三重管高压旋喷桩施工方法

1 施工原理及工艺流程

三重管法旋喷是一种水、气喷射、浆液灌注搅拌混合喷射的方法。即用三层喷射管使高压水和空气同时横向喷射，并切割地基土体，借空气的上升力把被破碎的土由地表排除；于此同时，另一个喷嘴将水泥浆低压力喷射注入到被切割、搅拌的地基中，使水泥浆与土混合达到加固目的。

采用三管法旋喷，应先送高压水、再送水泥浆和压缩空气；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，注浆管分段提升的搭接长度不得小于100mm；当达到设计桩顶高度或地面出现溢浆现象时，应立即停止当前桩的旋喷工作，并将旋喷管拔出并清洗管路。三重管法是将水泥浆与压缩空气同时喷射，除可延长喷射距离、增大切削能力外，也可促进废土的排除，减轻加固体单位体积的重量。旋喷桩施工工艺流程见下图。

旋喷桩施工工艺流程图

2施工工艺参数

施工工艺参数见下表：

旋喷桩施工主要技术参数参考表

浆量计算:以单位时间喷射的浆量及喷射持续时间，计算出浆量，计算公式为：

Q=(H/v)q(1+β)

式中 Q—浆量（m3）；

H—喷射长度（m）；

q—单位时间喷浆量（m3/min）；

β—损失系数，通常0.1～0.2；

v—提升速度（m/min）。

根据试桩参数计算所需的喷浆量，以确定水泥使用数量。

3旋喷桩施工方法

3.1 施工准备

⑴场地平整

正式进场施工前，进行管线调查，明确管线位置，清除施工场地地面以下5米以内的障碍物，不能清除的做好保护措施，然后整平、夯实；同时合理布置施工机械、输送管路和电力线路位置，确保施工场地的"三通一平"。

⑵桩位放样

施工前用全站仪测定旋喷桩施工的控制点，埋石标记，经过复测验线合格后，用钢尺和测线实地布设桩位，并用竹签钉紧，一桩一签，保证桩孔中心移位偏差小于50mm。

⑶修建排污和灰浆拌制系统

旋喷桩施工过程中将会产生10～20%的返浆量，将废浆液引入沉淀池中，沉淀后的清水根据场地条件可进行无公害排放。沉淀的泥土则在开挖基坑时一并运走。沉淀和排污统一纳入全场污水处理系统。

灰浆拌制系统主要设置在水泥附近，便于作业，主要由灰浆拌制设备、灰浆储存设备、灰浆输送设备组成。

3.2钻机就位

钻机就位后，对桩机进行调平、对中，调整桩机的垂直度，保证钻杆应与桩位一致，偏差应在10mm以内，钻孔垂直度误差小于0.15%；钻孔前应调试空压机、泥浆泵，使设备运转正常；校验钻杆长度，并用红油漆在钻塔旁标注深度线，保证孔底标高满足设计深度。

3.3引孔钻进

钻机施工前，应首先在地面进行试喷，在钻孔机械试运转正常后,开始引孔钻进。钻孔过程中要详细记录好钻杆节数，保证钻孔深度的准确。

3.4拔出岩芯管、插入注浆管

引孔至设计深度后，拔出岩芯管，并换上喷射注浆管插入预定深度。在插管过程中，为防止泥砂堵塞喷嘴，要边射水边插管，水压不得超过1Mpa，以免压力过高，将孔壁射穿，高压水喷嘴要用塑料布包裹，以防泥土进入管内。

3.5旋喷提升

当喷射注浆管插入设计深度后，接通泥浆泵，然后由下向上旋喷，同时将泥浆清理排出。喷射时，先应达到预定的喷射压力、喷浆后再逐渐提升旋喷管，以防扭断旋喷管。为保证桩底端的质量，喷嘴下沉到设计深度时，在原位置旋转10秒钟左右，待孔口冒浆正常后再旋喷提升。钻杆的旋转和提升应连续进行，不得中断，钻机发生故障，应停止提升钻杆和旋转，以防断桩，并立即检修排除故障，为提高桩底端质量，在桩底部1.0m范围内应适当增加钻杆喷浆旋喷时间。在旋喷提升过程中，可根据不同的土层，调整旋喷参数。

3.6钻机移位

旋喷提升到设计桩顶标高时停止旋喷，提升钻头出孔口，清洗注浆泵及输送管道，然后将钻机移位。

4旋喷桩施工技术标准

4.1旋喷桩的施工技术要求见下表

旋喷桩施工技术检查表

4.2.1施工前检查

在施工前对原材料、机械设备及喷射工艺等进行检查，主要有以下几方面：

①原材料（包括水泥、掺合料及速凝剂、悬浮剂等外加剂）的质量合格证及复验 告，拌和用水的鉴定结果；

②浆液配合比是否合适工程实际土质条件；

③机械设备是否正常，在施工前应对高压旋喷设备、地质钻机、高压泥浆泵、水泵等作试机运行，同时确保钻杆（特别是多重钻杆）、钻头及导流器畅通无阻；

④施工前还应对地下障碍情况统一排查，以保证钻进及喷射达到设计要求。

⑤施工前检查桩位、压力表、流量表的精度和灵敏度。

4.2.2施工中检查

施工中重点检查内容有：

①钻杆的垂直度及钻头定位；

②水泥浆液配合比及材料称量；

③钻机转速、沉钻速度、提钻速度及旋转速度等；

④喷射注浆时喷浆（喷水、喷气）的压力、注浆速度及注浆量；

⑤孔位处的冒浆状况；

⑥喷嘴下沉标高及注浆管分段提升时的搭接长度；

⑦施工记录是否完备，施工记录应在每提升1m或土层变化交界处记录一次压力流量数据。

4.2.3 施工后检查

施工后主要对加固土体进行检查，包括：

①固结土体的整体性及均匀性；

②固结土体的有效直径；

③固结土体的强度、平均直径、桩身中心位置；

④固结土体的抗渗性。

4.3 成桩质量检查

⑴质量检验时间、内容

施工对喷射施工质量的检验，应在高压喷射注浆结束后1周，检查内容主要为加固区域内取芯实验等。

(2)质量检验数量、部位

检验点的数量为施工注浆孔数的2%～5%，对不足20孔的工程，至少应检验2个点，不合格者应进行补喷。检验点应布置在下列部位：荷载较大的部位、桩中心线上、施工中出现异常情况的部位。

(3)检验方法

旋喷桩的检验可采用钻孔取芯方法进行。

钻孔取芯：在已施工好的固结体中钻取岩芯，并将其做成标准试件进行室内物理力学性能试验，检查内部桩体的均匀程度，及其抗渗能力。