高压旋喷在边坡支护工程中的灵活应用

高压旋喷在边坡支护工程中的灵活应用摘要：高压旋喷桩技术在国内已经相当成熟，也得到一致认同，但是研究其工艺的灵活应用还是很有必要的。本文由浅及深，从其普通用法再到具体特例项目的应用，展开其应用范围的讨论，就其使用范围的扩大与灵活，阐述了个人对此种工艺的认识，望有助于相关工作的实践。关键词：高压旋喷；边坡；围护；支护1概述所谓高压旋喷，就是利用大功率空压机产生高压气体，经过输气管传输至空心钻杆，钻杆钻头开有气嘴，气嘴喷出高压气体，切割土体。钻头同时设有浆嘴，随着土体的切割搅拌，喷入水灰比合适的水泥浆液，再经过气体搅拌，使原状土体与水泥浆液混合均匀，产生强度较高的水泥土桩。高压旋喷主要利用的是高压气体切割土体，钻杆要求是密闭性好，其钻头不带有金属切割刀片，所已高压旋喷适用于砂性土、粉土、粘性土、淤泥土及淤泥质土，特别适用于河道整治。而高压旋喷桩桩径则由空压机气体压力以及边坡土质决定，通过调控气体压力大小，进而灵活控制有效桩体大直径。边坡支护设计的原则取决于边坡的地质以及边坡开挖深度、重要程度等具体工程情况。边坡支护的出发点就是挡土-防止边坡图因侧向压力不均衡塌方，给坡内施工造成威胁；止水-在挡土的基础上封堵住外部水源的进入，使边坡及坡内施工场地干燥。高压旋喷工艺的灵活应用可以成功满足这两项要求。其施工占用空间小，施工成本低，施工速度块。3高压旋喷桩的应用在深基坑围护设计中，经常可以看到灌注桩的身影，由于其强劲的桩体可以提供足够的抗侧向压力，挡土效果无可匹敌。但是今天我们需要讨论研究的是与其配合的止水工艺。3.1双轴、三轴水泥土搅拌桩止水帷幕灌注桩作为挡土桩，而双轴或者三轴水泥土搅拌桩止水帷幕作为止水桩，这是深基坑边坡围护中常见的组合。当然，这对组合各自发挥所长，其效果是无可质疑的，可以安全有效的保证基坑边坡的稳定。同时，对于土质较好，安全可靠性较高的基坑边坡，笔者认为这对组合完全没有必要，造成了施工材料的浪费。3.2灌注桩桩间的高压旋喷水泥土桩笔者亲身经历一个围护工程，利用灌注桩作为挡土桩，而止水工艺采取灌注桩桩间缝施工高压旋喷桩，使灌注桩和高压旋喷桩粘结牢固，成为一面密不透水的整体墙。灌注桩成桩后，桩体混凝土强度达到一定要求，由于高压旋喷利用高压气体切土，当高压气体遇到混凝土灌注桩桩体时，无法切入，这样高压旋喷施工的水泥土桩体将与灌注桩紧密咬合。实际应用效果来看，其挡土止水效果非常不错，同时相比双轴、三轴水泥土搅拌桩来说，节约了施工工期，节省了施工成本。3.3高压旋喷桩插入型钢（钢管）高压旋喷桩桩体由水泥土硬化而成，水泥土介于刚性桩与柔性桩之间，但是如果在高压旋喷桩搅拌完毕，水泥浆未凝固前，插入型钢，插入的型钢作为桩体的骨架支撑，则复合而成的高压旋喷桩体的刚性将大大提高，其抗侧向力的强度也会进一步加大。由此而成的桩体可以叫做工法桩。此种桩型可以有效的保证边坡侧壁的安全，同时可以大量节约建筑材料，从而降低工程造价、施工成本。下图为工法桩示意图：在一些河道整治工程中，可以采用高压旋喷另一种灵活方式，即高压旋喷插入钢管，形成重力式挡土墙。由于河道边坡围护基本较浅，而且施工操作面往往有限，无法采用双轴或者三轴水泥土搅拌机械施工，并且边坡经过常年河水、地表水冲刷常伴有大量空洞、空穴等客观因素的存在，一个最适合的选择就是高压旋喷桩。高压旋喷桩桩体搅拌完成之后，插入一定规格的钢管，每根复合桩体钢管露出20CM，留作后期锚固所用。当所有桩体施工完毕后，水泥搅拌土桩顶进行抄平，配置钢筋骨架，然后浇筑30cm厚细石混凝土做为压顶，每根桩体受力通过钢管传输到配筋压顶梁，这样所有桩体共同受力，成为一个有效整体。其效果不言而喻。4高压旋喷桩施工控制要点高压旋喷桩可以通过高压气体切土，注浆堵漏，可以对边坡松散土质加固，也可以做为止水帷幕止水，在工程项目中应用十分广泛，但是要想其达到预期的施工效果，就要对其施工过程做到有效控制，否则不但不能达到其应有的效果，还会造成一定的工程损失。4.1施工现场勘察施工图纸确定后，必须到施工现场进行勘察，确定施工范围，以及施工影响范围。清除影响范围内的管线，无法清楚的情况下应做好位置标记。由于切土方式不同于传统钻头，采用高压气体切土，土质软硬对切土效果影响很大，所以施工影响范围存在不确定性。4.2成桩质量的有效控制高压旋喷桩桩径由喷射气体压力决定，并且取决于边坡土质。确定施工压力前应仔细阅读地质勘探报告，研究各种土层分部及厚度。空压机施工压力确定后，有条件应进行欲喷试桩，通过试桩观察实际成桩效果。正常施工过程中，空压机压力表需经校验，输气管道以及钻杆气密性要逐项审查，切实保证喷出气体均匀恒压。施工过程中进尺速度应按设计要求控制。进尺应缓慢，确保每层土体均被切割搅拌，桩体需连贯有效。搅拌次数也是影响桩体完整、均匀性的重要参数，一般采用四搅两喷工艺，即搅拌四次的同时喷射注浆两次。4.3水泥浆液的配比计量随着技术的进步，水泥浆液配比由原来的磅秤重量计量配比，逐步转变为流量计计量。流量计计量准确而又方便，不仅适用于施工用水，同样适用于水泥粉末。根据边坡土质确定切实有效的水灰比，进而转换成体积比，利用流量计准确计量配比。值得一提的是，部分特殊情况浆液中还可加入某些特殊功能的外加剂，例如水玻璃、早强剂等等。5工艺缺陷高压旋喷工艺也存在着自身的缺陷。众所周知，我们脚下的地层呈一层层不同土质的土层分布，不同土层在物理还有化学性质上都存在着巨大差异。土层的软硬决定着搅拌桩桩体的直径，在压力恒定的情况下，不同土层切土深度不尽相同，所以从上而下的桩体将会粗细不均。而每层土质的厚度在不同地点也有差异，从而无法通过调控输出气体压力来控制切土效果，所以想通过高压旋喷工艺得到理想的规则圆柱体桩体几乎不可能实现。高压旋喷钻头普遍采用合金钢制成，但也无法穿透坚硬石头或者混凝土板，如果采用硬打，不仅会损坏钻头，而且施工时间将大大延长，得不偿失。随着建设发展，以后的施工场地普遍存在旧基础等建筑垃圾，如果采用此工艺或许将会花费更多的人力物力于地下障碍物的破除上。6结束语综上所述，高压旋喷工艺和其他桩型的灵活组合应用还是十分值得开发研究的。作为工程