摘要：工程实例结合旋喷桩的基本原理及特征,阐述了旋喷桩在桥梁钻孔桩基础施工中止水固砂的应用，并对旋喷桩的施工工艺进行简单介绍，明确流砂层中施工注意事项。经实践证明，高压旋喷桩在不稳定流砂地质中止水围幕效果良好，对冲积和湖相沉积结合地质条件下的桥梁桩基施工具有一定借鉴作用。
关键词：高压旋喷桩；止水围幕；流砂
中图分类号：U44 文献标识码：B
高压喷射注浆技术于20世纪70年代初期产生于日本，并迅速引进我国，在我国称为“旋喷法”，是在静压注浆方法的基础上，利用喷射流技术，即高压水喷射流切割原理研制开发的地基加固技术。
1 高压旋喷桩的基本原理及工艺
1.1高压喷射注浆通过对土体的切割，以及现场土与水泥浆的搅拌加固土体或者由于空气—水的冲击，在某种程度上使部分土体被浆液置换。高压喷射注浆的基本工艺类型有单管法、二重管法和三重管法。单管法中高压浆液兼作射流介质；二重管法以高压浆液和压缩空气作为射流介质；三重管的射流介质是高压水、压缩空气、浆液［1］。
1.2高压喷射注浆形成固结体主要是下列作用的结果:
(1)切割土作用：喷射流在高压或超高压下，从直径117mm～215mm的喷嘴射出，出口速度高达200m/s，使地基土承受极大的动水压力和沿空隙作用的水力劈裂力，在脉动压力和连续喷射等综合作用下产生破坏。（2）搅拌升扬作用：压缩空气在水束周围形成气幕后，减少水束摩擦力，使其能量不过早消失，有效地提高了3～6倍的喷射长度。空气作用使混合液沿钻孔壁与喷射管路间冒出地面时呈沸腾状，增加升扬搅拌能力，改变地层的颗粒级配。（3）充填挤压作用：连续灌注的浆液充填喷射切割的沟槽，桨柱的静压作用使浆液对原地层产生挤压。（4）浆液固结作用：在静压和脉动注浆作用下，浆液向孔周围地层扩散，提高了原地基的强度和防渗性能［2］。
2 工程实例—昆阳特大桥桥墩桩基础高压旋喷桩止水帷幕加固施工
2.1工程概况
昆阳特大桥是昆明枢纽铁路工程中的一座单线特大桥，位于中谊村车站至昆阳站区间内，该桥中心里程为YD1K37+198.18（起讫里程为YD1K36+694.36～YD1K37+702.00），全长1007.64 m，桥梁结构形式为12×32m+1×16m+异型框架+1×16m+异型框架+1×24m+9×32m，简支梁桥基础为钻孔灌注桩。该桥分别在YD1K36+870处跨越城市公路、YD1K37+215处跨越新建铁路、YD1K37+330处跨越既有铁路。0#～15#墩位于既有铁路右侧，16#～26#墩位于既有铁路左侧。桥墩基坑距离既有铁路最近为6.4m，11#、12#墩位于城市公路人行道上。
该桥离既有公路、铁路较近、工程地质条件复杂、桩基较深。
2.2工程地质、水文条件
桥址位于昆明滇池南侧，地形平坦、开阔。场地表层为人工堆积层，其下为冲积、湖相沉积结合地质。根据设计院地勘查报告，桥址区地质、水文描述如下：
①该地区第四系全新统冲积淤泥质黏土、松软土、泥炭、粉质黏土、粉土、粉细砂和细圆砾土呈断续多层分布，存在多层不稳定流砂层。②粉质黏土、粉土层厚度约为1～3m，粉细砂和细圆砾土层厚度约为1～4.2m，各地质结构层分布不均。③地下水与滇池流域相连通，埋藏浅，存在承压水和沼气。
2.3施工方案
该桥由于粉质黏土、粉土、粉细砂和细圆砾土呈断续多层分布，且承压水较大，形成多层较厚不稳定流砂层。12#、13#、21#、22#墩桩基先后采用旋挖钻、循环钻、冲击钻等成孔方法，采取增加泥浆比重、加高护筒高度、填充黄泥及片石冲击加固等技术措施，均不能成孔。
为确保既有公路、铁路运营安全和钻孔桩有效成孔，经过对13#、22#墩桩基采用高压旋喷桩止水固砂方案进行试验及论证，确定选择二重管高压旋喷桩止水帷幕固砂方案。旋喷桩桩径0.6m，桩长延伸至桥墩桩基以下2m，旋喷桩与钻孔桩中心距1m，旋喷桩咬合0.2m，每根桩基布置16根旋喷桩，旋喷桩平面布置如图1，
2.4高压旋喷桩施工
2.4.1 施工设备
工程施工设备配置如下：
主要施工设备配置表
2.4.2 施工工艺参数
喷浆压力20～25Mpa，提升速度22～25cm/min，旋转速度22～24r/min，水泥浆水灰比：0.8:1，桩体水泥用量为180kg/m。
2.4.3 施工工艺流程
高压旋喷桩的施工工艺流程［3］，如图2所示。
2.4.4 施工过程控制
(1)施工时应根据桩位平面布置图设计的孔位进行施工，确保旋喷桩间咬合20cm。(2)施工时应保证钻孔的垂直偏差不超过1.5 %，桩位偏差不大于50mm。(3)采用双管复喷工艺，用喷水泥浆下管的方式代替原喷水下管工艺。(4)喷射孔与高压注浆泵的距离不宜大于50m，实际孔位、孔深和每个钻孔内的地下障碍物、洞穴、涌水及漏水等情况均应详细记录。(5)当喷射注浆管贯入土中，喷嘴达到设计标高时，即可喷射注浆。在喷射注浆参数达到规定值后，随即按设计要求，提升喷射管，由下而上喷射注浆。(6)高压旋喷注浆应自下而上进行，当注浆管不能一次提升完成时需分数次卸管时，卸管后的搭接长度不得小于100mm，以保证固结体的整体性。(7)对被加固桩基基底需要局部扩大的2米加固范围采用复喷措施。(8)旋喷桩应采用跳开法施工，单桩完成24小时后跳开进行下—桩的施工，保证固结体的整体性。(9)高压喷射注浆过程中，搅拌时间超过4小时的水泥浆液，不宜使用；(10)高压喷射注浆完毕，应迅速拔出喷射管。(11)施工中应严格按照施工参数和材料用量施工，并如实做好各项记录。(12)当高压喷射注浆完毕后，若喷射注浆过程因故中断，短时间(小于或等于浆液初凝时间)内不能继续喷浆时，均应拔出注浆管清洗备用，以防浆液凝固后拔不出管或喷嘴堵塞。
2.4.5 施工效果
桥梁钻孔桩施工期间，孔桩成孔效果良好，既有公路、铁路路基无沉降和位移，说明高压旋喷桩在不稳定流砂地质中止水围幕是成功的，达到了预期目的。
结束语
高压旋喷桩止水帷幕技术以其施工机具简单、施工简便、迅速等特点，广泛应用于公路、铁路、建筑的软土地基处理中，特别是在靠近既有公路、铁路的流沙层地质中进行桩基础施工时，高压旋喷桩止水帷幕技术能有效地控制既有铁路、公路的路基沉降和位移，确保施工期间既有铁路、公路的行车安全。
参考文献
[1]冶金工业部建筑研究总院.地基处理技术第二册喷射注浆法与深层搅拌法［M］.北京：冶金工业出版社，1991.1-31.
[2]朱美花.高压旋喷桩在止水帷幕中的应用［J］.太原理工大学学报，1999，30（6）：640-642.
[3]刘静,胡焕校.旋喷桩在桥梁基础中的新应用[J].中南工业大学学报，2000，31(3)：l99—201.
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