浅谈三重管高压旋喷桩在止水帷幕中的应用

浅谈三重管高压旋喷桩在止水帷幕中的应用

摘要：三重管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、减少建筑档支土压力、防止砂土液化和降低土的含水量等多种功能。本文主要阐述了三重管旋喷桩的工作原理，并对其施工技术、施工要点进行了分析，对施工后的质量保证措施和施工机械安全控制措施展开了探讨。

关键词：三重管旋喷桩；止水帷幕；措施

三重管旋喷桩因其喷射压力高，成桩直径大，施工质量稳定而适用于较为复杂地质条件中。特别是工程地质情况复杂、地下障碍物多，设计采用三重管旋喷桩为深基坑止水帷幕。

1三重管高压旋喷桩施工原理

旋喷法施工是利用钻机把带有特殊喷嘴的注浆管钻进至地层的预定位置后，用高压脉冲泵，将水泥浆液通过钻杆下端的喷射装置，向四周以高速水平喷入土体，借助流体的冲击力切削土层，使喷流射程内的土体遭受破坏。与此同时，钻杆一面以一定的速度（20r/min）旋转，一面低速（15～30cm/min）徐徐提升，使土体与水泥浆充分搅拌混合，胶结硬化后即在地基中形成直径比较均匀、具有一定强度（0.5～8.0MPa）的桩体，从而使地层得到加固。

三重管是以三根互不相通的管子，按直径大小在同一轴线上重合套在一起，用于向土体内分别压入水、气和浆液。其中内管由泥浆泵压送2MPa左右的浆液；中管由高压泵压送20MPa左右的高压水；外管由空压机压送0.5MPa以上的压缩空气；空气喷嘴套在高压水嘴外，在同一圆心上。三重管由回转器、连接管和喷头三部分组成。

2三重管旋喷桩施工技术

2.1施工准备

清理施工现场的地下、地面障碍物，场地平整度基本要求±100mm，对地下障碍物尽量清除，以免影响施工效率，场地平整标高应比设计确定的桩头标高再高出不少于1000mm。依据施工总平面图、设计图纸编制施工方案，确定施工工艺，安排好打桩施工流水。

2.2参数确定

设计要求采用三重管高压旋喷桩，设计桩径800Mm，桩中心距600mm，水泥采用32.5级普通硅酸盐水泥，施工主要技术参数如下：

①空气压力0.7Mpa；②高压清水压力25Mpa；③水泥浆压力3.0Mpa；④水灰比0.8；⑤提升速度10cm/min。

施工时根据设计要求，结合地层情况，会同设计、监理一起根据试桩情况选择合适的施工参数，确保成桩质量达到设计要求。

2.3施工要点

（1）旋喷施工应间隔2～3孔跳孔施工。

（2）施工过程中应对附近地面、地下管线的标高进行监测，当标高的变化值大于±10mm时，应暂停施工，根据实际情况调整压力参数后，再行施工。

（3）制作浆液时，水灰比要按设计严格控制，不得随意改变。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。浆液搅拌完毕后送至吸浆桶时，应有筛网进行过滤，过滤筛孔要小于喷嘴直径1/2为宜。

（4）开始时，先送高压水，再送水泥浆和压缩空气，在一般情况下，压缩空气可晚送30s。在桩底部边旋转边喷射1min后，再进行边旋转、边提升、边喷射。

（5）喷射时，先应达到预定的喷射压力，喷浆量后再逐渐提升注浆管。中间发生故障时，应停止提升和旋喷，以防桩柱中断，同时立即进行检查，排除故障；如发现有浆液喷射不足，影响桩体的设计直径时，应进行复核。

（6）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。对需要扩大加固范围或提高强度的工程可采取复喷措施，即先喷一遍清水，再喷一遍或两遍水泥浆。

（7）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。

（8）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。

（9）喷到桩高后应迅速拔出浆管，用清水冲洗管路，防止凝固堵塞。相邻两桩施工间隔时间应不小于48h，间距应不小于4～6m。

（10）旋喷深度、直径、抗压强度和透水性应符合设计要求。

2.4冒浆处理

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，判断旋喷施工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）量超过25%或完全不冒浆时，应查明原因，并及时采取措施。

1）流量不变而压力突然下降时，应检查泄漏情况；必要时拔出注浆管，检查其密封性能。

2）出现不冒浆或断续冒浆时，如为土质松软则视为正常现象，可适当地进行加强复喷；如为附近有空洞、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）冒浆量过大的主要原因，一般是注浆机有效喷射半径与成桩不匹配，注浆量大大超过旋喷固结所需的浆量所致，宜采取的措施为：提高旋喷压力（喷浆量不变）；适当缩小喷嘴直径（旋喷压力不变）；加快提升和旋转速度。

3工程质量保证措施

1、施工人员要熟悉图纸、技术交底文件，严格按设计图纸及有关操作规范进行施工。

2、各项工程、各道工序要严格按规范、规程施工，做到一丝不苟、不偷工减料，不粗制滥造。

3、各工作环节设专人检测施工参数，制定班组自检自纠制度，接受甲方及监理人员的随机检查，确保工程质量，杜绝隐患。

4、进场的水泥必须有深圳市颁发的准用证，每批水泥进场必须有厂家合格证，并按规定现场抽样送质量检测部门检测，合格后才能投入使用。

5、及时、齐全、真实、正确积累原始资料，并定时向甲方及监理报送符合验收标准的有关资料。

6、隐蔽工程要经甲方及监理人员验收签证后方可进行下一道工序施工。

7、采用信息化动态施工方法进行技术管理，进行严密监测，及时反馈信息，以便采取有效措施解决施工中存在的问题。

8、施工过程中应作好检测记录，发现问题应及时补救，直至满足设计要求。

4施工机械安全控制措施

(1)施工现场实施机械安全管理及安装验收制度，机械安装要按照规定的安全技术标准进行检测。所有操作人员要持证上岗。使用期间定机定人，保证设备完好率。

(2)施工过程中严格执行国家颁布的安全生产操作规程及有关规定，严禁违

章指挥、违章操作。

(3)机械设备的操作人员，不仅要有熟练的操作技能，了解注浆全过程及旋喷注浆性能，而且均经过培训并持证上岗，另外机械设备必须专人操作、专人负责。

(4)电动机械设备，经过安全部门检查合格后，并取得合格证的方能投入使用，否则不准送电运转。

(5)各种专用机械有可靠的安全防护装臵，由使用者专门负责。

5总结

三重管高压旋喷桩止水帷幕施工是用钻杆钻至预定深度后．用高压水射流和外围环绕的气流同轴喷射冲切破坏土体，在高压水射流的喷嘴周围加上圆筒状的空气射流，进行水、气

同轴喷射，可以减少射流与周围介质的摩擦，避免水射流过早雾化，增强水射流的切割能力喷嘴边旋转喷射，边提升，在地基中形成较大的负压区，用低压泵同时压入水泥浆液充填空隙，在土层中形成直径较大、强度较高的圆柱体，以达到改良土壤加固地基和止水防渗的目的。