２０１５年１４期 科技一向导 ◇科技之窗◇ 高压摆喷桩在基础处理中的应用 （１．徐州市水利局江苏赵新年’张美春 何殿波ｚ滕玉莲２ 徐州２２１００６；２．徐州市水利工程建设有限公司江苏徐州２２１００６） 【摘要】本文采用高压摆喷桩结合水泥土搅拌桩形成的组合支护模式进行基础处理，并对高压摆喷桩的加固原理、适用地质及施工工艺 等方面进行了全面的阐述，为今后类似工程的施工提供参考。 【关键词】高压摆喷桩；基础处理；应用 高压摆喷是利用钻机把带有喷嘴的注浆管钻至土层的预定位置 钻孔直径１３ｃｍ，钻孔底高程不高于设计桩底高程，高喷顶高程与 后．通过高压设备使浆液成为高压射流从喷嘴喷射出来冲击破坏土体 未达到设计高程的水泥土搅拌桩搭接不小于１．５ｍ 结构，使土体变成散状的土粒：土粒一部分随浆液冒出地面，别一部分 ③钻孔施工时采取预防孔斜的措施．钻机安放要平稳牢固．加长 在喷射流的冲击力、离心力和重力等作用下，与浆液搅拌混合：浆液凝 岩芯管长度，钻进中每加一次钻具找平一次．孑Ｌ位偏差耋５ｃｍ，孑Ｌ斜率 固后，在土中形成一个高强度固结体，从而达到加固地基，改善土体的 耋１％。变形性质的目的。以曾参与施工的民便河闸工程为例，介绍高压摆喷 ④钻进过程中，出现泥浆严重漏失，孑ＬＥｌ不返浆时，可采取加大泥 桩在地基处理中的应用 浆浓度、泥浆中掺砂、向孔内充填堵漏材料或对漏失段先行灌浆等措 施，直至孔口正常返浆后再继续钻进。 １．施工条件 １．１工程概况 ⑤固壁泥浆。 采用优质粘土作为制浆用主要材料．钻孔时孑Ｌ上返出的冒浆经沉 民便河闸位于徐洪河东堤、民便河与徐洪河交汇处，为原位拆建． 设计３孔每孔净宽ｌＯｒｅ，中间孔为开敞式，两边孑Ｌ为胸墙式水闸 民便 淀重新利用，当泥浆中的含砂量超过要求时，予以废弃，以防孔内事故 河闸为中孑Ｌ通航，在中孑Ｌ设置上下扉门共同挡水；边予Ｌ不通航，设置钢 发生 筋混凝土胸墙挡水。闸底板顶高程１６．ＯＯｍ，闸室顶高程２７．５０ｍ，工作 ⑥钻进暂停或终孔待喷时，孔内应充满泥浆．防止塌孔，孑ＬＥｌ加以 桥顶高程３５．５０ｍ 保护。 ４．２高喷灌浆施工工艺 为解决地基地震液化问题．在闸室及上、下游翼墙采用水泥土搅 拌桩围封处理 本工程采用三管喷灌浆施工．沿围封桩中心线设计孔距１．Ｏ米． １．２工程地质 摆幅３０”．高喷顶高程与未达到设计高程的水泥土搅拌桩搭接不小于 ５ｍ的施工工艺 场地土层为近代黄泛冲洪积土层，以砂壤土为主。次为淤泥质土、 １．施工分两序进行，即１、３、５、……，后进行２，４、６、……。 壤土、粉砂等。 ２．施工中出现问题 民便河闸水泥土搅拌桩施工期间出现如下问题：５月２９日进行试 桩，试桩两根，选在上游翼墙外．均达到设计高程；５月３０日开始上闸首 搅拌桩施工，到６月１日，前６根只打到５ｍ左右，继续向后打正常；６月 ６日开始翼墙搅拌桩施工．下游右侧翼墙只能打到７－９ｍ．上游右侧翼墙 部分打不到设计高程：上游左侧和下游左侧翼墙均不能打到设计高程。 经过研究讨论得出水泥土搅拌桩打不到设计高程原因如下： （１）原老闸灌注桩存在扩孔（塌孔）、串浆等现象，使部分地基中存 在砼及水泥浆 （２）有资料显示：老闸施工时，周边部分基础做过注浆处理。 编号１ 工序１ ２ ２ ３ ｌ ４ ２ ５ ｌ ６ ２ ３．选择高压摆喷的原因 由于水泥土搅拌桩打不到设计高程．因此无法形成基础围封．不 能有效解决地基地震液化问题。在与建管处、设计院、监理及江苏省地 质勘探研究院专家讨论后确定了两套解决方案即：高压摆喷桩和双头 大功率搅拌桩 由于本工程场地土层为近代黄泛冲洪积土层．以砂壤土为主．次 为淤泥质土、壤土、粉砂等．双头大功率搅拌桩不适应本工程地质情 况：而且由于上述两点原因，导致地基较硬。水泥土搅拌桩和双头大功 率搅拌桩均不能施工到设计高程。而高压摆喷桩适用于处理淤泥、淤 泥质土、流塑、软塑或可塑黏性土、粉土、砂土、黄土、素填土和碎石土 等地基．且具有加固体强度高、加固质量均匀、加固体形状可控的特 点，故选择高压摆喷桩。 但由于高压摆喷桩造价较高．工期较长．因此不能单独解决基础 处理问题．为了节省投资、加快工程进度。该工程采用高压摆喷桩对打 不到设计高程的水泥土搅拌桩下部进行加固处理，以便形成围封．解 决地基地震液化问题 高压摆喷桩施工工序图 ４．２．１喷射施工参数 根据现场试验来确定适合本工程的具体施工参数。建议施工参 数：采用老三管工艺施工，粗颗粒地层段水、气、浆液压力取大值，提升 速度、摆速取小值。 参数 水压 浆压 气压 浆量 气量 水量 提速 水泥浆 转速 名称 Ｍｐａ Ｍｐａ Ｍｐａ Ｌ／ ｍ Ｌ／ａｒｉｎ ｍｉｎ ｍｌｎ 容重ｇ／ １０－ ｆ０．８— ０．６— Ｏ．８— 数值 ３４－３８ ０．４－０．６ ０８ ．７０ １．Ｏ ７５ １５ １．５一１．６ １．０） Ｖ ４．２．２施工工艺 ①地面试喷：钻孔验收、高喷台车就位并对准孔Ｉ：３后，首先应进行 地面试喷。 ②开喷：喷射管下到设计深度后，拌制水泥浆液，供浆、风水开喷。 等各压力参数和流量参数均达到要求．且孔Ｅｌ已返出水泥浆液时．即 可按设计的提升速度进行旋转喷射灌浆 ③高喷灌浆应保持全孔连续一次作业，作业中拆卸喷射管等停顿 后．重复喷射灌浆长度不小于０．３ｍ。 ④在高喷灌浆过程中。出现压力突降或骤增，孔口回浆浓度和回 ４．高压摆喷桩施工 浆量异常．甚至不返浆等情况时．查明原因后及时处理。 ４．１钻孑Ｌ施工工艺 ⑤当孔内出现严重漏浆，应采用以下措施处理： 应停止提升，向孔内冲填粗砂、土等堵漏材料，并降低水压力、流 （１）按水利水电工程高压喷射灌浆技术规范要求，结合本工程地 在喷射水流中掺加速凝剂．加大浆液密度或进行原地灌水泥砂浆、 层情况，每３０个钻孔做一个先导孔，密切注意地层变化，并采取芯样， 量．水泥粘土浆 孔口冒浆正常后．方可继续提升。 核对地层 （２）钻孑Ｌ施工工艺： ⑥供浆正常情况下．孔口回浆密度变小，不能满足设计要求时，拟 ①钻孔方法：采用泥浆护壁、回转钻进的方法施工。 采取加大进浆密度的措施予以处理。 ⑦如灌浆过程中发生串浆，则首先填堵被串孔，（下转第２５６页） ②钻孔直径和深度。