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一、高压旋喷桩加固机理

二、高压旋喷桩施工方案（单管法）

一、高压旋喷桩加固机理

高压旋喷是高压喷射注浆法的一种，是将带有特殊喷嘴的注浆管插入设计的土层深度，然后将水泥浆以高压流的形式从喷嘴内射出，冲击切削土体。土体在高压喷射流的强大动力等作用下，发生强度破坏，土颗粒从土层中剥落下来，与水泥浆搅拌形成混合浆液。一部分细颗粒随混合浆液冒出地面，其余土粒在射流的冲击力、离心力和重力等力的作用下，按一定的浆土比例和质量大小，有规律地重新排列。这样从下向上不断地喷射注浆，混合浆液凝固后，在土层中形成具有一定强度的固结体,并且固结体呈圆柱状。

DB15／T 1358-2018 露天煤矿生态恢复牧草复垦技术规程.pdf高压旋喷桩的基本工艺类型有：单管法、二重管法、三重管法和多重管法等四种方法。使用较多的是单管法和二重管法。

单管法是利用钻机把安装在注浆管（单管）底部侧面的特殊喷嘴，置入土层预定深度后，用高压泥浆泵等装置，以20KPa左右的压力，把浆液从喷嘴中喷射出来冲击破坏土体，使浆液与从土体上崩落下来的土搅拌混合，经过一定时间凝固，便在土中形成一定的固结体。

二重管法是使用双通道的二重注浆管。当二重注浆管钻进到土层的预定深度后，通过在管底部侧面的一个同轴双重喷嘴，同时喷射出高压浆液和空气两种介质的喷射流冲击破坏土体。即以高压泥浆泵等高压发生装置喷射出20KPa左右的浆液，从内喷嘴中高速喷出，并用0.7KPa左右压力把压缩空气从外喷嘴中喷出。在高压浆液和它外环气流的共同作用下，破坏土体的能量显著增大，最后在土中形成较大的固结体。

二、高压旋喷桩施工方案（单管法）

单管法高压旋喷桩主要的施工机具设备包括：高压泵、钻机、浆液搅拌器等。高压旋喷桩主要的施工机具设备规格、技术性能要求见表1。

旋喷施工常用主要机具设备表

旋喷用的水泥采用42.5级普通硅酸盐水泥。水泥浆水灰比为1:1，稠度过大，流动缓慢，喷嘴常易堵塞，增加排除故障时间，影响施工进度。稠度过小对强度有影响。为消除离析，一般加入水泥用量3%的陶土、0.9%的碱。浆液宜在旋喷前1小时内配置，使用时滤去硬块、砂石等，以免堵塞管路和喷嘴。

一套设备施工需要配备的劳动力见表2。

负责协调指挥各工序的操作，控制加固质量，排除施工中的各种故障。

按设计施工工艺，正确操纵钻机和提升检查维修机械。

负责水泥浆的制作，保证施工的连续性。

统计材料用量，记录泵送时间，清洗输料管。

负责设备的安装和安全使用。

负责施工记录，操纵电器控制仪表，并进行质量检查。

首先清理、整平场地，然后依据布桩图，使用全站仪对施工桩位进行标记。

（2）试桩及确定工艺参数

为保证施工质量须进行试桩，以校验和确定施工工艺参数是否合理。通过试桩确定成桩直径为600mm的高压旋喷桩施工工艺参数如下：

注浆管：提升速度为15cm／min；

旋转速度为17转/min；

浆液压力：20Mpa；流量＞60L/min；

将钻机安放在设计孔位上，使钻头对准孔位中心，纵横向偏差不得大于20mm。为保证钻孔达到规范要求的垂直度偏差1％以内，钻机就位后，必须作水平校正，使钻杆轴线垂直对准孔位，并固定好桩机。

钻孔插管是将喷管插入地层预定的深度。在钻孔插管过程中，为防止泥砂堵塞喷嘴，可边射水、边插管，水压力一般不超过1MPa，若压力过高，则易将孔壁射塌。

旋喷管插入预定深度后，自下而上进行喷射作业，成桩过程中严格按试桩工艺参数控制。施工过程中值班技术人员注意时刻检查浆液初凝时间（正常时水灰比1:1初凝时间为2小时左右）、注浆流量、压力、旋转提升速度等参数是否符合设计要求，并随时做好记录。当浆液初凝时间超过2小时应及时停止使用该水泥浆液。

喷射作业完成后，应把注浆管等机具设备冲洗干净，管内、机内不得残存水泥浆。冲洗方法是将浆液换成水，在地面上喷射，以便把泥浆泵、注浆管和软管内的浆液全部排除。

把钻机等机具设备移到新孔位就位。

（1）旋喷前须检查高压设备和管路系统，其压力和流量表必须满足设计要求。下管前必须检查注浆管路是否畅通，接头密封是否良好。

（2）在插管过程中，为防止泥沙堵塞喷嘴，可边射水边插管，水压一般不超过1MPa。

（4）重复喷射：在不改变喷射技术参数的条件下，对同一孔位作重复喷射，既能增加土体破坏的有效长度，从而加大固结体的直径或长度和提高固结体强度，复喷时全部喷浆，复喷的次数愈多，固结体直径加长的效果愈好。

（5）施工时，加强前台与后场供浆配合密切，后场停止供应时，应及时通知前台，防止断桩和缺浆。再次供浆时，喷头需插入到停浆点0.5m以下，待恢复供浆时再提升。如停止时间超过3小时，需将输浆管卸下进行清洗。

（6）所用水泥浆，水灰比不得随意更改，要保证水泥质量，水泥要过筛，其细度应在标准筛上的筛余量不大于15%，禁止使用受潮，过期的水泥。

（7）喷射注浆孔与高压泵距离不能过长DB21／T 3398-2021标准下载，防止高压软管过长，沿程压力损失增大，造成实际喷射压力降低。

（8）当桩顶接近标高时，为保证桩头的施工质量，旋转提杆至设计标高以下1m喷浆提升时，采用慢速，控制在10cm/s以内。

（9）喷射结束后，若发现浆面下降应立即在喷射孔内进行静压充填，直至浆液面不再下流为止。

1、施工前先打一组试桩（3根），从而确定施工的各项参数，如钻进速度，提升速度和旋转速度等，确定机械需配备的人员。开工前组织施工人员进行技术交底，施工中根据质量工程要求召开质量专题会，不得使用不合格的施工机具及不合格或失效的水泥。

2、钻机开孔前必须复核孔位、孔距，检查钻机的水平度、轴垂直度。钻进时应避免钻机的剧烈振动，跳动及钻杆摆动，确保钻机垂直度。

3、控制旋喷的压力和提升及旋转速度，确保加固范围内每一深度的喷浆饱满。

4、用比重秤或比重计来检查拌制的水泥浆是否符合设计要求。技术人员应经常检查每延米用浆量和水泥用量是否满足要求。

5、钻到终孔深度后，技术人员应及时检查验收孔深及孔斜率DB32／T 3963-2020标准下载，以确保以上技术指标达到设计要求。

6、随时检查施工记录，对照施工工艺对每根桩进行质量评定。对不合格的桩，视具体情况采取补救措施。