.0m范围内为淤泥质黏土和少部分杂填土，承载力仅为45KPa。深度5~10.5m范围内为粉质黏土，力学特性较好。10.5米往下至沉井刃脚设计高程段为粉土夹粉质黏土，土质的力学特性较好，但土质的渗透系数较大，处于流沙层内。我施工方在进行技术准备阶段发现，原状土质在沉井预制、下沉阶段存在着承载力不足的现象，传统施工方法也不足以满足施工要求，必须采取辅助措施改善土质的力学性能。经召开专题会议，业主、设计、监理等各方形成统一意见，采用高压旋喷桩辅助施工。

二、旋喷桩加固原理及现场布设

高压旋喷桩是利用钻机将带有喷嘴的注浆管钻进土层的设计深度后，以高压设备使水泥浆成为高压浆液流从喷嘴中喷射出来，破坏、扰动、冲切土体，同时钻杆以预定速度逐渐提升，使浆液与土体强制搅拌混合，浆液凝固后，便在土中形成旋喷桩，具有加固地基、止水防渗的作用。

本工程恰是利用了旋喷桩具有“加固地基”、“止水防渗”的特性，其一来改善地基的承载力，其二防止下沉过程中流沙的涌入和改善管道和沉井接口处土体的渗透性。现场旋喷桩的布设方案如下：

1、沉井预制施工阶段，在基坑底部，于拟建沉井刃脚正下部，沿沉井一周范围布设分离式单排装，桩深6.0m，桩径50cm，桩中心间距1.5m。用来改善基础土体承载力不足的问题，满足沉井预制阶段的施工要求。

2、在沉井距离沉井单倍桩径的位置开始，布设两排封闭式排桩。桩深13.0m，桩径50cm，桩中心间距35cm，平面呈梅花形布置。其作用有以下2点：①沉井下沉过程要穿透流沙层，排桩的布设可形成“止水帷幕”，防止下沉过程中流沙的涌入；②改善管道跟沉井接口处土体的渗透性。这个部位在管道使用过程中出现问题的可能性最大。在本人经历的众多管道抢修事件中，多数管道下沉的原因是管道与沉井接口的部位涌入流沙，随着水流基础的土体流空，从而导致下沉。此处的旋喷桩布设可将管道的下沉隐患消失在萌芽中。

三、高压旋喷桩施工技术

1、参数确定

本工程采用单管法高压喷射注浆施工旋喷桩，根据地质报告和施工要求，经过试验验证旋喷桩施工技术参数如下：桩径50cm；浆液压力为25~30MPa；水灰比为1.0；水泥采用强度等级为42.5的普通硅酸盐水泥；水泥用量为150kg/m；喷管提速为20~25cm/min；流量为30~40L/min。

2、工艺流程图

制浆过滤高压泵对浆液加压

钻机就位调整钻架角度钻 孔插管试 喷高压喷射注浆作业喷射结束拔 管机具清理桩机移位

3、施工工艺

1） 钻机定位。移动旋喷桩机到指定桩位，将钻头对准孔位中心，同时整平钻机，放置平稳、水平，钻杆的垂直度偏差最大不超过1.5%。就位后，首先进行低压射水试验，用以检查喷嘴是否畅通，压力是否正常。

2）制备水泥浆。桩机移位时，即开始按设计确定的配合比拌制水泥浆。水灰比要按设计严格控制，不得随意改变。首先将水加入桶中，再将水泥和外掺剂倒入，开动搅拌机搅拌15分钟左右，而后拧开搅拌桶底部阀门，放入滤网，过滤后流入浆液桶中，待压浆时备用。在旋喷过程中，应防止泥浆沉淀，浓度降低。不得使用受潮或过期的水泥。过滤筛孔要小于喷嘴直径1/2为宜。

3）钻孔。当采用地质钻机钻孔时，钻头在预定桩位钻孔至设计标高。

4） 插管。当采用旋喷注浆管进行钻孔作业时，钻孔和插管二道工序可合而为一。当第一阶段贯入土中时，可借助喷射管本身的喷射或振动贯入。其过程为：启动钻机，同时开启高压泥浆泵低压输送水泥浆液，使钻杆沿导向架振动、射流成孔下沉；直到桩底设计标高，观察工作电流不应大于额定值。在插管过程中，为防止泥砂堵塞喷嘴，可用较小压力边下管边射水。

5）提升喷浆管、搅拌。喷浆管下沉到达设计深度后，停止钻进，旋转不停，高压泥浆泵压力增到施工设计值25~30MPa，坐底喷浆约30s后，边喷浆，边旋转，同时严格按照设计和试桩确定的提升速度提升钻杆。钻杆旋转和提升必须连续不中断，拆卸接长钻杆或继续旋喷时要保持钻杆有10～20cm的搭接长度，避免出现断桩。在旋喷过程中，如因机械出现故障中断旋喷，应重新钻至桩底设计标高后，重新旋喷。旋喷过程中，冒浆量小于注浆量的20%为正常现象，若超过20%或完全不冒浆时，应查明原因，调整旋喷参数或改变喷嘴直径。

6）桩头部分处理。当旋喷管提升接近桩顶时，应从桩顶以下1.0m开始，慢速提升旋喷，旋喷数秒，再向上慢速提升0.5m，直至桩顶停浆面。

7）清洗。向浆液罐中注入适量清水，开启高压泵，清洗全部管路中残存的水泥浆，直至基本干净。并将粘附在喷浆管头上的土清洗干净。

8）移位。移动桩机进行下一根桩的施工。

9）补浆。喷射注浆作业完成后，由于浆液的析水作用，一般均有不同程度的收缩，使固结体顶部出现凹穴，要及时用水泥浆补灌。

4、检验控制项目与方法

1）高压喷射注浆所用的水泥和外加剂品种、规格及质量应符合规范要求。

检验数量：同一产地、品种、规格、批号的水泥和外加剂，袋装水泥每200t为一批、散装水泥500t为一批，当袋装水泥及外加剂不足200t或散装水泥不足500t时也按一批计。施工单位每批抽样检验1组。监理单位按施工单位抽样数量的20%见证检验。

检验方法：检查产品质量证明文件及抽样检验。

2）浆液应严格按设计配方和试验确定的配合比拌制，制备好的浆液应均匀，不得离析。

检验数量：施工单位每根桩施工过程中抽样检验2次。监理单位每工班平行检验2次。

检验方法：观察并用浆液比重计检测浆液密度。

3）高压旋喷桩的数量、布桩形式应符合要求。

检验数量：施工单位、监理单位全部检验。

检验方法：观察、现场清点。

4）高压旋喷桩的长度应符合规范。

检验数量：施工单位每根桩检验。监理单位按施工单位检验数量的20%平行检验。

检验方法：测量钻杆长度，并在施工中检查是否达到设计深度标志。检查施工记录。

5）高压旋喷桩的完整性、均匀性、无侧限抗压强度应满足规范要求。

检验数量：施工单位抽样检验桩总数的2‰，且不少于3根。监理单位按施工单位抽样数量的20%见证检验。

检验方法：完工后28d，在每根检测桩桩径方向1/4处、桩长范围内垂直钻孔取芯，观察其完整性、均匀性，拍摄取出芯样的照片，取不同深度的三个试样作无侧限抗压强度试验。钻芯后的孔洞采用水泥砂浆灌注封闭。

6）高压旋喷桩处理后的复合地基承载力应满足施工要求。

检验数量：总桩数的2‰，且每检验批不少于3根。监理单位见证检验，勘察设计单位现场确认。

检验方法：平板载荷试验。

7）高压旋喷桩施工的允许偏差、检验数量及检验方法

序号 检验项目 允许偏差 施工单位检验数量 检验方法

1 桩位（纵横向） 50mm 按成桩总数的10％抽样检验，且每检验批不少5根 钢尺丈量

2 桩体垂直度 1% 吊线测钻杆垂直度

3 桩体有效直径 不少于设计值 开挖50-100cm深后，测量

5、安全措施

1）钻机操作人员应具有熟练操作技能，并持有相关特种作业资格证。高压泥浆泵、空压机、高压清水泵必须指定专人操作，压力表应定期检修检定，以保证正常工作。

2）施工前应检查设备和管路系统，压力和流量应满足施工要求。同时还应检查管道的耐久性以及管道连接是否可靠，泵体、注浆管及喷嘴内不得有任何杂物，各类密封圈必须良好，无渗漏现象，否则接头断开、软管破裂，将会导致浆液、高压水流飞散、软管甩出等安全事故。安全阀中的安全销要进行试压检验，必须确保在达到规定压力时能断销卸压，绝不能轻易安装未经试压检验的自制安全销。

3）人体与喷嘴之间保持至少1.0m。喷射浆自喷嘴喷出时，具有很高的能量，应保持安全距离，防止施工过程中人员受伤。

4）喷射注浆的浆液目前一般以水泥浆为主，当加入其他化学填加剂，一般说浆液硬化后对人畜均无害，但硬化前的液体进到眼睛里时，必须立即进行充分清洗，并及时到医院治疗。

5）不得将电缆浸泡在水和泥浆中，防止漏电伤人。吊、放喷射管路时，严禁管下站人。

四、结束语

实践证明，高压旋喷桩在顶管工程施工中发挥了其优越的辅助功能。提高了地基承载力，从而满足了沉井预制的施工需要；形成了止水帷幕，从而保证了沉井的顺利下沉；提高了管道与沉井接口处土质的抗渗透性，从而保证了管道运行的安全。其设备是用履带行走，适用于各种复杂土质。高压旋喷桩施工简单，工艺成熟，在防渗、地基处理中得到了广泛的应用。

参考文献：

[1]钱美亚, 别小勇. 利用高压旋喷桩进行深基坑围护初探[J].山西建筑. 2008.34(11) : 147- 148

高压旋喷桩施工总结篇（8）

2技术难点及止水方案设计

2.1技术难点

(1)帷幕止水作为影响京津城际高铁运营安全的核心因素,基坑施工期间不得影响京津城际路基沉降,施工引起的京津城际路基附加差异沉降必须控制在1mm以内,标准要求高。

(2)地下水位高,基坑开挖深度大。该工程区域地下水位埋深仅1m左右,而临近高铁基坑开挖深度达6m。

(3)两线间横向止水帷幕(两排咬合)距离最近的京津城际到发线16.8m,距城际路基坡顶14.3m,城际刚构桥下止水帷幕距离刚构桥承台边缘2.5m。止水帷幕距离京津城际高铁路基、桥梁墩台及路桥过渡段较近,止水帷幕高压喷射对城际高铁构成一定影响。

2.2止水方案设计

旋喷桩止水帷幕的止水效果是关系到高铁运营安全的核心因素,为达到旋喷桩止水帷幕施工后框构桥工作坑及U形槽基坑开挖后不渗不漏,实现无水施工,顶进期间,线间止水帷幕渗透系数控制在1×10-8m/s以下。根据建模分析,采用加强型止水方案,即京津城际高铁和京沪铁路之间设置两道足够长的平行于铁路的止水帷幕且框构工作坑、U5形槽、U4形槽都采取封闭式帷幕止水及封底措施的方案,在保证止水帷幕止水效果的前提下,京津城际高铁差异沉降总量控制在1mm以内。设置两线间横向止水帷幕能有效减小顶进期间降水对京津城际高铁的沉降影响,为保证止水帷幕充分发挥作用,其底部至少在降水井底部以下4m。严控止水帷幕施工质量,保证高铁和施工点间形成有效的隔水带,增长渗流路径。止水帷幕纵向保证足够长度,长度至少超过工作基坑1.5倍。根据以上要求,线间止水帷幕1总长164m,框构桥两侧各63m,桩长21m,三排咬合;止水帷幕2长126m,位于框构桥两侧,并与U5止水帷幕连接在一起,桩长15m,两排咬合。

3止水帷幕试验

3.1旋喷桩封闭帷幕止水参数试验

结合地质情况,根据经验分别采取表1所示旋喷参数施作两组闭合成环的止水帷幕且封底,高压旋喷桩采用单管法施工。待旋喷桩达到强度后,开挖封闭止水帷幕内部土体,止水帷幕1单桩成桩效果较好,但桩位间距大小不一,桩径达不到要求,直径仅55cm,桩与桩之间搭接较少。帷幕四周有6处渗出水点,拐角有3处出水点。止水帷幕2成桩完整,桩墙排列整齐,桩位间距均匀,桩与桩之间搭接满足要求,旋喷桩直径63cm,止水帷幕无渗漏现象。为此,止水帷幕及封底施工采用止水帷幕2旋喷施工参数,同时尽量减少止水帷幕相邻桩体施工时间间隔,并在旋喷止水帷幕拐角处进行加桩,覆盖结合处。

3.2城际刚构桥下止水帷幕及封底旋喷桩试验

高铁刚构桥下止水帷幕及封底旋喷桩距离钢构桥桥台结构最小距离为2.5m,桥台结构为受力最不利位置。采用原位试验测试U4形槽止水帷幕施工对桥台、承台的影响。3.2.1试验设计施工一段桥台,桩基、承台及桥台的配筋、砼标号、宽度及高度与刚构桥完全相同,长度为3m,相当于从刚构桥的桥台上切下3m长的一段。在测试位置粘贴感应片并作防水处理,设置温度补偿片,安装调试测试仪器。在完成桥台背后填土后,施作与刚构桥下相同的止水帷幕和封底旋喷桩,观测桥台结构的受力情况、水平位移和沉降,以检测止水帷幕及封底旋喷桩施工对桥台结构的影响是否在允许范围内。3.3止水帷幕施工对不同距离点位水平位移和沉降的影响试验在黏土层中,不同旋喷压力作用下测试高压旋喷施工对周围土体挤压作用的影响范围及大小,确定止水帷幕安全施工距离。分别以25、28MPa各施工一道止水帷幕,止水帷幕长15m,双排咬合,桩长18m,在距止水帷幕6、9、12、15m处设置观测点。

4止水帷幕及封底旋喷桩施工

4.1施工参数

(1)线间止水帷幕施工。为减小止水帷幕施工对运营高铁的影响,在京津城际高铁路基和止水帷幕2之间设置一排压力释放孔,30cm,间距5m,孔深15m。

(2)U4、U5形槽止水帷幕施工。U5形槽(京津城际与京沪铁路间U槽)止水帷幕距离京津城际路桥过渡段最近,而路桥过渡段是差异沉降变化最大的区域。U5、U4形槽(京津城际刚构桥下U槽)止水帷幕采用相同的旋喷施工参数。

(3)封底旋喷桩施工。U5形槽、U4形槽及框构工作坑均采用旋喷桩封底,封底旋喷桩属于密排桩。因基坑封底桩为多台旋喷机械同时分片施工,新旧封底旋喷桩相交处因先施工的旋喷桩已凝固而具备一定强度,与后施工的封底桩无法形成咬合,因而新封底桩施工时适当提高旋喷压力,提速控制在15cm/min,与先施工封底桩形成紧密挤压,以免地下水从接缝处渗出。

4.2深桩施工与旋喷压力的的关系

该工程很多止水帷幕旋喷桩为深桩,桩体越深,喷嘴出口处地层静水压力越大,喷嘴入口与出口的压力差则越小;喷射速度减小,有效喷射距离缩短,喷射效果减弱。在施工过程中,随着喷射深度的增加,静水压力增大,喷射距离减小,喷射直径减小,容易形成上粗下细的形状。有关资料显示,在σ0=80kPa的黏土中,当静水压力由0.02MPa增大到0.2MPa时,喷射距离减小30%。为了避免止水帷幕旋喷桩出现上粗下细的现象,在桩长超过10m时旋喷压力增大2~3MPa。

5施工监测

京津城际高铁采用自动化监测和人工监测相结合的方式,自动化监测采用BGK-4675型静力水准系统和BGK-MICRO-32/40自动化数据采集单元。测点布置在以翠亨路刚构中桥中心线为中心、两侧335m范围内;测点在线路既有CPⅢ控制点基础上加密布设,采用3条通路的布设方式,重点监测京津城际高铁路基和桥梁的差异性沉降变化情况。监测数据显示:最大差异沉降位于翠亨路中桥天津台路桥过渡段京津城际高铁上行,累计为0.98mm,保证了京津城际高铁的行车安全。

高压旋喷桩施工总结篇（9）

1.工程概况

宝鸡峡加坝加闸水利水电工程位于宝鸡市西约11km的渭河峡口，是在原溢流坝（615m高程）基础上加高坝体、增加排沙泄洪孔、修建坝后电站的续建工程，该工程最大坝高49.6m，坝顶总长208.6m，坝顶宽17m，坝顶高程637.6m，共分Ⅰ—Ⅷ九个坝段。按照进度安排和工程施工特点，导流采用分期分段方式进行，标准为十年一遇洪水，分三期实施。一期围堰保护左岸0、I、II坝段的施工，采用粘土心墙土石围堰，上游围堰设计高程623.5m，下游围堰设计高程611.0m，导流设计流量3600m3/s；二期围堰保护左岸Ⅳ、Ⅶ、Ⅷ坝段的施工，由于二期围堰地处地理环境复杂，左岸山势陡峭，受陇海铁路限制，加之引水洞口距坝轴线仅30m，致使施工场地狭小，为保证足够的施工场地及正常的灌溉引水，经技术分析，决定采用倒挂臂砼拱围堰，设计围堰长49.5m，顶宽8m，底宽24.5m，呈圆弧拱形，迎水面1.5m厚的铅丝笼石，外边坡1:1.5，主体填筑石渣及细砂卵石，围堰位置选在距坝轴线20m处的淤滩上，由于此处淤积物厚度达10余米，且积水无法排除，致使地基松散，承载力下降，无法满足砼拱围堰的施工要求，根据基础的地质条件，决定采用旋喷桩防渗体进行基础处理，强化地基，增大土的摩擦力和粘聚力，增强基础的承载力。

2、旋喷桩的设计

旋喷桩是高压喷射出的浆液，连续和集中地作用在土体上，使其压应力和冲蚀等多种因素在很小的范围内产生效应，使注入的浆液和土体拌和均匀凝固为新的固结体，起强化地基和防水的作用。

2.1桩基础形式确定。在进行旋喷桩设计时，首先应搜集和掌握基本资料，包括：工程地质和水文地质（土层和基岩的性质，土的物理力学性质，地下水埋藏）、建筑物结构受力特性、施工现场和邻近建筑的四周环境等资料。由于旋喷桩系土与水泥的混合固结体，其强度较低，受力之后桩身的变形量大，同时考虑到经济性，因此，在设计II期围堰旋喷桩防渗体时将基础视为复合地基，即由桩和承台下的桩间土共同承担基础荷载，但由于土层和桩相比抗剪抗压强度差别大，在设计时仅考虑桩的作用。

2.2旋喷桩承载力的确定。旋喷桩承载力的确定，基本出发点与钻孔灌注桩相同，主要从以下几个方面考虑：（1）桩径与桩的面积，由于旋喷桩的桩径与土层及喷射压力有关，而这两个因素并非固定不变，所以旋喷桩的桩径是有变化的，因此在计算时要选平均值；（2）折减系数，由于旋喷桩身的均匀性较差，因此要选用比灌注桩更高的安全系数；（3）桩身强度，在计算时按28天强度考虑。试验证明在粘性土中，由于水泥水化物与粘土中矿物继续作用，后期强度将会继续增长，将这种强度的增长作为安全储备；（4）由于影响旋喷桩承载力的因素很多，在设计计算时，除了依据现场试验和规范提供的数据外，还应当结合本地区或相似土质条件下的经验综合考虑。

采用复合地基的模式进行承载力计算的出发点是考虑到旋喷桩的强度较低和经济性两方面，如果桩的强度较高，并接近于混凝土桩身强度，以及当建筑物对沉降要求很严格时，可以不计桩间的承载力，全部外荷载由旋喷桩承受，在这种状况下，则与混凝土桩计算相同。在计算中假定旋喷桩的抗剪强度与土的抗剪强度能够共同工作，由于在砂性土地基中存在着承压水，旋喷处理尚应考虑进行浮力和管涌计算，还应包括埋入土的深度、抗弯计算等，由于旋喷桩作用的帷幕都是透水性很强的地层，因此，桩孔的布置应保证其连续性。

3.旋喷桩的施工

3.1施工前，应对照设计图纸核实设计孔位处有无妨碍施工和影响安全的障碍物。准备好施工所需的主要机具设备包括高压泵、钻机、浆淤搅拌机等。

3.2由于高压喷射注浆的压力大，处理地基的效果好，对于高压水泥浆流或高压水射流的压力一般选用25Mpa，气流压力以空气压缩机的最大压力为限通常为0.7 Mpa左右，低压水泥浆的灌注压力宜在1.0~0.25m/min，旋喷速度可取25cm/min。喷射流主要材料为水泥，采用325号或425号水泥，根据需要可在水泥中加入适量的外加剂和掺合剂，以改善水泥浆液的性能。外加剂或掺合剂的数量，应通过室内配比试验或现场试验确定。试验表明，水泥浆液的水灰比越小，高压喷射注浆处理的地基强度越高，水灰比小于0.8时，喷射困难，故水灰比宜取1.0~1.5，实际生产中取1.0。由于生产、运输和保存等原因，有些水泥成份不够稳定，可导致高压喷射水泥浆液凝固时间长，固结强度降低，因此要先作水泥试验，待合格后方可使用。

3.3旋喷桩施工步骤为：钻孔定位、钻孔、注入注浆管，高压喷射注浆和拔出注浆等基本工序。高压泵通过高压橡胶软管送高压浆液至钻机上的注浆管，进行喷射注浆，实践表明若钻机和高压泵的距离过远，就会增加橡胶软管的长度，使高压喷射流的沿程损失增大，造成实际射压力降低的后果。因此钻机和高压泵的距离不宜过远。

高压喷射注浆，均自下而上进行。当注浆管不能一次提升完成而需分数次卸管时，卸管后喷射的搭接长度不得小于100mm，以保证固结体的整体性。

3.4高压喷射注浆完毕后，或在喷射过程中因故中断，短时间内不能继续喷射时，均应立即拔出注浆管清洗备用，以防浆凝固后拔不出管子。每孔喷射注浆完毕后，可进行分孔。高压喷射注浆处理地基时，在浆液未硬化前的有效范围内，地基容易受到扰动而强度降低，容易产生附加变形。因此在处理地基时，通常采用控制速度、顺序和加快浆液凝固时间等方法来有效地防止或减少附加变形。

4.质量检验

在选定质量检验方法时，应根据机具设备条件，因地制宜，开挖检查法虽简单易行，通常在浅层进行，但难以对整个固结体进行全面检查；钻孔取芯和标准贯入法是检验单个固结体质量常用的方法。压水试验，通常在取芯困难或有防渗要求时采用。根据II期围堰对防渗的要求及地基基础的特点，采用了钻孔取芯及标准贯入法进行检验。

高压旋喷桩施工总结篇（10）

1. 工程概况

某水利水电工程是在原溢流坝（615m高程）基础上加高坝体、增加排沙泄洪孔、修建坝后电站的续建工程，该工程最大坝高49.6m，坝顶总长208.6m，坝顶宽17m，坝顶高程637.6m，共分Ⅰ～Ⅷ九个坝段。按照进度安排和工程施工特点，导流采用分期分段方式进行，标准为十年一遇洪水，分三期实施。一期围堰保护左岸0、I、II坝段的施工，采用粘土心墙土石围堰，上游围堰设计高程623.5m，下游围堰设计高程611.0m，导流设计流量3600m3/s；二期围堰保护左岸Ⅳ、Ⅶ、Ⅷ坝段的施工，由于二期围堰地处地理环境复杂，左岸山势陡峭，受陇海铁路限制，加之引水洞口距坝轴线仅30m，致使施工场地狭小，为保证足够的施工场地及正常的灌溉引水，经技术分析，决定采用倒挂臂砼拱围堰，设计围堰长49.5m，顶宽8m，底宽24.5m，呈圆弧拱形，迎水面1.5m厚的铅丝笼石，外边坡1：1.5，主体填筑石渣及细砂卵石，围堰位置选在距坝轴线20m处的淤滩上，由于此处淤积物厚度达10余米，且积水无法排除，致使地基松散，承载力下降，无法满足砼拱围堰的施工要求，根据基础的地质条件，决定采用旋喷桩防渗体进行基础处理，强化地基，增大土的摩擦力和粘聚力，增强基础的承载力。

2. 桩的设计

旋喷桩是高压喷射出的浆液，连续和集中地作用在土体上，使其压应力和冲蚀等多种因素在很小的范围内产生效应，使注入的浆液和土体拌和均匀凝固为新的固结体，起强化地基和防水的作用。

2.1桩基础形式确定。在进行旋喷桩设计时，首先应搜集和掌握基本资料，包括：工程地质和水文地质（土层和基岩的性质，土的物理力学性质，地下水埋藏）、建筑物结构受力特性、施工现场和邻近建筑的四周环境等资料。由于旋喷桩系土与水泥的混合固结体，其强度较低，受力之后桩身的变形量大，同时考虑到经济性，因此，在设计II期围堰旋喷桩防渗体时将基础视为复合地基，即由桩和承台下的桩间同承担基础荷载，但由于土层和桩相比抗剪抗压强度差别大，在设计时仅考虑桩的作用。

2.2旋喷桩承载力的确定。旋喷桩承载力的确定，基本出发点与钻孔灌注桩相同，主要从以下几个方面考虑：

（1）桩径与桩的面积，由于旋喷桩的桩径与土层及喷射压力有关，而这两个因素并非固定不变，所以旋喷桩的桩径是有变化的，因此在计算时要选平均值。

（2）折减系数，由于旋喷桩身的均匀性较差，因此要选用比灌注桩更高的安全系数。

（3）桩身强度，在计算时按28天强度考虑。试验证明在粘性土中，由于水泥水化物与粘土中矿物继续作用，后期强度将会继续增长，将这种强度的增长作为安全储备。

（4）由于影响旋喷桩承载力的因素很多，在设计计算时，除了依据现场试验和规范提供的数据外，还应当结合本地区或相似土质条件下的经验综合考虑。

采用复合地基的模式进行承载力计算的出发点是考虑到旋喷桩的强度较低和经济性两方面，如果桩的强度较高，并接近于混凝土桩身强度，以及当建筑物对沉降要求很严格时，可以不计桩间的承载力，全部外荷载由旋喷桩承受，在这种状况下，则与混凝土桩计算相同。在计算中假定旋喷桩的抗剪强度与土的抗剪强度能够共同工作，由于在砂性土地基中存在着承压水，旋喷处理尚应考虑进行浮力和管涌计算，还应包括埋入土的深度、抗弯计算等，由于旋喷桩作用的帷幕都是透水性很强的地层，因此，桩孔的布置应保证其连续性。

3. 旋喷桩的施工

3.1施工前，应对照设计图纸核实设计孔位处有无妨碍施工和影响安全的障碍物。准备好施工所需的主要机具设备包括高压泵、钻机、浆淤搅拌机等。

3.2由于高压喷射注浆的压力大，处理地基的效果好，对于高压水泥浆流或高压水射流的压力一般选用25MPa，气流压力以空气压缩机的最大压力为限通常为0.7 MPa左右，低压水泥浆的灌注压力宜在1.0~0.25m/min，旋喷速度可取25cm/min.喷射流主要材料为水泥，采用325号或425号水泥，根据需要可在水泥中加入适量的外加剂和掺合剂，以改善水泥浆液的性能。外加剂或掺合剂的数量，应通过室内配比试验或现场试验确定。试验表明，水泥浆液的水灰比越小，高压喷射注浆处理的地基强度越高，水灰比小于0.8时，喷射困难，故水灰比宜取1.0~1.5，实际生产中取1.0.由于生产、运输和保存等原因，有些水泥成份不够稳定，可导致高压喷射水泥浆液凝固时间长，固结强度降低，因此要先作水泥试验，待合格后方可使用。

3.3旋喷桩施工步骤为：钻孔定位、钻孔、注入注浆管，高压喷射注浆和拔出注浆等基本工序。高压泵通过高压橡胶软管送高压浆液至钻机上的注浆管，进行喷射注浆，实践表明若钻机和高压泵的距离过远，就会增加橡胶软管的长度，使高压喷射流的沿程损失增大，造成实际射压力降低的后果。因此钻机和高压泵的距离不宜过远。

高压喷射注浆，均自下而上进行。当注浆管不能一次提升完成而需分数次卸管时，卸管后喷射的搭接长度不得小于100mm，以保证固结体的整体性。

3.4高压喷射注浆完毕后，或在喷射过程中因故中断，短时间内不能继续喷射时，均应立即拔出注浆管清洗备用，以防浆凝固后拔不出管子。每孔喷射注浆完毕后，可进行分孔。高压喷射注浆处理地基时，在浆液未硬化前的有效范围内，地基容易受到扰动而强度降低，容易产生附加变形。因此在处理地基时，通常采用控制速度、顺序和加快浆液凝固时间等方法来有效地防止或减少附加变形。

4. 质量检验

在选定质量检验方法时，应根据机具设备条件，因地制宜，开挖检查法虽简单易行，通常在浅层进行，但难以对整个固结体进行全面检查；钻孔取芯和标准贯入法是检验单个固结体质量常用的方法。压水试验，通常在取芯困难或有防渗要求时采用。根据II期围堰对防渗的要求及地基基础的特点，采用了钻孔取芯及标准贯入法进行检验。