高压旋喷桩（单管）施工方案
5.2 施工工艺 5.2.1 加固原理
高压喷射注浆法是利用钻机把带有喷嘴的注浆管钻进土层的预定位置后，以高压设备使浆液或水、（空气）成为20～40MPa的高压射流从喷嘴中喷射出来，冲切、扰动、破坏土体，同时钻杆以一定速度逐渐提升，将浆液与土粒强制搅拌混合，浆液凝固后，在土中形成一个圆柱状固结体（即旋喷桩），以达到加固地基或止水防渗的目的。 5.2.2 工艺流程
本标段拟采用单管旋喷法，工艺流程为施工准备→测量定位→机具就位→钻孔至设计标高→旋喷开始→提升旋喷注浆→旋喷结束成桩（流程图见图5-1）。
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准备工作 钻机就位 制 浆 调整钻架角度 一级过滤 钻 孔 二级过滤 插 管 高压泵对浆液加压 试 喷 启动高压清水泵、空压机供水、风 高压喷射注浆作业 泥浆排放处理 喷射结束 拔 管 机具清理 桩机移位 图5-1 施工工艺流程图
5.2.3 施工方法
（1）场地平整 先进行场地平整，清除桩位处地上、地下的一切障碍物，场地低洼处用粘性土料回填夯实，并做好排浆沟。
（2）测量定位
首先采用全站仪根据高压旋喷桩的里程桩号放出试验区域的控制桩，然后使用钢卷尺和麻线根据桩距传递放出旋喷桩的桩位位置，用小竹签做好标记，并撒白灰标识，确保桩机准确就位。
（3）机具就位
人力缓慢移动至指定桩位，由专人指挥，用水平尺和定位测锤校准桩机，使桩机水平，导向架和钻杆应与地面垂直，倾斜率小于1.5%。对不符和垂直度要
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求的钻杆进行调整，直到钻杆的垂直度达到要求。将钻头对准孔位中心，同时整平钻机，放置平稳、水平，钻杆的垂直度偏差不大于1%～1.5%。为了保证桩位准确，必须使用定位卡，桩位对中误差不大于5cm。就位后，首先进行低压（0.5MPa）射水试验，用以检查喷嘴是否畅通，压力是否正常
（4）钻孔、插管
采单管旋喷法施工。该方法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。
当第一阶段贯入土中时，借助喷射管本身的喷射或振动贯入。其过程为：启动钻机，同时开启高压泥浆泵低压输送水泥浆液，使钻杆沿导向架振动、射流成孔下沉；直到桩底设计标高，观察工作电流不应大于额定值。
在插管过程中，为防止泥砂堵塞喷嘴，可用较小压力（0.5～1.0MPa）边下管边射水，至设计标高后停止钻进。
（5）浆液配置
桩机移位时，即开始按设计确定的配合比拌制水泥浆。高压旋喷桩的浆液，采用普通硅酸盐水泥，水泥浆液配制严格按设计要求控制为水灰比1∶1，水泥浆比重1.49。
搅拌灰浆时，首先将水加入桶中，再将水泥倒入，开动搅拌机搅拌10～20分钟，浆液在灰浆拌和机中要不断搅拌，直到喷浆前。
喷浆时，拧开搅拌桶底部阀门，放入第一道筛网（孔径为0.8mm），过滤后流入浆液池，然后通过泥浆泵抽进第二道过滤网（孔径为0.8mm），第二次过滤后流入浆液桶中。水泥浆通过胶管送到旋转振动钻机的喷管内，最后射出。
（6）喷射注浆
在插入旋喷管前先检查高压设备和管路系统，设备的压力和排量必须满足设计要求。各部位密封圈必须良好，各通道和喷嘴内不得有杂物，并做高压水射水试验，合格后方可喷射浆液。
旋喷作业系统的各项工艺参数都必须按照预先设定的要求加以控制，并随时做好关于旋喷时间、用浆量，冒浆情况、压力变化等的记录。
喷浆管下沉到达设计深度后，停止钻进，旋转不停，喷射时，高压泥浆泵压力增到施工设计值（20～40MPa），坐底喷浆30s后，边喷浆，边旋转，水泥浆与
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桩端土充分搅拌后，再边喷浆边反向匀速旋转提升注浆管，提升速度为260mm/min，直至距桩顶1米时，放慢搅拌速度和提升速度 。
中间发生故障时，应停止提升和旋喷，以防桩体中断，同时立即检查排除故障，重新开始喷射注浆的孔段与前段搭接不小于1m，防止固结体脱节。
（7）桩头部分处理
当旋喷管提升接近桩顶时，应从桩顶以下1.0m开始，慢速提升旋喷，旋喷数秒，再向上慢速提升0.5m，直至桩顶停浆面。
（8）冲洗
喷射施工完成后，应把注浆管等机具设备采用清水冲洗干净，防止凝固堵塞。管内、机内不得残存水泥浆。
向浆液罐中注入适量清水，开启高压泵，清洗全部管路中残存的水泥浆，直至基本干净。并将粘附在喷浆管头上的土清洗干净。
（9）重复以上操作，进行下一根桩的施工。 （10）补浆
喷射注浆作业完成后，由于浆液的析水作用，一般均有不同程度的收缩，使固结体顶部出现凹穴，要及时用水灰比为1.0的水泥浆补灌。 5.3 质量要求
旋喷桩施工质量要求应满足表5-1的要求。 表5-1 旋喷桩施工质量标准表 项次 1 2 3 4 5 6 7 8
项目 桩距（mm） 桩径（mm） 桩长（m） 垂直度（%） 单桩注浆量 桩体28天强度（Mpa） 单桩承载力（KN） 复合地基承载力（Kpa） 规定值或允许偏差 ±100 不小于设计 不小于设计 <1.5 不小于设计 ≥3.0 ≥300 间距2.0m ≥130；间距1.8m ≥140；间距1.6m ≥150 检查方法 尺量 尺量 查施工记录 查施工记录 查施工记录 钻芯取样 荷载试验 荷载试验 5.4 控制要点
（1）正式开工前应认真作好工艺性试桩工作，确定合理的施工技术参数和
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浆液配比。
（2）施工前，要求检查旋喷管的高压水与空气喷射情况，各部位密封圈是否封闭，合格后方可喷射浆液。
（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）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，以防桩体中断，同时立即进行检查排除故障；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。
（5）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。
（6）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。
（7）旋喷过程中，应按表5-2的要求作好施工记录。
表5-2 旋喷注浆记录表 工程名称 高压泵型号 注浆管直径 设计提升速度 浆液配比 注浆孔 编号 旋喷 深度 （m） 实际有效长度 （m） 开始 旋喷时间 （时分） 空压机型号 喷嘴孔径 设计旋转速度 旋转 速度 提升 速度 旋喷压力 钻孔机具 水泵型号 喷嘴个数 设计注浆量 水泥标号 注浆量 （m3） 冒浆量及残液状态 供水 压力 供风 压力日期 （m/s） （MPa） 结束 （r/s）（MPa） （MPa） 现场负责人： 记录人：
（8）相邻两桩施工时间间隔不小于48h，间距不小于4～6m。 （9）高压喷射注浆完毕后，应迅速拔出喷射管。 （10）施工中做好泥浆处理，及时将泥浆运出。
（11）质量检验在旋喷注浆结束28天后进行，检验桩的数量不小于已经完
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成桩数的2%～5%，不合格者进行补喷。 6.4 质量保证措施
为保证旋喷桩的施工质量，根据施工条件、设计要求和相关行业规范，拟采取如下质量保证措施达到施工质量目标。
（1）放注浆管前，先在地表进行射水实验，待喷射压力正常后，才能下注浆管施工。
（2）高喷施工时隔两孔施工，防止相邻高喷孔施工时串浆。相邻的旋喷桩施工时间间隔不少于48小时。
（3）采用32.5R普通硅酸盐水泥作加固材料，每批水泥进场必须出具合格证明，并按每批次现场抽样外检，合格后才能投入使用。施工中所有计量工具均应进行鉴定,水泥进场后，应垫高水泥台，覆防雨彩布，防止水泥受潮结块。
（4）浆液水灰比、浆液比重、每米桩体掺入水泥重量等参数均以现场试桩情况为准。施工现场配备比重计，每天量测浆液比重，严格控制水泥用量。运灰小车及搅拌桶均做明显标记,以确保浆液配比的正确性.灰浆搅拌应均匀，并进行过滤。喷浆过程中浆液应连续搅动，防止水泥沉淀。
（5）施工前进行成桩试验，由设计、业主、监理、施工单位共同确定旋喷桩施工参数，保证成桩直径不小于设计桩径。
（6）严格控制喷浆提升速度，其提升速度应小于260mm/min 。喷浆过程应连续均匀，若喷浆过程中出压力骤然上升或下降，大量冒浆、串浆等异常情况时，应及时提钻出地表排除故障后，复喷接桩时应加深0.4米重复喷射接桩，防止出现断桩。
（7）高喷孔喷射成桩结束后，应采用含水泥浆较多的孔口返浆回灌，防止因浆液凝固后体积收缩，桩顶面下降，以保证桩顶标高满足设计要求。
（8）因地下孔隙等原因造成返浆不正常，漏浆时，应停止提升，用水泥浆灌注，直至返浆正常后才能提升。
（9）实行技术人员随班作业制，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满足设计要求，及时发现和处理施工中的质量隐患。当实际孔位孔深和每个钻孔内的地下障碍物、洞穴、涌水、漏水及与工程地质报告不符等情况时，应详细记录，认真如实填写施工报表，客
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观反映施工实际情况。
（10）根据地质条件的变化情况及时调整施工工艺参数，以确保桩的施工质量。调整参数前应及时向业主、监理、设计部门报告，经同意后调整。
（11）施工现场配备常用机械设备配件，保证机械设备发生故障时，能够及时抢修。
（12）调制水泥浆时，应戴好防尘口罩。 7.2 机械操作安全技术要点
（1）高压泥浆泵
①泵体内不得留有残渣和铁屑，各类密封圈套必须完整良好，无泄漏现象。 ②安全阀中的安全销要进行试压检验，必须确保在规定达到最高压力时，能断销卸压，决不可安装未经试压检验的或自制的安全销。
③指定专人司泵，压力表应定期检修，保证正常使用。
④高压泵、钻机、浆液搅拌机等要密切联系配合协作，一旦某部发生故障，应及时停泵停机，及时排除故障。
（2）钻机
①司钻人员应具有熟练的操作技能并了解旋喷注浆的全过程和钻机在旋喷注浆的作用。
②钻孔的位置需经现场技术负责人确认，确认无误后方可开钻。 ③人与喷嘴距离应不小于600mm，防止喷出浆液伤人。 （3）管路
①高压胶管：在使用时不得超过容许压力范围。 ②胶管：弯曲使用时不应小于规定的最小弯曲半径。 （4）清洗及检修
①喷射注浆施工结束后，应立即将钻杆、泵及胶管等用清水清洗干净，防止浆液凝结后堵塞管道，造成再次喷射时管道内压力骤增而发生意外。
②施工中途发生故障，必须卸压后方可拆除连接接口，不得高压下拆除连接接口。
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9. 旋喷桩施工应急预案
根据旋喷桩施工工艺特点及场区内工程地质情况，为保证旋喷桩施工质量，针对施工中可能出现的问题进行分析并提出预防措施及处理方法。 9.1固结体强度不均匀、缩颈 9.1.1 产生原因
（1）喷射方法与机具没有根据地质条件进行选择。 （2）喷浆设备出现故障中断施工。
（3）拔管速度、旋转速度及注浆量适配不当，造成桩身直径大小不均匀，浆液有多有少。
（4）喷射的浆液与切削的土粒强制搅拌不均匀，不充分。 （5）穿过较硬的粘性土，产生颈缩。 9.1.2预防措施及处理方法
（1）根据设计要求和地质条件,选用不同的喷浆方法和机具。
（2）喷浆前,先进行压浆压气试验，一切正常后方可配浆，准备喷射，保证连续进行.配浆时必须用筛过滤。
（3）根据固结体的形状及桩身匀质性，调整喷嘴的旋转速度、提升速度、喷射压力和喷浆量。
（4）对易出现缩颈部位及底部不易检查处进行定位旋转喷射（不提升）或复喷的扩大桩径办法。
（5）控制浆液的水灰比及稠度。
（6）严格要求喷嘴的加工精度、位置、形状、直径等，保证喷浆效果。 9.2 压力上不去 9.2.1产生原因
（1）安全阀和管路安接头处密封圈不严而有泄漏现象。 （2）泵阀损坏，油管破裂漏油。
（3）安全阀的安全压力过低，或吸浆管内留有空气或密封圈泄漏。 （4）塞油泵调压过低。
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9.2.2 预防措施及处理方法
应停机检查，经检查后压力自然上升，并以清水进行调压试验，以达到所要求的压力为止。 9.3 压力骤然上升 9.3.1产生原因
（1）喷嘴堵塞。
（2）高压管路清洗不净，浆液沉淀或其他杂物堵塞管路。 （3）泵体或出浆管路有堵塞。 9.3.2预防措施及处理方法
（1）应停机检查，首先卸压，如喷嘴堵塞将钻杆提升，用铜疏通。 （2）其他情况堵塞应松开接头进行疏动，待堵塞消失后再进行旋喷。 9.4 钻孔沉管困难偏斜、冒浆 9.4.1 产生原因
（1）遇有地下埋设物，地面不平不实，钻杆倾斜度超标。 （2）注浆量与实际需要量相差较多。
（3）地层中有较大空隙不冒浆或冒浆量过大则是因为有效喷射范围与注浆量不相适应，注浆量大大超过旋喷固结所需的浆液所致。 9.4.2 预防措施及处理方法
（1）放桩位点时应钎探，遇有地下埋设物应清除或移动桩钻孔点。 （2）喷射注浆前应先平整场地，钻杆应垂直倾斜度探制在0.3%以内。 （3）利用侧口式喷头，减小出浆口孔径并提高喷射能力，使浆液量与实际需要量相当，减少冒浆。
（4）控制水泥浆液配合比。
（5）针对冒浆的现象则采取在浆液中参加适量的速凝剂，缩短固结时间，使浆液在一定土层范围内凝固，还可在空隙地段增大注浆量，填满空隙后再继续旋喷。
（6）针对冒浆量过大的现象则采取提高喷射压力、适当缩小喷嘴孔径、加
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快提升和旋转速度。 9.5 固结体顶部下凹 9.5.1产生原因
在水泥浆液与土搅拌混合后，由于浆液的析水特性，会产生一定的收缩作用，因而造成在固结体顶部出现凹穴。其深度随土质浆液的析水性、固结体的直径和长度等因素的不同而异。 9.5.2 预防措施及处理方法
旋喷长度比设计长0.3～1.0米，或在旋喷桩施工完毕，将固结体顶部凿去部分，在凹穴部位用混凝土填满或直接在旋喷孔中再次注入浆液，或在旋喷注浆完成后，在固体的顶部0.5～1.0m范围内再钻进0.5～1.0m，在原位提杆再注浆复喷一次加强。
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