板桩码头工程应用高压喷射注浆的施工技术探讨

刘勇

摘 要：高压喷射注浆技术在世界上的应用上看是比较先进的，而高压喷射注浆技术在板桩码头施工中的应用，近年来在我国各项工程被广泛的采用，对于我国在这方面，由于设备的陈旧，施工方法的落后以及工作效率的低下等问题，高压喷射注浆技术的优点就越显得明显和先进，高压喷射注浆技术在板桩码头施工中的应用也就越显得时间上的紧迫，操作技术上的经验匮乏。所以今天这个论文，希望可为类似工程在高压喷射注浆技术在板桩码头施工中应用经验和技巧上提供参考价值。

关键词：高压喷射注浆 板桩码头 施工

垂直喷射的可倾斜和水平喷射是高压喷射注浆技术的两种喷射方法。在国内市场发展大好，工程建设要求日趋变高的情况下，这项技术的及时引进对推动我国企业快速发展将有着很高的贡献。对我国工程企业在世界项目上地位的确立也是有举足轻重的作用。对打入国际市场提供了高科技的保障。

1.高压喷射注浆的工作作机理和类型

其实高压喷射注浆机器的工作机理是非常好理解的，就是把带有喷嘴的注浆管，通过钻机钻进到我们想要达到的位置，只要是在地质和机器能够允许的情况下就可以。具体情况是通过我们的专用增压设备，把浆液或者是水增压到20～40MPa的高压，这些带有巨大压力的浆液或者水通过事先钻到地下指定位置的带有喷嘴的注浆管的喷嘴喷射出来，当这些浆液在大能量的快速推进中，细小的粒便很快的从土层中脱落。而且这种推进是脉动状的，像脉冲一样，持续有力，当喷射流动的压力超过我们要建设的土层的结构强度时，有一少部分细小的土粒，随着这种超压下的浆液飞出水面，达到我们的目的，在这种强有力地冲击下和离心力的作用中，其余的大部分土粒会和浆液按照一定的比例均匀的混合，最后重新排列，当浆液凝固后，这些浆液土粒混合成固体，最后浆液和土层混为一个整体，这样高压喷射注浆的工作就圆满完成了，以上我的详细叙述就是高压喷射注浆的工作作机理的全部过程，应该是很好理解的。高压喷射注浆的喷射方式有很多种，但都是一些过去的应用方法。因为固结体的形成和喷射的方向有一定的关系，喷射的方法不同，形成的固结体就不一。过去有一种定向喷射，顾名思义，就是机器在喷射的时候方向是固定不变，而形成固结体的形状像墙壁状。另一种是旋转喷射法，旋转喷射法就是在喷射的时候，喷嘴一面喷射一面旋转和上升，喷嘴不停地旋喷，固结体形成圆柱状。目前，板桩码头工程应用高压喷射注浆施工主要有四种方法，即单管法、二重管法、三重管法和多重管法。下面我们就一一分析一下其中单管法、二重管法及三重管法工作的机理都是怎样的。

1.1单管法

单管法就是将安装在注浆管（单管）底部侧面的，装有特殊喷嘴的装置，利用钻机钻入预定的深度，然后再用高压泥浆泵以20～40MPa的压力将注浆管里的浆液从特殊喷嘴中喷射出来，使其冲击破坏土体，借助注浆管的旋转提升运动，让浆液与崩落下来的土混合，使浆液和土层中的沙粒按照均匀的顺序充分混合，在经过一定时间的凝固后，形成圆柱状的固结体，这种固结体是和其周围的土层完全能够结合到一起的，这样在工程中的应用就非常有效率有质量。这种单管喷射法在日本则称之为CCP工法。虽然名字不一样，但是其工作的机理都是一样的。

1.2二重管法

二重管法和单管法有着非常的相似之处，其他的大体不差，都是利用钻机等设备，把事先安装在注浆管底部侧面的一个同轴双重喷嘴，当二重注浆管钻进到土层预定深度后，用专业的增压泥浆泵以20～40MPa的压力，同时利用管底部侧面的一个同轴双重喷嘴，内喷嘴高压浆液，外喷嘴以0.7MPa左右的压力喷射空气，用这两种介质喷射流来冲击破坏土层，不同于单管的一个喷嘴只是喷射出浆液。这样通过这两种介质能够更加充分的让这三者混合，通过高压浆液和外圈环绕气流的共同作用下，冲击破坏土体的程度比单管法更有效，在土体中形成比单管法圆柱体直径更大的圆柱状固结体。日本将这种方法称为JSG工法。

1.3 三重管法

三重管法和上述的方法大致相同，不同的是三重管法运用三个特殊喷嘴装置，分别喷射水、浆液、空气。是利用水和气流冲切土体，形成较大的空隙，在将浆液注入，从而在土体里形成比单管及二重管法大的圆柱状固结体。

2.高压喷射注浆技术在板桩码头施工中的实际案例应用

2.1某海关缉私码头基本资料

某海关缉私码头工程，因为码头风急浪高，因此高压旋喷桩设置每个相邻钻孔桩之间。板桩码头地下墙采用钻孔桩排型，下面我们就进行这次实践中高压喷射注浆技术在板桩码头施工中的具体方法进行探讨。该海关缉私的板桩码头工程全长157.8m，东侧87.4m，西侧70.4m，前沿港池底标高为-3.2m。结合工程地质及实际情况，我们决定选用单管法高压旋喷桩施工。

2.2高压旋喷桩施工的前期准备情况

首先根据实际情况我们确立了单管法高压旋喷桩施工的方法，然后对照设计图纸，核实具体的设计孔位是否妨碍了施工和现场的其他工作，没有事最好不过，如果有问题，立即与各个参建单位进行沟通，立即提出解决方法；另外在项目附近搭设一个临时的小型仓库，存放一些所需施工材料，方便使用和保管；关键是要把灌注桩的后侧填满土，当土填至设计水位的+1.54m左右，把灌注桩，旋喷桩露出，后侧的土也要挖到一样的高度，形成一条顺岸而下的施工槽；然后用槽钢搭设钻机的导轨平台。材料方面也准备就绪，袋装425普通硅酸盐水泥82袋，都放在了临时仓库内。机械设备方面，一台XPB-90B高压泥浆泵，一台MGJ-50锚杆工程钻机和一台泥浆搅拌机都已经到位等待开工。

2.3施工工艺

工艺流程：钻机就位→钻机开孔、插管、浆液配置→喷射注浆→移动机具，进入下一孔施工（参见图1）。

根据板桩码头地下墙的实际情况采用由西往东依次施工的顺序进行施工。严格按照施工流程的具体规定，先由钻机就位，然后钻机开孔，其次是插管，最后浆液进行喷射，喷射时要达到预定的压力和喷浆量从下而上注浆，见图2。

流程虽然是正确的，而且都很顺利，但是在最后一道工序中，出现了冒浆回灌现象。在观察高喷施工过程中，发现冒浆时冒浆量超过20%不冒浆技术员发现后及时应做好了记录，经过一番仔细研究之后发现了原因，旋喷完毕后，及时向孔内补浆直至浆液面不再下沉为止。最后冲洗机具并移动机具，清理现场杂物，最终离开施工现场。

工程结束后，公司验收完毕，由珠海市交通工程质量监督检测站和广州海建监理公司对旋喷桩进行了抽心强度检验，对固结体有效直径量测看是否符合标准，检查中一共开挖并检测了3根桩，质量均能满足设计要求，说明工艺没问题，板桩码头后方，锚碇墙施工时整体开挖至标高+0.00，开挖后旋喷桩顶部有效直径均已超过设计的500mm。最终审定质量合格。

3.总结

高压喷射注浆技术在码头施工中应用广泛，此技术处理码头等软土地基具有一定优越性，本文通过对高压喷射注浆技术类型的介绍，工作机理细致的分析，并根据实际工程案例进行探讨。让大家对这项新技术系统的全方位的了解，希望能对该技术的推广起到一定作用。

参考文献：

[1]阎明礼.地基处理技术[M].北京：中国环境科学出版社，1996.267-318.

[2]徐至钧，全科政.高压喷射注浆法处理地基[M].北京：机械工业出版社，2004.

[3]叶书麟，韩杰，叶观宝.地基处理与托换技术[M].北京：中国建筑工业出版社，1994（2）.322-353.endprint