在土坝地基防渗墙中高压旋喷桩运用的重要性

　　摘要：本文结合工程实例，主要说明三重管法旋喷法在土坝地基防渗中施工运用的重要性，以此当作类似工程的借鉴。

　　关键词：高压旋喷桩,三重管法

　　0前言

　　在施工过程中高压旋喷注浆具有加固体强度高、加固质量均匀、加固体形状可控的特点, 已成为国内外工程界普遍接受的、多用、高效的地基处理方法。旋喷桩可根据工程情况和机具条件采用单管法、二重管法和三重管法三种，工程应用较多的为单管法和三重管法。

　　1、工程概况

　　本文以某水利工程施工过程为例。此水利枢纽左岸土坝地基防渗墙高压旋喷桩共 77 孔，编号依次为 C1～C41，桩号 BH0-020.00～BH0-095.80，孔顶高程为原地面高程以下 0.5m(17.00m);右岸土坝段防渗墙高压旋喷桩共 61 孔，编号依次为 E1～E61，起讫桩号为BH0+439.51、BH0+500.41，孔顶高程为 17.5;下游厂坝区防渗墙高压旋喷桩共 147 孔，编号依次为 F1～F147，起讫桩号为 BH0+438.034、BH0+494.839，孔顶高程为 17.5。采用单排高压旋喷桩(三重管法)套接防渗墙方案，孔底高程为全风化层以下 2m。

　　2、三重管法旋喷法高压旋喷桩的施工

　　2.1 施工主要材料：水泥采用 32.5 强度等级普通水泥，水灰比为 1：1。为消除离析，再加入水泥用量 3%的陶土、0.9‰的碱。浆液在旋喷前 1h 以内配制，使用时滤去硬块、砂石等，以免堵塞管路和喷嘴。

　　2.2 主要机具设备包括：高压泵、钻机、浆液搅拌器等;辅助设备包括操纵控制系统、高压管路系统、材料储存系统以及各种管材、阀门接头安全设施等。其他搅拌管、各种压力、流量仪表等控制压力流量;因为采用三重管法所以还配备搅拌罐(一次搅拌量 3.5m)3、旋转及提升装置、吊车、集泥箱、指挥信号装置等。

　　2.3 旋喷灌浆施工参数见表 1：

　　2.4 施工过程。

　　2.4.1 定孔、设备调校：将使用的钻机安置在设计孔位上，是钻杆头对准孔位中心，为使钻孔达到设计要求的垂直度，钻机就位后作水平校正，使钻杆轴线垂直对准钻孔中心位置。旋喷注浆管的允许倾斜度不得大于 1%。

　　2.4.2 钻孔：在设计桩为中心先用钻机钻一为旋喷管插入用的导孔，钻孔的位置与设计位置的偏差不得大于 50mm，孔深须达到预定深度。实际孔位、孔深和每个钻孔内的地下障碍物、洞穴、涌水、漏水及岩土工程勘察报告不符等情况均应详细记录。

　　2.4.3 插管：插管是将喷管插入地层预定的深度。使用 76 型振动钻机钻孔时，插管与钻孔两道工序合二为一，即钻孔完成时插管作业同时完成。如使用地质钻机钻孔完毕，必须拔出岩芯管并换上旋喷管插入到预定深度。在插管过程中，为防止泥砂堵塞喷嘴，可边射水、边插管，水压力一般不超过 1MPa，若压力过高，则易将孔壁射塌。

　　2.4.4 喷射作业：当喷管插入预定深度后，由上而下进行喷射作业，技术人员必须时刻注意检查浆液初凝时间、注浆流量、风量、压力、旋转提升速度等参数是否符合设计要求，并随时做好记录，绘制作业过程曲线。

　　2.4.5 冲洗：喷射施工完毕后，应把注浆管等机具设备冲洗干净，管内机内不得残存水泥浆。通常把浆液换成水，在地面上喷射，以便把泥浆泵、注浆管和软管内的浆液全部排除。

　　2.4.6 移动机具将钻机等机具设备移到新孔位上。

　　2.5 三重管法旋喷法工艺流程为：(1) 先用振动打桩机将带有活动桩靴的套管打入土中，然后将套管拔出一段，拔出地面高度大于拟旋喷的高度，然后拆除上段套管;(2)安放钻机和慢速卷扬机，用以旋转和提升旋喷管;(3)将旋喷管通过钻机盘插入孔内;(4) 接通高压管、水泥浆管、空压管，开动高压泵、空压机和旋转钻机进行旋喷。用仪表控制压力、流量、风量。当分别达到预定数值时开始提升;(5)继续旋喷和提升直至预定的旋喷高度为止;(6)拔出旋喷管和套管。

　　2.6 施工注意事项

　　2.6.1 钻机就位后，应进行水平和垂直校正，钻杆应与桩位一致，偏差应 10mm 以内，以保证桩垂直度正确。

　　2.6.2 在旋喷过期作废程中往往有一定数量的土粒随着一部分浆液沿注浆管壁冒出地面，如冒浆量小于注浆量 20%，可视为正常现象，超过者划出现不冒浆时，应查明原因，采取相应的措施。通常冒浆量过大是有效喷射范围与注浆量不适应所致，可采取提高喷射压力，适当缩小喷嘴孔径，加快提升和旋喷速度等措施，来减少冒浆量;不冒浆大多是地层中有较大空隙所致，可采取在浆液中掺加适量的速凝剂，缩智固结时间或增大注浆量，填满空隙，再继续正常旋喷。

　　2.6.3 在插管旋喷过程中，要防止喷嘴被泥砂堵截塞，水、气、浆、压力和流量必须符合设计值，一旦堵塞，要拔管清洗干净，再重新插管和旋喷。插管时应采取边射水边压力控制在 1MPa，高压水喷嘴要用塑料布包裹，以防泥土进入管内。

　　2.6.4 钻杆的旋转和提升应连续进行，不得中断;下拆卸钻杆伸入下节有 100mm 以上的搭设长度，以免桩体脱节。钻机发生故障，应停止提升钻杆和旋喷，以防断桩，并应立即检修排除故障;为提高桩的承截力，在桩底部 1m 范围内应适当增加旋喷时间。作为端承桩应深入持力层 2m 为宜。

　　2.6.5 相邻桩施工间距宜大于 4m，相邻两桩间距较小(

　　2.6.6 桩的质量检验应在旋喷施工结束 4周后进行。

　　3、结语

　　实践表明，高压旋喷桩对淤积、粘土、黄土、砂土和人工填土等地基都有良好的处理效果。但对于含有较多的大粒径块石，因喷射可能受到阻碍，冲击破坏急剧下降，影响处理效果。因此，在进行旋喷时，应根据当地的情况，现场作好试验，以便达到预期的目的。

《在土坝地基防渗墙中高压旋喷桩运用的重要性》

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