李树浩
东莞市长安镇水务工程运营中心
摘要：随着社会经济快速发展，河道两岸农田被开发建设，河道集水面积缩小，汛期暴雨洪水涌向河道下游排站，造成下游排站满足不了现状需求，许多城市开展了河道、排站综合整治。长安排涝站拦污闸工程由于地处珠三角地区，地质条件复杂，地基较为软弱，选择合适的软基处理方法是保证工程质量安全、经济、满足工期要求并实现预期目标的关键。高压旋喷桩是处理软弱地基常用的一种方法，具有施工方便、桩体位置形状灵活、耐久性好的优点，能解决常规处理方法占地广、机械移动不便、地质复杂等难题。因此，本文结合长安镇长安排涝站拦污闸抢险工程，对高压水泥旋喷桩在排站拦污闸工程中的施工应用进行了分析。
关键词：高压旋喷桩技术；淤泥质土；施工运用；
工程概况：长安排涝站现状拦污闸总宽度30m，采用电动启闭，人工清淤，拦污闸水下部分的钢结构严重腐蚀，存在垮塌的危险；同时由于现状的拦污闸只有一道拦污闸，导致检修的时候很多垃圾进入前池，从而被水泵吸进去，严重影响水泵的安全运行。为了确保安全运行，更好的发挥长安排涝站的作用，很有必要对现状的拦污闸进行改造。本工程包括：进水口、拦污闸、前池、导水墩以及其他临时工程。拦污闸设置6孔每孔宽3米、每道拦污闸设置2道拦污闸，拦污闸底板高程-1.80，工作桥高程3.20，上部结构为钢架结构。本工程等级为III等，工程规模为中型，主要建筑物为3级，次要建筑物为4级。
一、高压旋喷桩复合地基施工方法
1.1 技术选择
按照喷射构造特点，高压旋喷桩技术分为单管旋喷技术、双管旋喷技术和三管旋喷技术。单管旋喷技术利用高压浆泵直接压送浆液，喷出的浆液冲击破坏土体，浆液与剥离的土粒混合，凝固后形成0.5～0.9m的桩体，这种技术容易控制，施工速度较快，施工成本较低。双管旋喷技术利用2个管道分别输送压缩空气和浆液，在两者共同作用下，破坏土体能量更高，桩径可达0.8～1.5m。三管旋喷技术通过3个管道分别输送水、气、浆，破坏土体能量比双管旋喷技术还高，桩径可达1.0～2.0m。本工程施工场地周边有高架桥、高速路，施工高度受到限制，施工场地狭小，工程场地淤泥厚度大、受到双向力等因素，选择单管旋喷技术，桩径为600mm，间距为450mm，采用跳打法施工，排数为1排，加固深度17..1～17.7m。水泥采用强度等级42.5MPa的复合硅酸盐水泥，水灰比为1:1。
1.2 工艺流程
主线流程：施工准备→测量放样→钻机就位→下喷射管→旋喷提升→成桩→移至下一孔位。制浆流程：材料准备→材料计量→搅浆拌合→过滤→至喷射管。废浆处理：废浆排放→沉淀→废水、沉渣外运。
1.3 施工准备
正式施工前，应做好如下准备工作：（1）“三通一平”，通水，通电，通路，平整场地，并且配备必要的临设，还要准备废水、废浆、固废的回收处理设施，以满足环保要求。（2）物质、设备、人员的准备。水泥要做好防潮措施，并控制储存时间。外加剂（减水剂、速凝剂、早强剂）也要妥善保管，并在使用前进行试验复检。主要设备包括回转冲击式钻机、提升台车、灌浆泵、搅拌机、单管喷射装置、发电机等。人员包括制浆2人、钻孔注浆2人、排浆2人、技术员1人、安全员1人和施工队长1人，采用8h一班工作制。（3）通过试桩试验确定工艺参数：钻孔孔径600mm，水泥浆密度1.4～1.5g/cm3，孔口回浆密度1.35g/cm3，喷嘴2个，注浆压力为25～30MPa，喷浆流量为80～120L/min，喷射管提升速度为20cm/min，旋转速度为20r/min。本次试桩实验对收集高压旋喷桩成桩参数起到基础作用。（4）技术准备，包括收集地勘报告、技术标准、土工试验报告、载荷报告及制定施工方案等。（5）场地准备，包括搭设作业平台及开挖排浆沟、沉淀池等。
1.4 测量放样
按照设计图纸对桩位的要求在现场放样，分别标记出先导孔、1序孔和2序孔的位置，放样精度控制在1cm以内。
1.5 钻机就位
在设计孔位上安装钻机，钻机安放在设计孔位上保持垂直，旋喷管倾斜度控制在1.5%以内。
1.6 钻孔
调校好钻机，并将钻机、平台与地基锚固起来。钻进时采用套管和泥浆护壁。钻进过程中注意检查钻杆垂直度，发现偏斜，及时纠正。钻完孔，取出套管时往管内灌入泥浆，以防管壁坍塌。护壁泥浆采用膨润土配制，泥浆密度1.1～1.2g/cm3，黏度20～25s,p H值为7～9。
1.7 制浆
浆液按水泥：水=1:1的比例配制，并加入AJ无碱液体速凝剂（掺用量为水泥用量的1%～3%）和UNF系列萘系减水剂（粉剂型，掺用量为水泥用量的0.5%）。水泥按重量计量，水按体积计量，在搅拌机中搅拌3～5min，用1002型泥浆密度计测量浆液密度，用马氏漏斗检测浆液黏度，符合工艺要求即可过滤并放入储罐中。储罐中有低速搅拌器，可防止浆液沉淀、离析。
1.8 下喷射管
下喷射管前，先在地面用清水作为介质进行试喷，以防喷嘴堵塞。然后用胶布缠绕包裹喷孔，避免下管过程中泥沙堵塞了喷孔。喷射管下到设计深度，启动灌浆泵，在原地旋转静喷1～3min，灌浆孔口回浆后再提升喷射管。
1.9 旋喷提升
喷射管一边旋转一边提升，控制灌浆孔口回浆量为灌浆量的10%～15%之间。同时做好记录，以绘制作业曲线。喷射管提升至设计标高，完成喷浆作业。移出喷射管，用清水冲洗管路，要到洗出液澄清为止。充填灌浆;完成灌浆后，随着浆体凝结硬化，桩体顶部产生凹陷，可采用与旋喷桩同样配比的浆液进行静压充填灌浆，至孔口浆面不再下降为止。移机至下一桩位。
二、高压旋喷桩施工质量控制及常见问题
2.1施工前准备
在高压旋喷桩正式开始施工前，要认真做好施工准备工作。与场地大、地基基础好的工程相比，其间应重点做好以下准备工作：针对既有高架桥桥墩、路基等既有设施，应做好防护，避免因施工对其产生干扰或破坏；认真核对工程地质资料，针对不同地层，确定具体桩长、桩径、布设形式、喷射压力，选取喷射机具和喷射方式，并进行现场试桩试验，确定施工参数和工艺，养护过后进行钻芯取样，确定成桩效果；做好既有桥墩、路基的监测，包括水平位移、沉降监测。根据相关规定：观测频次不少于2h/次，当路基水平位移或垂直位移变化量大于2mm/d，或累计变化量大于10mm时，必须停止施工，加固桥墩，并等到桥墩稳定后方可继续施工。施工结束后，应继续加强观测，时间不少于3d，频次不少于2次/d。
三、桩体质量控制与常见问题处理
3.1 质量控制
3.1.1 原材料质量控制
进场原材料，如水泥、外加剂、膨润土等，均须有出厂合格证。进场后见证取样复检，复检合格才能使用。原材料必须在保质期内使用，逾期必须重做试验或降级使用，不能使用受潮水泥。配制的浆液必须在凝结前用完，有凝结现象的浆液做报废处理。
3.1.2 钻孔质量控制
钻进过程中，经常检查钻机的稳定性、钻杆的垂直度。孔斜度采用JJX-3A1型数字测斜仪检测，成孔偏斜率不超过1%，孔深达到设计深度或进入持力层0.5m以上。
3.1.3 喷浆质量控制
喷浆过程中严格根据试桩试验结果确定的施工参数和工艺操作，检查浆液的初凝时间、注浆压力、注浆流量、旋转速度、提升速度、风量等，并全程做好记录。
3.2 常见问题处理
3.2.1 接、卸换管操作
接、卸换喷射管时，动作要快，以免塌孔和堵喷嘴。接、卸换管后，下管深度应比停喷前低20～50cm，以保证复喷桩体搭接良好。
3.2.2 压力骤降或突升
喷浆过程中，出现压力骤降但流量基本稳定现象，可能是设备管路中密封破坏，应停喷作业，检查密封性；出现压力突升而流量骤减现象，可能是喷嘴堵塞了，应拔出喷射管进行检查，同时检查浆液有无异常。
3.2.3 喷浆过程突发故障
喷浆过程中发生故障后，应立即停止喷浆、旋转和提升，马上检查，以排除故障，不可带故障喷浆，以免桩墙中断或不连续。如果因为故障喷浆不足，应作复喷处理。
3.2.4 冒浆过多
正常情况下，冒浆量是灌浆量的10%～15%。如果冒浆量过大，一般是有效喷射范围与灌浆量不适应的问题，可以采用提高灌浆压力、加快提升与旋转速度的方法来解决。
3.2.5 严重漏浆
严重漏浆表现为不冒浆，一般是由于地层中存在较大空隙引起的，可以在浆液中掺加砂子增加稠度，或提高速凝剂含量加快浆液凝结来解决。
3.2.6 串浆
串浆是指相邻孔的浆液串通了，应先填塞被串孔，再对串浆孔喷浆。
3.3 成桩效果
本工程开挖检查、标贯试验、钻芯检查等均合格，经建设单位、设计单位、监理单位几方代表确认，所检项目达到设计要求和相关标准规定，准予验收。
结束语：
在水利工程中经常遇到软弱地基处理问题，高压水泥旋喷桩就是处理软弱地基的常用方法。虽然这种方法具有施工简便、适应地层能力强、耐久性好、效率高的优点，但如果不注意施工参数、工艺与质量的把控，会出现断桩、不成桩等问题，因此高压水泥旋喷桩的施工仍需要根据地质条件、施工条件，采用合理的技术方法，这样才能获得预期效果。
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