桩基施工技术探讨

程光明

深圳市市政工程总公司广东深圳518000

摘要：随着建筑行业的蓬勃发展，遇到软基处理时，我们业内应用较多的是钻孔灌注桩、人工挖孔灌注桩等处理方法。而高压旋喷桩在业内也算是很成熟的技术之一，其具有成桩效率高、成本低廉等优点。本文根据工程实例，对高压旋喷桩对软基处理中的应用进行探讨。

关键词：建筑工程；高压旋喷桩；软基加固；承载力检测

一、工程概述

某工程项目地质构造稳定，场地现场粉土细砂松散及稍密卵石地基，承载力以及变形不满足于目前的结构设计，应加固后能满足承载力特征值≥550kPa，纯地下室独立基础及条形基础复合地基满足承载力特征值≥320kPa。经各方协商后，确定采用高压旋喷注浆加固，再进行检测加固效果。

二、旋喷桩施工工艺

（一）仪器设备

1—水箱；2—搅拌机；3—水泥仓；4—储浆桶；5—高压注浆泵；

6—钻机；7—原地面；8—注浆管；9—喷嘴；10—旋喷固结体

图1高压旋喷桩工艺流程示意

项目采用单管旋喷注浆法，主要仪器设备有高压注浆泵旋喷钻机注浆管（底部带喷嘴）输浆管水力搅拌机水箱等组成，图1和表1。

（二）高压旋喷注浆法加固参数确定

根据地勘报告显示，工地主要为粉质黄土、细砂和卵石层，卵石层按密实度分为松散～密实从地区实际出发，合理选择施工方法和机具。上部0.55m采用人工取土，直径为800mm；然后采用XL—50型履带式旋喷钻机自引自喷，单管法旋喷注浆，加固后形成柱状体，平均桩径约600mm。根据该场地岩土工程地质条件，选择稍密卵石层为桩端持力层，桩体进入持力层内0.6m，考虑桩顶预留150mm的保护桩长，旋喷桩桩长平均为3.20m。场地岩土工程勘察报告中的地层条件和土的物理力学参数，见表2；同时考虑到旋喷浆液在粗粒土内的扩散增强作用，加固后的桩间土承载力特征值取95kPa。

（三）高压旋喷注浆法施工工艺流程

a→堆载图；h→压力表；c→复合受压而、千斤顶和白分表

图2堆载测定复合地基承载力不意

根据高程和平面控制点进行平面测量、桩位放样和地面高程测量、在桩位处原表土采取上部人工取土0.55m（直径800mm）、安装履带钻机并旋喷注浆→形成一根旋喷桩作为试验桩→复合地基加固效果检测→钻心检测→合格后按照同样的施工程序进行其它桩施工→按照规定频率抽检合格→起基础。简单基本程序为钻机就位→钻孔→置入注浆管升高压喷射注浆→拔出注浆管。

正式开工前，进行现场调查，计算材料用量，进行技术交底；按设计要求，布置施工孔位，机具设备就位；接通电源和水路，进行机械试运转；备足注浆所需材料。

旋喷水泥浆采用拉法基水泥厂生产的普通硅酸盐水泥42.5R，并掺入22.5%的粉煤灰，浆液水灰比1：1.25，在水泥浆液中掺入沸石粉12%，水玻璃3%。

大多数情况采用履带式钻机自引自喷进行旋喷桩施工；少数地段履带式钻机无法通行，采用SH—30型冲击钻机进行造孔，造孔深度采取地勘资料和动探击数双重控制，以确保成孔深度穿过上部土层嵌入下伏稳定的持力层0.60m。将旋喷管放至孔底，喷嘴达到设计标高后，进行定喷3min左右，再提升旋喷管；由下而上旋喷注浆，旋转速度15~18r/min提升速度18~30cm/min，喷射压力26MPa，注浆量为100~200kg/m，当旋喷至距基底下1.0m深度时提高注浆压力至28MPa。

施土前应检查水泥、外掺剂等的质量，桩位、压力表、流量表的精度和灵敏度，高压喷射设备的性能等。施工中应检查施工参数（压力、水泥浆量、提升速度、旋转速度等）及施工程序。施工结束后，应检验桩体强度、平均直径、桩身中心位置、桩体质量及承载力等。桩体质量及承载力检验应在施工结束后28d进行。

三、地基加固效果检测

（一）静载试验检测

单桩竖向抗压静载试验检测目的是确定单桩竖向抗压极限承载力，判定竖向抗压承载力是否满足设计要求；为设计提供依据的试验桩，应加载至破坏；当桩的承载力以桩身强度控制时，可按设计要求的加载量进行；对土程桩抽样检测时，加载量不应小于设计要求的单桩承载力特征值的2.0倍。工地的复合地基承载力检测即单桩竖向抗压静载试验，采用堆载试验法，见图2。堆载配重提供试验反力，工程桩采用慢速维持载荷法，加载应分级进行，采用逐级等量加载，分级荷载为最大加载量或预估极限承载力的，第一级取分级荷载的2.0倍；试验前应将千斤顶和压力表配套标定，千斤顶顶力和压力表上的读数呈线性关系，利用每级加载力换算出压力表对应的读数。每级荷载维持时时间为1h，当桩顶沉降相对收敛后，加下一级荷载。终止加载条件为：某级荷载作用下，桩顶沉降量大于前一级荷载作用下沉降量的5倍；某级荷载作用下，桩顶沉降量大于前一级荷载作用下沉降量的2倍，且经24h尚未达到相对稳定；己达到设计要求的最大加载量。开始试验时间：预制桩在砂土中入土7d后；黏性土不得少于15d；对于饱和软黏土不得少于25d；灌注桩应在桩身混凝土达到设计强度后，才能进行。土地掺加粉煤灰的水泥浆承载力检测安排在高压旋喷桩施工复合地基载荷试验。承载力检测主要仪器设备：千斤顶质量200t，可承受荷载理想范围是千斤顶额定荷载的20%~80%，即400~1600kN承载板1.4mx1.4m，主楼千斤顶施加最大荷载1176kN，主楼堆加荷载不小于2352kN，实际堆载250t。百分表分辨率0.01mm，压力表100MPa精度0.4级）。承载力检测综合评定：主楼取承载力平均值为承载力特征值=571.5kPa，满足设计对承载力特征值不小于550kPa的要求；纯地下室取承载力平均值=503kPa，满足设计对承载力特征值不小于320kPa的要求。

（二）钻芯检测

钻芯检测主要是钻取旋喷固结体的岩芯，观察判断其固结体的长度，并将其做成标准试件，进行室内物理学性质试验，鉴定其是否符合设计要求。工地旋喷桩处理工程段钻孔检查工程桩56根，从钻取芯岩来观察旋喷固结体整体性好，其桩长达到了设计要求。

四、结束语

项目经过成桩加固处理后，实践证明在该类地基土中采用高压旋喷桩加固地基具有成本低，施工方便，速度快，固结强度大，机动灵活，可靠性高。高压力的高速射流被限制在土体破碎范围内，不易流失出破碎范围，且浆液渗透能力强，能充分渗透到破碎土体范围内，能保证预期的加固范围和控制固结体的形状。粉煤灰能够增强水泥的和易性、耐酸性，能增加旋喷桩体的结构强度，沸石粉能够增强旋喷桩体的抗冻胀能力，而水玻璃则能加快旋喷体的固结时间，能明显提高其抗渗效果。适量掺加入外加剂不仅能明显提高地基承载力，而且能大大节约工程成本。

参考文献：

[1]黄绍铭，高大钊.软土地基与地下工程（第2版）[M].北京.中国建筑工业出版社，2005：301-450.

[2]全国一级建造师执业资格考试用书编写委员会，市政公用工程管理与实务[M].北京：中国建筑工业出版社，2012：91-126.