中铁建南方建设投资有限公司
摘要：本文通过对旋喷注浆法的加固原理和在六沾增建二线W6标段涵洞基础加固施工中应用情况的介绍，以工程实例说明单管旋喷法的施工工艺、施工质量检测方法，并提出施工中应注意的问题，旨在推广旋喷注浆法在地下工程中的应用
关键词：高压；旋喷法；施工
1、加固原理
旋喷注浆法是把底部带有特殊喷嘴的注浆管置人土层中预定深度，利用高压水泥浆切割原状土后，借助注浆管的旋转和提升运动，使高压水泥浆与崩落下来的土充分搅拌混合，经过区一段时间凝固在土体中形成圆柱状固结体，从而加固地基的方法.根据注浆的方法，分为单管法、双管法和多重法，这里介绍的是最简便实用的单管旋喷注浆法，其形成的固结体称为旋喷桩，此法对于含有粗糙土、砂砾土的软弱地基加固具有其他方法所不及的优越性，在六沾铁路涵洞基础的地基加固施工中得到了广泛应用。
2、工程概况
六沾二线W6标段DK417+600框架涵，线路经过地段为一既有小河，常年流水。涵底位于松软土层上，涵底0～6m范围内为粘土，下为灰岩，地基承载力不足。根据设计图纸，采用高压旋喷桩进行地基加固，加固后复合地基承载力特征值fspk≥0.15MPa，设计桩间距d=0.5m，按梅花形布置。旋喷桩体无侧限抗压强度平均值fcu≥2.5MPa。总设计数量258根，桩平均长度7.4m。
3、施工准备
3.1施工机具
旋喷注浆的主要机具：SH-30型地质钻机及SNH-H30高压灰浆泵和配用的小型机具。
3.2主要材料
1）水泥：宣威宇恒水泥厂共创牌普硅42.5袋装水泥，经试验各项指标满足注浆要求。
2）水采用地下水，经检验符合施工用水标准。
3）所有材料由现场值班技术人员采用配备的计量器具量取投入使用。
4.施工工艺
4.1工艺流程
4.1.1钻机就位
将场地清理平整达到施工条件，根据桩位布置图在场地上布孔，把钻机安装到施工位置，使钻头对正桩位中心，对点误差不大于50mm，并检查钻机的垂直度。采用低压（O.5MPa左右）水进行射水试验，确认喷嘴畅通，压力正常方可使用.
4.1.2钻孔
射水试验结束后，即可开始钻孔，水压由0.5MPa提高到1.OMh，一根钻杆用完后，停止曹射水，接长钻杆，继续施钻直到达到设计标高为准；停止射水拧下第一根钻杆，放入钢球堵住射水孔，再安上钻杆。
4.1.3制浆
制浆工作与钻也同时进行，把水先加入搅拌桶内，再加入水泥和早强剂，开动搅拌机拌和10~20min，拧开搅拌桶底部的阅门，浆液流人过滤筛进行两次过滤，过滤结束后浆液放人浆液池内。采用高压泥浆泵抽取浆液，注人注浆管准备喷浆.
4.1.4旋喷
高压泥浆泵将水泥浆注入注浆管，浆液压力达到14~24MPa，旋转钻杆待浆液从孔底冒出地面后开始提升钻杆，边喷浆、边旋转、边提升，待第一根钻杆完全提出地面后，停止喷浆，迅速拆除此根钻杆而后恢复喷浆，当浆液压力恢复至旋喷压力〈2OMPa左右〉后，重新开始提升钻杆，依次循环作业，直至喷嘴提升至桩顶设计标高后继续采用低压5MPa左右喷浆1～2min。
4.1.5终孔
旋喷结束后先停机、停水，继续用泥浆泵低压（5MPa）注浆，待浆液返回孔口方可停浆，尔后提出钻杆、将喷嘴冲洗干净，将钻机移至新位置作业.
4.2施工注意事项
4.2.1每次拆换一根钻杆后应将喷嘴自原高度下插l00mm左右，以高压复喷2min，再开始提升.钻杆实施下一循环的旋喷作业。
4.2.2旋喷作业过程因机械故障等中断后，下一次作业应重新钻孔至设计孔底然后实施旋喷、作业。
4.2.3旋喷过程出现压力骤升或骤降时应停止作业，提出钻杆，查明原因方可恢复施工.
4.2.4旋喷过程中，往往有一定量的土粒随着部分浆液沿注浆管壁冒出地面，一般此量小于注浆量的20%，当其大于注浆量的20%或完全不冒浆时，应查明原因并采取相应措施。
4.2.5通过不同地层的分界位置时，应对此位置上、下各不小于0.4m的高度范围复喷一次以确保质量.
4.2.6无论钻孔或旋喷作业过程中钻机的垂直度都必须控制在1.5%以内，以有效防止因钻在点机倾斜过大产生的加固深度不能满足设计要求的情况。
4.2.7施工中所有材料必须在有效使用期限内，并经试验合格方可投入使用。施工的所有原始资料均应保存完整。
4.3施工组织
该工点引进旋喷设备两套，每套设备设置一个施工班组，每班组由7~8人组成，技术员1名，负责施工全过程的技术管理工作，包括原始资料的记录、质量监督及施工过程出现问题的处理和反馈等。组长1名，负责该机组的指挥，协调各工序以便正常作业。操作工3名，机械工l名，辅助工人2名。采取两班制作业，每班8h，每套机械每日完成16~18根桩。
4.4高压旋喷桩质量检验
旋喷桩的质量检测包括桩体的整体性及抗压强度，本工点采用单桩复合地基承载试验及桩身无侧限抗压强度试验，也是六沾二线采用的检测方法。根据铁路桥涵工程施工质量验收标准TB10415-2003，桩身无侧限抗压强度取总桩数2%，并不少于5根，单桩复合地基承载力试验取总桩数的2‰，并不少于1根。本段无侧限抗压强度试验由我方中心实验室进行试验，取6根桩体进行试验，无侧限抗压实测值为3.9MPa、4.6MPa、5.1MPa、4.4MPa、4.3MPa、4.6MPa，符合设计强度等级≥2.5MPa。单桩复合地基承载试验委托云南航天质量无损检测站有限公司进行检测，取1根进行检测，成桩后28天进行检测。单桩复合地基承载力特征值fspk=157kpa，符合地基承载力设计要求。
5结束语
旋喷注浆法加困地基施工机具简单、噪音及振动小、施工速度快、成本低，且工艺易于掌握，经对复合地基的沉降观测表明，这种方法加固地段沉降量较砂桩、袋装砂井、插塑板、碎石桩等加固段小得多，这也说明旋喷注浆法加固地基效果是良好的，如果在旋喷桩中插入粗钢筋或型钢，用以实施较大深度的土质基坑、水下基坑的围护，这将使此方法得到更广泛的应用。