高压旋喷桩施工中常见问题与预防措施

摘要：本文结合我院施工华润水泥（罗定）股份有限公司水泥生产线熟料库等多个高压旋喷桩工程施工，积累了一定经验与教训，介绍高压旋喷桩施工中出现的钻孔沉管困难、偏斜、冒浆、凹穴和旋喷桩固结体强度不均、缩径等常见问题和其预防措施及处理方法。

关 键 词：高压旋喷桩 钻孔沉管困难、偏斜、冒浆 凹穴 固结体强度不均、缩径 预防措施 处理方法 1前言

高压旋喷桩作为软弱地基土加固处理常用方法，就是利用钻机将带有特制喷嘴的注浆管钻进到预定深度后，用高压设备使作为软弱地基土固结剂的浆液或水成为20MPa以上高压喷射流从喷嘴喷射出去，冲击破坏软弱地基土体，并借助主动钻杆旋转和提升，带动注浆管以一定速度旋转和向上提升，使浆液与土粒强制混合，待浆液与土粒的混合体凝结硬化后，形成强度高、低压缩的复合地基土。高压旋喷桩主要适用于淤泥、淤泥质土、粘性土、粉土、人工填土等软弱地基土加固处理，因其具有施工设备简单、轻便、噪音低、振动小、施工速度快、机械化程度高和工程成本低等优点，在软弱地基土加固处理中得到广泛应用。近年来,我院先后完成华润水泥(罗定)有限公司2×4500t/d熟料新型干法水泥生产线熟料库等十余个高压旋喷桩工程施工，取得了良好经济效益和社会效益。结合工程生产实际情况，无论是单管法、二重管法，还是三重管法高压旋喷桩施工，在高压旋喷桩施工中，常会出现钻孔沉管困难、偏斜、冒浆、凹穴和旋喷桩固结体强度不均、缩径等施工问题，采取何种措施进行预防和处理以上施工问题，积极总结高压旋喷桩工程施工经验与教训，为开展今后高压旋喷桩工程施工中积累经验。 2高压旋喷施工中常见问题及其预防措施 2.1钻孔沉管困难、偏斜及其预防措施 2.1.1钻孔沉管困难、偏斜的主要原因

（1）遭遇地下障碍物或埋设物，如树蔸、地下电缆沟、地下排污沟、建筑垃圾中大块石等，常会导致钻孔沉管困难。

（2）施工现场场地不平整或不实：钻机就位安装时难以保证水平、周正、稳固；高压旋喷桩主要适用于淤泥、淤泥质土、粘性土及人工回填土等地基土处理，钻机就位安装时水平、周正、稳固，但在钻孔沉管和旋喷注浆过程中，钻机发生倾斜或者移位，常导致钻孔倾斜现象。

（3）钻杆垂直度不够，即钻杆倾斜度超过1.5%，也会导致钻孔倾斜。 2.1.2钻孔沉管困难、偏斜的预防措施

（1）遭遇地下障碍物或埋设物时，应当及时清除地下障碍物或埋设物，或者移动桩位。在完成旋喷桩桩位测量放样后，应当在一定范围内进行钎探，主要目的是探明桩位是否存在地下障碍物或埋设物；如遭遇遭遇地下障碍物或埋设物时，若具备开挖条件，应及时开挖清除地下障碍物或埋设物。若不具备开挖条件，应及时移动桩位，调整桩间距。

（2）旋喷桩施工前，应当先平整场地，确保钻机就位安装时水平、周正、稳固，并保证钻机设备在旋喷注浆施工过程中不发生倾斜或移位，同时施工过程中应当经常检查钻机是否水平、周正、稳固，如发现钻机倾斜，应当重新将钻机垫平，再进行旋喷桩施工。

（3）旋喷桩施工前，应当检查钻杆的垂直度，钻杆倾斜度控制在1.5%以内。

2.2 旋喷注浆冒浆及其预防措施 2.2.1旋喷注浆冒浆的主要原因

旋喷注浆冒浆是指在旋喷注浆过程中，往往会出现部分水泥浆液携带一定数量的土粒沿着注浆管管壁冒出地面，形成“冒浆”现象。冒浆（内有土粒、水和水泥浆液）量小于20%属于正常现象，超过20%或者完全不冒浆时，属于异常现象，应当查明原因，采取相应措施。产生旋喷注浆冒浆的主要原因有：有效喷射范围与注浆量不相适应，造成注浆量大幅度超过喷浆回结所需要的浆量。 2.2.2 旋喷注浆完全不冒浆的主要原因

旋喷注浆遭遇地层存在较大空隙或空洞是旋喷注浆完全不冒浆的主要原因。 2.2.3 旋喷注浆冒浆的预防措施

减少旋喷注浆冒浆量可采取的措施有： （1）适当缩小喷嘴直径，提高喷射压力。

（2）采用高压泵提高喷射压力，用高压喷射浆液冲击破坏土体以获得较理想的喷射直径。

（3）适当加快注浆管提升速度和回转速度，避免因注浆管提升速度和回转速度缓慢，造成喷浆量的损失。

（4）对于冒出地面的浆液，若能够迅速地收集、过滤、沉淀除去杂质和调整浆液浓度时，应及时予以回收利用。

2.2.4 旋喷注浆完全不冒浆的预防措施及处理方法

对于地层中存在较大空隙或空洞造成的完全不冒浆时，应当采取的措施有： （1）在浆液中掺入适量的速凝剂如水玻璃，缩短浆液的凝结时间，使浆液在一定土层范围内凝结硬化。

（2）也可以先在空隙地段增加注浆量，待填满空隙后再进行正常喷射注浆施工。

2.3 旋喷固结体强度不均、缩径和其预防措施及处理方法 2.3.1旋喷固结体强度不均和缩径的主要原因

（1）正式旋喷注浆前，没有针对施工现场地质条件试喷，喷射方法和喷射参数没有根据施工现场地质条件进行选择和调整。

（2）在喷射注浆过程中，喷射注浆设备出现故障，如高压泥浆工作不正常、管路堵塞、串浆、漏浆、卡钻等故障，造成喷射注浆施工中断。

（3）在喷射注浆过程中，注浆管提升速度和回转速度与喷射注浆量没有形成配合，造成旋喷桩直径大小不均匀，浆液或多或少，形成旋喷桩固结体不均匀或缩径现象。

（4）在喷射注浆过程中，喷射浆液与喷射切割下来的土粒搅拌不充分、不均匀，直接影响旋喷桩加固处理效果。

（5）在喷射注浆过程中，旋喷桩遭遇坚硬状粘性土，容易产生缩径现象。 2.3.2旋喷固结体强度不均和缩径的预防措施及处理方法

（1）在正式旋喷注浆前，应当依据设计要求和现场地质条件进行试喷试验，选择更合理的喷射方法和机具，并调整其喷射参数。

（2）在喷射注浆施工前，应当先进行压水、压浆、压气试验，喷射注浆机械设备正常后才能配制浆液，保证施工机械设备在喷射注浆过程中正常运行，避免因机械故障造成喷射注浆中断。

（3）在水泥浆搅拌过程中，应当用筛网过滤，及时清除水泥团块、水泥包装塑料袋等杂质，避免水泥团块等杂质造成高压泥浆泵工作不正常或管路堵塞。

（4）在喷射注浆过程中，应当切时注意检查浆液初凝时间、注浆量、风量、压力、回转速度与提升速度等喷射参数是否符合设计要求，如发现异常，应及时调整回转速度、提升速度、喷射压力和注浆量等技术参数，使注浆管回转速度和提升速度均匀，喷浆量均匀，使固结体更均匀。

（5）对容易出现缩径部位如遇坚硬状粘性土，应采取不提升定位旋转喷射或复喷方法扩大旋喷桩直径。

（6）严格控制水泥浆液的水灰比和稠度，尤其是冒浆的重复利用，必须加水泥重新搅拌均匀，并调整其稠度。

（7）在喷射注浆过程中，喷嘴孔经常会被水泥浆磨损而形成孔径扩大，造成喷射压力降低的现象，发现喷嘴孔磨损严重时，应及时更换。 2.4旋喷桩桩顶凹穴及其处理方法 2.4.1旋喷桩桩顶凹穴的主要原因

旋喷桩桩顶出现“凹穴”现象是指采用水泥浆液进行旋喷注浆时，水泥浆液与土体充分搅拌混合后的凝结硬化过程中，由于水泥浆液析水作用，均有不同程度的收缩现象，造成旋喷桩固结体顶部出现一个凹穴，凹穴的深度与水泥浆的水灰比大小、浆液析出性、固结体直径大小和桩长等因素有密切联系，通常情况下凹穴深度在0.30～1.00m左右。

2.4.2 旋喷桩桩顶凹穴的处理方法

旋喷桩桩顶出现这种“凹穴”现象，对于地基加固或者防渗堵水工程，是相当不利的，必须采取如下措施予以消除：

（1）当喷射注浆完成后，直接从喷射孔中再次注入浆液填满凹穴为止。 （2）当喷射注浆完成后，开挖出旋喷桩固结体顶部，采用混凝土浇灌方法对凹穴进行灌注，直到灌满凹穴为止，然后再进行褥垫层施工。

（3）对于既有建（构）筑物地基，必须确保既有建（构）筑物安全，多采取二次注浆方法对桩顶凹穴进行处理，即喷射注浆完成后，固结体顶部与建（构）筑物基础的底板之间存在间隙时，在原喷射孔位上采用水灰比为0.5:1水泥浆或掺有微膨胀性的材料如锌粉的浆液进行二次注浆，直到桩顶凹穴注满为止。 3结束语

在高压旋喷桩施工中，常会出现钻孔沉管困难、偏斜、冒浆、凹穴和旋喷桩固结体强度不均、缩径等施工问题，应当引起足够重视，对于施工过程中出现的不同问题应采取不同措施和方法进行处理，否则会影响高压旋喷桩地基处理加固效果。