陶月长 张涛
中国十七冶集团路桥工程技术公司，安徽马鞍山 243000
摘要：三重管高压旋喷桩加固土体质量、可靠性好，具有增加地基强度，提高地基承载力、止水防渗，防止砂土液化和降低土的含水量等多种功能。本文结合市政工程顶管沉井止水帷幕施工，采用引孔加三重管进行沉井止水帷幕施工。本文主要阐述引孔加三重管旋喷桩施工技术质量控制要点，并对其施工应用进行总结分析。
关键字: 引孔；三重管高压旋喷桩；止水帷幕；质量控制
1、概述
以某市政工程雨污水沉井土体加固处理为高压旋喷桩止水帷幕施工为例。该工程沉井止水帷幕原设计图纸采用双排单管Φ50间距40cm高压旋喷桩。
地勘报告所述该段地形平坦、开阔，微有起伏岩土类别分别为杂填土、粉质粘土、圆砾：杂填土（Q4ml)褐色-褐黄色，以粘性土为主，含有碎石、砖渣及生活垃圾等杂物，局部含有少量淤泥质杂填土，人工填积，结构松散，稍湿-湿，层厚1.6～7.4米。按原设计图纸单管无法施工，故按照设计变更文件，采用引孔+三重管法。
2、施工工艺特点
引孔+高压旋喷桩加固地基的机理是先利用地质钻机进行引孔，再通过旋喷机将带有喷嘴的注浆管放入（或钻入）至土层的预定位置后，通过地面的高压设备使装置在注浆管上的喷嘴喷出20MPa以上的高压射流冲击切割地基土体，同时，钻杆以一定的速度渐渐向上提升，将浆液与土粒强制搅拌混合，水泥浆液凝固后在土体中形成具有一定强度的固结体，以达到改良土体的目的。
3、施工控制要点
3.1桩位测设
根据设计的施工图和坐标网点测量放出施工轴线。在施工轴线上确定孔位，编上桩号、孔号、序号，依据基准点进行测量各孔口地面高程。桩位应严格按照图纸设计测设，偏差不得大于50mm，并开设导流、导向槽。
3.2确定工艺参数
（1）案例中止水帷幕高压旋喷桩Φ50cm间距40cm，桩体需进入不透水层不小于1m。
（2）注浆施工技术要求：
1）止水帷幕注浆采用三重管法。
2）旋喷注浆，采用强度等级为42.5级的普通硅酸盐水泥，止水帷幕水泥浆液的水灰比宜为0.8。
3）喷射孔与高压注浆泵的距离不大于50m，钻孔位置偏差为±50mm，垂直度允许偏差为±1%。
4）当喷射注浆管贯入土中，喷嘴达到设计标高时，即可喷射注浆。在喷射注浆参数达到规定值后，随即按旋喷工艺要求提升喷射管，由下而上旋转喷射注浆。
5）施工中应严格按照施工参数和材料用量施工，用浆量和提升速度采用自动记录装置，并做好各项施工记录。
（3）为保证施工质量应严格遵守试桩要求，在展开大批量制桩前进行试桩，以校验施工工艺参数是否合理。经试桩验证高压旋喷桩工艺参数切实可行，试桩质量高，则按照各项控制参数进行高压旋喷桩的后续施工。
3.3钻机钻孔
（1）钻机就位。钻机主钻杆对准孔位，用水平尺测量机体水平、立轴垂直，钻机要垫平稳牢固。
（2）钻孔口径应大于喷射管外径20～50mm，以保证喷射时正常返浆、冒浆。
（3）施工场地勘察资料不详时，每间隔20m布置一先导孔，查看终孔时地层变化。
（4）造孔每钻进5m用水平尺测量机身水平和立轴垂直1次，以保证钻孔垂直。
（5）钻进过程中随时注意地层变化，对孔深、塌孔、漏浆等情况，要详细记录。
（6）钻孔终孔深度应大于开喷深度0.5～1.0m，以满足少量岩粉沉淀和喷嘴前端距离。终孔后将孔内残留岩芯和岩粉捞取置换干净。
（7）孔深达到设计深度后，应进行孔内测斜，孔深小于30m时，孔斜率不大于0.5%。
（8）测量孔深:钻孔终孔时测量钻杆钻具长度。
3.4下喷射管
钻孔经验收合格后，方可进行高压喷射注浆，下喷射管前检查以下事项：
（1）测量喷射管长度，测量喷嘴中心线是否与喷射管方向箭一致，喷射管应标识尺度。
（2）将喷头置于高压水泵附近，试压管路应小于20m，试喷调为设计喷射压力。
（3）施工时下喷射管前进行地面气、浆试喷，即设计喷射压力＋管路压力。
（4）设计喷射压力＋管路压力为施工用的标准喷射压力，更换喷嘴时重新调试。
（5）摆喷施工下喷射管前，应进行地面试喷并调准喷射方向和摆动角度。
（6）在下喷射管过程中，为防止泥砂堵塞喷嘴，可边射水、边插管，水压力一般不应过高，否则易将孔壁射塌。
3.5搅拌制浆
搅拌机的转速和拌和能力应分别与所搅拌浆液类型和灌浆泵的排浆量相适应，并应能保证均匀、连续地拌制浆液。保证高压喷射注浆连续供浆需量。本段高压旋喷桩施工采用单管法，采用P.O 42.5级普通硅酸盐水泥，水泥浆液的水灰比1.0：1.2。高压旋喷在浆液使用前，检查输浆管路和压力表，保证浆液顺利通过输浆管喷入地层。
3.6喷射作业
高压喷射注浆法为自下而上连续作业。
（1） 当注浆管下至设计深度，喷嘴达到设计标高，即可喷射注浆。
（2）开喷送入符合设计要求的气和水泥浆，待浆液返出孔口正常后，开始提升。
（3）高压喷射注浆喷射过程中出现压力突降或骤增，必须查明原因，及时处理。
（4） 喷射过程中拆卸喷射管时，应进行下落搭接复喷，搭接长度不小于0.2m。
（5）喷射过程中因故中断后，恢复喷射时，应进行复喷，搭接长度不小于0.5m。
（6）喷射中断超过浆液初凝时间，应进行扫孔，恢复喷射时，复喷搭接长度不小于1m。
（7）喷射过程中孔内漏浆，停止提升，直至不漏浆为止，继续提升。
（8） 喷射过程中孔内严重漏浆，停止喷射，提出喷射管，采取堵漏措施。
3.7冒浆
在旋喷过程中，往往有一定数量的土颗粒，随着一部分浆液沿着注浆管管壁冒出地面，通过对冒浆的观察，可以及时了解土层状况，判断旋喷的大致效果和断定参数合理性等，根据经验，冒浆（内有土粒、水及浆液）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。
（1）流量不变而压力突然下降时，应检查部位的泄漏情况，必要时拔出注浆管，检查其封密性能。
（2）出现不冒浆或断续冒浆时，若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，或拔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。
（3）减少冒浆的措施：冒浆量过大的主要原因，一般是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的浆量所致。
3.8充填回灌
每一孔的高压喷射注浆完成后，孔内的水泥浆很快会产生析水沉淀，应及时向孔内充填灌浆，直到饱满，孔口浆面不再下沉为止。终喷后，充填灌浆是一项非常重要的工作，回灌的好与差将直接影响工程的质量，必须做好充填回灌工作。
（1） 将输浆管插入孔内浆面以下2m，输入注浆时用的浆液进行充填灌浆。
（2）充填灌浆需多次反复进行，回灌标准是:直到饱满，孔口浆面不再下沉为止。
（3）应记录回灌时间、次数、灌浆量、水泥用量和回灌质量。
3.9清洗结束
每一孔的高压喷射注浆完成后，应及时清洗灌浆泵和输浆管路，防止清洗不及时不彻底浆液在输浆管路中沉淀结块，堵塞输浆管路和喷嘴，影响下一孔的施工。
4、施工应用总结
通过多次试桩总结、确定了施工参数：（1）注浆压力：20MPa；（2）钻杆转速18r/min，钻杆提升速度为15cm/min；（3）注入地层内的水泥量约为520~550kg；（4）喷浆量约为43.8L/min。在整个工程施工期间严格管控，顺利完成了旋喷桩施工作业。
（1）做好前期准备工作
在施工前期，需认真进行施工方案的编制，经监理审批，确保了施工方案的完整可行。提前做好施工中的工机具的选择确定工作，做好工程开工前的全部准备工作。
（2）施工阶段的管理控制
施工过程中，技术管理人员积极的在现场进行指导，严格按照施工方案施工，对于工程中每道施工工序，如：桩位放样、浆液配备、注浆量控制等全过程监督旁站。在工程大干期间，合理调整上班时间，加班加点，拼抢节点，不耽误下一道工序的正常施工。严格控制施工质量，过程中出现的问题，认真分析原因，制定处理措施，确保施工进度及质量安全。
5、结束语
采用引孔加三重管旋喷桩施工工艺，相比单管、双管桩，一是施工速度快、不易卡钻，二是成桩质量高；特别是针对地下水丰富、砂砾层厚等不良地质，采用引孔加三重管旋喷施工组合工艺，能有效保证施工质量和安全。
参考文献：
［1］中华人民共和国国家标准，建筑地基基础工程施工质量验收规范（GB50202-2002）.北京：中国计划出版社，2002.
［2］杨雪军、姜炜华.2009.超深三轴搅拌桩止水帷幕关键技术在深基坑中的应用[J].地下工程与隧道.