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[摘 要] 利用单管高压旋喷进行软土地基处理，改变软土地基的不均匀性和渗透性，提高软土地基的承载力和帷幕止水能力，具有广阔的发展前景，本文着重探讨了高压旋喷桩的止水能力和提高软土地基承载力的方法以及工艺技术。
[关键词] 施工参数 浆液配置 孔位测放 成孔喷浆 桩顶处理
0、引言
1999年九江大堤险情万分，我公司被派去进行大堤加固工作，在多家单位抢险施工段中，我项目部施工段质量最好，速度最快，施工方案最简。
1、加固原理及适用范围
单管高压旋喷桩是利用钻机成孔到预定深度，然后利用高压泵把浆液通过钻杆端头的特殊喷嘴高压喷射出去，借用高压喷射的浆液切削土层并通过缓慢旋转的喷嘴和提升速度使得浆液与切削下来的土层紧密结合，一部分细小的土粒被喷射的浆液所置换，随着浆液液流被带到地面上，其余的土粒与浆液搅拌混合，在旋喷动压、离心力、重力的作用下，沿横断面上土粒按质量大小有规律的排列起来，小颗粒
在中部居多，大颗粒在外侧或边缘，形成了以浆液为主体，与土体搅拌混合、压缩和渗透等部分，经过一段时间便凝固成强度较高、渗透系数较小的固结体。在喷射的有效范围内形成一个大致成圆形的凝固状桩体，从而使地基得以加固。它具有噪音小、振动低、施工速度快、机械化程度高、质量可控、对周边土层扰动小、成本低等优点。适用于人工填土，淤泥及淤泥质土，粉土、砂土及粘性土层，广泛应用于堤、坝加固止水、基坑支护、地基处理等。
2、施工技术
单管高压旋喷桩适用范围虽广，但其施工技术是大同小异的，下面通过工程实例来对其施工技术进行总结。
2.1工程实例
九江某大堤段因地表下6-12米范围内普遍存在着透水性相当好的粗砂，其结构松散，导致坝体强度不高，抗洪防渗能力差，在98年长江特大洪水侵袭中，产生多次管涌、渗水从而形成内涝严重。99年国家对该段江堤进行了加固处理。
2.1.1土层概况
施工区域土层为第四系土层，多为填土，坝下地层以粉土和粉砂为主，渗透系数较高，抗洪防渗能力差，按岩土形成的沉积顺序自上而下描述如下表：
施工段地下水随江水及季节变化而变化，当地地下水和土以及建筑材料对混凝土无腐蚀性。
2.1.2设计要求
根据施工段长期渗水，我方设计采用单管高压旋喷进行封闭止水。设计参数如下：
1）在闸口内侧离墙1.5米布设一道连桩式单管桩，孔距500mm，孔径42mm，孔深12米，由闸口中心向两侧各延伸10米；
2）施工参数：桩径700mm，注浆压力20~25MPa，提升速度12cm/min，转速20n/min，注浆量40~50L/min，水灰比1.2:1，孔斜＜1%H，掺12%膨胀剂，加固深度超过粉砂层1米。
3）要求施工完毕后防渗墙墙体厚度≥40mm，墙体渗透系数≤12*10-6cm/s，墙体抗压强度≥3MPa。
2.2施工技术
2.2.1设备选择
根据大堤加固情况，选用G-2A型旋喷钻机及BYT30/150型高压泥浆泵以及￠30型高压钢丝缠绕胶管等配套设备进行施工。
钻机主要配套设备有：钻机、钻杆、钻头、水笼头、高压胶管、泥浆泵以及附件等；旋喷装置主要有：钻机、导流器、钻杆、喷头、喷咀及附件等；搅拌装置有：搅拌机、储浆桶、过滤器网、胶管等；另外还有测量器具：水准仪、标尺、经纬仪、黏度器、比重器等。实践证明该设备在20多家抢险单位中施工速度最快，施工质量最好，适应野外条件最优。
2.2.2浆液配置
一般来说，旋喷加固效果主要看浆液配置极其质量的好坏。该工程选用525#普通硅酸盐水泥做浆料，按水灰比2包一搅的浆量添加膨胀剂，搅出的浆液须经2—4目的钢丝网过滤后放入1.0m3的砖砌浆液池内，浆液应均匀、流动性好、抗析水能力强、结石强度高，一般连搅连拌，浆液搅拌时间以6-10min为宜，浆液应随配随用。
2.2.3旋喷施工
①工艺流程
②测量放线
用J6经纬仪和S3水准仪及钢卷尺施放出孔位和孔口高程，并用红油漆在桩位上作标记；
③钻进成孔
钻机就位偏差≤2cm，开始钻进时应清压慢钻，进尺≥1.5m后加速,泥浆泵喷水压力控制在0.2~0.8MPa之间，孔口返浆进入泥浆循环池，成孔验收合格后进入下道工序；
④喷浆
成孔后即可进行喷浆，喷浆前可根据喷量法公式Q=H/r*q(1+B)计算好所需浆量，式中
Q：浆液量（m3）；
H：旋喷长度（m）；
r：提升速度（m/min）；
q：单位时间喷射浆液量（m3/min）；
B：浆液损失系数，取0.15。
喷浆应自下而上进行，浆液压力控制在22~25MPa之间，提升速度12cm/min，转速20r/min，注浆量40~50L/min，喷浆过程中勤测泥浆比重，泥浆比重控制在1.40~1.5左右，当喷头喷嘴离设计桩顶标高下1.5米时，应慢速提升旋喷至桩顶，往复一次，桩顶可旋喷停留数秒，再往上旋喷0.5米左右，经过这种处理后的桩头质量可靠，安全。
旋喷作业的同时，应按设计要求从孔口采集冒浆试样，每种地层不少于6组，每组3件。
⑤桩顶处理
旋喷结束后，一般桩中心质量较差，这时冒出的余浆要人工用铁锹不间断的回灌至桩孔内，直至桩孔内的液面不再下沉为止。
⑥清泵
全部结束后，应对高压胶管、喷嘴以及高压泥浆泵进行清洗，这时可将泵压力调至5-8MPa之间，转速调至900——950r/min，直至喷嘴喷出清水为止。每当施工3-5孔后，应立即拆洗泥浆活塞，并更换密封圈，加润滑油，这是保证高压泵正常工作的重要方法。
2.2.4、旋喷过程中可能出现的问题及处理方法
①流量不变，压力突然下降，应检查各部位的泄露情况；
②压力陡增超过最高阻值，流量为零，应立即停机，停机后压力仍不变动时，应检查管路和喷嘴是否堵塞？及时疏通。
③旋喷注浆过程中孔口冒浆少于注浆量的20%为正常现象，若超过20%或冒浆量陡降一致不冒浆，应采取如下措施：
a、冒浆量过大，可能是该段土层较好，可通过减少注浆量或加快提升速度和回转速度，以减少冒浆量；也可以缩小喷嘴直径，提高喷浆压力，增大固结体直径。
b、冒浆陡降或不冒浆，可能遇到大孔隙或洞穴、岩洞。此时应不提升注浆管并继续注浆，直至冒浆止或在浆液中加入速凝剂，缩短固结时间，使浆液在一定的土层范围内凝固，然后再注浆，此时注浆搭接长度应不小于350mm，以确保桩体质量。
2.2.5、资料及试验
①资料：在旋喷作业过程中应详细填写施工日志，旋喷作业报表，准确填写喷浆压力、流量、提升速度、转速以及实际用浆量，注明浆液比重，孔口冒浆情况，这对日后检查桩体质量提供了最原始、最重要的证据和分析资料。
②试验宜在28天龄期后举行，主要有开挖法、钻机取芯法、试样评定法、标准贯入法和载荷实验法以及压水试验等。
2.2.6加固效果
施工结束后，业主、监理组织有关单位，采取了开挖法检查桩体直径和桩头质量，结果单桩直径在750~800mm之间，桩头质量坚实，利用钻机取芯法检查了桩体强度，试验结果表明桩体抗压强度最大为13.8~14.5MPa。利用压水试验检验了抗渗防漏效果，测试结果表明隔水段固砂效果良好，一次性通过验收，最后该工程被评为优良工程。
3、结论
单管高压旋喷桩具有很强的生命力和广阔的市场前景，工程技术人员应根据地质情况和工程实际情况进行合理设计、应用。其参数可通过试验确定，施工过程中应严格按设计参数进行施工，不得偷工减料，否则会达不到加固效果，满足不了设计要求；并造成单管高压旋喷桩这一工艺不能适应工程工作的要求而遭到市场淘汰。因此，认真学习高压旋喷桩的工艺就显得尤为重要！确保工艺流程中的每道工序的具体实施是确保整个工程质量的重要举措，也是高压旋喷桩得以生存的唯一途径。
参 考 文 献
[1]江苏地质基桩工程公司.2003.《單管高压旋喷桩工法》[s]；
[2]孔宪立.1999.《工程地质学》[m].北京：中国建筑工业出版社。
[3]建筑施工手册编写组.1999.《建筑施工手册（上）》[m].北京：中国建筑工业出版社.
[4]2008《建筑桩基技术规范》[s].北京：中国建筑工业出版社.
[5]2003《建筑基桩检测技术规范》[s].北京：中国建筑工业出版社.■
[关键词] 施工参数 浆液配置 孔位测放 成孔喷浆 桩顶处理
0、引言
1999年九江大堤险情万分，我公司被派去进行大堤加固工作，在多家单位抢险施工段中，我项目部施工段质量最好，速度最快，施工方案最简。
1、加固原理及适用范围
单管高压旋喷桩是利用钻机成孔到预定深度，然后利用高压泵把浆液通过钻杆端头的特殊喷嘴高压喷射出去，借用高压喷射的浆液切削土层并通过缓慢旋转的喷嘴和提升速度使得浆液与切削下来的土层紧密结合，一部分细小的土粒被喷射的浆液所置换，随着浆液液流被带到地面上，其余的土粒与浆液搅拌混合，在旋喷动压、离心力、重力的作用下，沿横断面上土粒按质量大小有规律的排列起来，小颗粒
在中部居多，大颗粒在外侧或边缘，形成了以浆液为主体，与土体搅拌混合、压缩和渗透等部分，经过一段时间便凝固成强度较高、渗透系数较小的固结体。在喷射的有效范围内形成一个大致成圆形的凝固状桩体，从而使地基得以加固。它具有噪音小、振动低、施工速度快、机械化程度高、质量可控、对周边土层扰动小、成本低等优点。适用于人工填土，淤泥及淤泥质土，粉土、砂土及粘性土层，广泛应用于堤、坝加固止水、基坑支护、地基处理等。
2、施工技术
单管高压旋喷桩适用范围虽广，但其施工技术是大同小异的，下面通过工程实例来对其施工技术进行总结。
2.1工程实例
九江某大堤段因地表下6-12米范围内普遍存在着透水性相当好的粗砂，其结构松散，导致坝体强度不高，抗洪防渗能力差，在98年长江特大洪水侵袭中，产生多次管涌、渗水从而形成内涝严重。99年国家对该段江堤进行了加固处理。
2.1.1土层概况
施工区域土层为第四系土层，多为填土，坝下地层以粉土和粉砂为主，渗透系数较高，抗洪防渗能力差，按岩土形成的沉积顺序自上而下描述如下表：
施工段地下水随江水及季节变化而变化，当地地下水和土以及建筑材料对混凝土无腐蚀性。
2.1.2设计要求
根据施工段长期渗水，我方设计采用单管高压旋喷进行封闭止水。设计参数如下：
1）在闸口内侧离墙1.5米布设一道连桩式单管桩，孔距500mm，孔径42mm，孔深12米，由闸口中心向两侧各延伸10米；
2）施工参数：桩径700mm，注浆压力20~25MPa，提升速度12cm/min，转速20n/min，注浆量40~50L/min，水灰比1.2:1，孔斜＜1%H，掺12%膨胀剂，加固深度超过粉砂层1米。
3）要求施工完毕后防渗墙墙体厚度≥40mm，墙体渗透系数≤12*10-6cm/s，墙体抗压强度≥3MPa。
2.2施工技术
2.2.1设备选择
根据大堤加固情况，选用G-2A型旋喷钻机及BYT30/150型高压泥浆泵以及￠30型高压钢丝缠绕胶管等配套设备进行施工。
钻机主要配套设备有：钻机、钻杆、钻头、水笼头、高压胶管、泥浆泵以及附件等；旋喷装置主要有：钻机、导流器、钻杆、喷头、喷咀及附件等；搅拌装置有：搅拌机、储浆桶、过滤器网、胶管等；另外还有测量器具：水准仪、标尺、经纬仪、黏度器、比重器等。实践证明该设备在20多家抢险单位中施工速度最快，施工质量最好，适应野外条件最优。
2.2.2浆液配置
一般来说，旋喷加固效果主要看浆液配置极其质量的好坏。该工程选用525#普通硅酸盐水泥做浆料，按水灰比2包一搅的浆量添加膨胀剂，搅出的浆液须经2—4目的钢丝网过滤后放入1.0m3的砖砌浆液池内，浆液应均匀、流动性好、抗析水能力强、结石强度高，一般连搅连拌，浆液搅拌时间以6-10min为宜，浆液应随配随用。
2.2.3旋喷施工
①工艺流程
②测量放线
用J6经纬仪和S3水准仪及钢卷尺施放出孔位和孔口高程，并用红油漆在桩位上作标记；
③钻进成孔
钻机就位偏差≤2cm，开始钻进时应清压慢钻，进尺≥1.5m后加速,泥浆泵喷水压力控制在0.2~0.8MPa之间，孔口返浆进入泥浆循环池，成孔验收合格后进入下道工序；
④喷浆
成孔后即可进行喷浆，喷浆前可根据喷量法公式Q=H/r*q(1+B)计算好所需浆量，式中
Q：浆液量（m3）；
H：旋喷长度（m）；
r：提升速度（m/min）；
q：单位时间喷射浆液量（m3/min）；
B：浆液损失系数，取0.15。
喷浆应自下而上进行，浆液压力控制在22~25MPa之间，提升速度12cm/min，转速20r/min，注浆量40~50L/min，喷浆过程中勤测泥浆比重，泥浆比重控制在1.40~1.5左右，当喷头喷嘴离设计桩顶标高下1.5米时，应慢速提升旋喷至桩顶，往复一次，桩顶可旋喷停留数秒，再往上旋喷0.5米左右，经过这种处理后的桩头质量可靠，安全。
旋喷作业的同时，应按设计要求从孔口采集冒浆试样，每种地层不少于6组，每组3件。
⑤桩顶处理
旋喷结束后，一般桩中心质量较差，这时冒出的余浆要人工用铁锹不间断的回灌至桩孔内，直至桩孔内的液面不再下沉为止。
⑥清泵
全部结束后，应对高压胶管、喷嘴以及高压泥浆泵进行清洗，这时可将泵压力调至5-8MPa之间，转速调至900——950r/min，直至喷嘴喷出清水为止。每当施工3-5孔后，应立即拆洗泥浆活塞，并更换密封圈，加润滑油，这是保证高压泵正常工作的重要方法。
2.2.4、旋喷过程中可能出现的问题及处理方法
①流量不变，压力突然下降，应检查各部位的泄露情况；
②压力陡增超过最高阻值，流量为零，应立即停机，停机后压力仍不变动时，应检查管路和喷嘴是否堵塞？及时疏通。
③旋喷注浆过程中孔口冒浆少于注浆量的20%为正常现象，若超过20%或冒浆量陡降一致不冒浆，应采取如下措施：
a、冒浆量过大，可能是该段土层较好，可通过减少注浆量或加快提升速度和回转速度，以减少冒浆量；也可以缩小喷嘴直径，提高喷浆压力，增大固结体直径。
b、冒浆陡降或不冒浆，可能遇到大孔隙或洞穴、岩洞。此时应不提升注浆管并继续注浆，直至冒浆止或在浆液中加入速凝剂，缩短固结时间，使浆液在一定的土层范围内凝固，然后再注浆，此时注浆搭接长度应不小于350mm，以确保桩体质量。
2.2.5、资料及试验
①资料：在旋喷作业过程中应详细填写施工日志，旋喷作业报表，准确填写喷浆压力、流量、提升速度、转速以及实际用浆量，注明浆液比重，孔口冒浆情况，这对日后检查桩体质量提供了最原始、最重要的证据和分析资料。
②试验宜在28天龄期后举行，主要有开挖法、钻机取芯法、试样评定法、标准贯入法和载荷实验法以及压水试验等。
2.2.6加固效果
施工结束后，业主、监理组织有关单位，采取了开挖法检查桩体直径和桩头质量，结果单桩直径在750~800mm之间，桩头质量坚实，利用钻机取芯法检查了桩体强度，试验结果表明桩体抗压强度最大为13.8~14.5MPa。利用压水试验检验了抗渗防漏效果，测试结果表明隔水段固砂效果良好，一次性通过验收，最后该工程被评为优良工程。
3、结论
单管高压旋喷桩具有很强的生命力和广阔的市场前景，工程技术人员应根据地质情况和工程实际情况进行合理设计、应用。其参数可通过试验确定，施工过程中应严格按设计参数进行施工，不得偷工减料，否则会达不到加固效果，满足不了设计要求；并造成单管高压旋喷桩这一工艺不能适应工程工作的要求而遭到市场淘汰。因此，认真学习高压旋喷桩的工艺就显得尤为重要！确保工艺流程中的每道工序的具体实施是确保整个工程质量的重要举措，也是高压旋喷桩得以生存的唯一途径。
参 考 文 献
[1]江苏地质基桩工程公司.2003.《單管高压旋喷桩工法》[s]；
[2]孔宪立.1999.《工程地质学》[m].北京：中国建筑工业出版社。
[3]建筑施工手册编写组.1999.《建筑施工手册（上）》[m].北京：中国建筑工业出版社.
[4]2008《建筑桩基技术规范》[s].北京：中国建筑工业出版社.
[5]2003《建筑基桩检测技术规范》[s].北京：中国建筑工业出版社.■