工程实例-旋喷桩用于桥梁基础加固工程实例

一、工程概况

北京至哈尔滨的新建公路上的4座公路桥，建成后多处沉降开裂。1989年4月，东北岩土工程公司承担了北京—哈尔滨新建公路上4座桥基础的加固工作。4月中旬至6月底共完成旋喷孔 26个、计203延米，注入水泥123t。

二、工程地质条件

需加固的混凝土桥基下为软塑粉质粘土、淤泥和粉细砂。其他资料不详。

三、设计计算

经反复研究论证，决定采用单管旋喷进行处理.以形成桩径为 0.5～0.8m 的水泥、粘土，细砂固结体，固结体的设计强度为3.0MPa，单桩承载力为 300~500kN。桥基加固平面和剖面如图10.6.4和图10.6.5所示。

四、试验研究

在相似的地层条件下，做旋喷试验，然后开挖，摸清所用的参数和浆液配比。试验所使用的参数和所得的结果如表10.6.2所示。旋喷浆液的水灰比为1∶1。

从试验桩开挖情况看，在粉质粘土地层中，旋喷桩有效直径在0.5m. 以上;在淤泥细砂层中，有效直径能达到0.7m，且桩身的均匀性和完整性都好。

五、施工方法

（一）施工工艺

造孔采用金钢石和硬质合金钻进行，为了避免对桥基产生大的影响，对同一墩台钻孔分次序进行。

在高压喷注水泥浆之前，先喷注高压清水.在地层中形成一个被高压清水破坏了的圆柱体，其直径为0.4~0.8m，近似于用泥浆钻孔的方法钻出一个类似孔径的钻孔，这样，喷注水泥浆时，可以减少水动力对地层的破坏作用，从而提高喷头提升速度，减少水泥消耗。

高压喷注清水时，喷头不是按常规自下而上地喷，而是与硬质合金钻头结合，自上而下地喷，边喷边下管。当喷头用高压清水喷至孔底时，立刻换用水泥浆，边旋转边提升喷头，使施工程序优化，减少了故障隐患，取得了良好的效果。

旋喷施工后经过1～2d，由于旋喷固结体析水收缩，在基础底板和固结体顶端之间产生凹穴，深度多在0.5m.以内。为弥补凹穴，使基础底板与固结体良好接触。又将喷头置于固结体的顶下约0.5m处。用水泥浆复喷，喷至基础底板。以上工作完成后，用0.6∶1的水泥浆进行封孔。为保证封孔质量，采用多次间歇封孔方法，直至灌到水泥浆不再下沉为止。

施工要点如下∶

1.浆液要多层过滤，防止堵塞喷头，还要采用合理的工艺和操作顺序，防止孔内返砂堵塞喷嘴。注意观测压力的变化，防止损坏机械及事故的发生。

2.要根据地层情况选择合理的施工参数。

3.啧头进入坚硬孔壁或套管后要及时停喷，防止水射流和胶管反弹伤人。

（二）施工机具

施工所使用的主要机具设备如表10.6.3所示。

六、质量检验

为了检验旋喷效果，对旋喷桩进行了钻孔检查，并对桥基进行沉降观测，对裂缝也进行了检测。对 K20孔进行的岩芯取样表明，固结体中的平均取芯率为 80%，固结体中的水泥含量为40%~60%，水泥与淤泥、粉细砂等搅拌均匀，旋喷固结体与原基础底板接触良好，没有发现裂隙存在。

岩芯分析说明，固结体水泥含量较高，与原地层搅拌均匀，桩身强度超过设计的要求，如表10.6.4所示。

从表10.6.6中看到，桥的沉降值较小。5月末后沉降趋于稳定，这也说明旋喷施工对桥基影响不大。对凹穴的处理和封孔也是成功的，从岩芯及钻进情况看，没有发现裂缝存在。该工程获水利部松辽委1989年度全优工程奖。