摘要：本文利用下沉式公路隧道基坑开挖为例，从概念原理、施工工艺、施工控制要点、注意事项及施工后止水效果分析，简要地介绍了灌注桩和高压旋喷桩止水帷幕施工技术在基坑开挖中的应用。
关键词：灌注桩 高压旋喷桩 止水帷幕 技术
1前言
灌注桩由钢筋混凝土构成，钢筋混凝土本身具有自防水功能，在城市中灌注桩多采用商品混凝土，商品混凝土流动性大，自密性强，防水效果好，而灌注混凝土桩直径达到1.2米，能起到防水、止水作用。
高压旋喷桩是利用工程钻机钻孔至要求深度后，利用高压旋喷台车把安装有水平喷嘴的注浆管下到设计标高，用高压泥浆泵等设备使喷嘴以一定压力把浆液喷射出去，高压射流冲击切割土体，使一定范围内的土体结构破坏，浆液与土体搅拌混合固化，并随注浆管的旋转和提升形成圆柱形桩体，凝固后便在土体中形成圆柱形状。 灌注桩和高压旋喷桩止水帷幕是将前面两者结合施工，就是在基坑开挖之前四周进行灌注桩施工，后在灌注桩外侧施加高压旋喷桩，利用两种桩成桩后的材料特性，结合起来形成止水帷幕，从而达到基坑防水、止水及支护的目的。
旋转喷嘴2工艺原理
高压旋喷桩是利用钻机等设备，把安装在注浆管底部侧面的特殊喷嘴置入土层预定深度，用高压泥浆泵等装置，以20MPa左右的压力把浆液从喷嘴中喷射出去冲击破坏土体，同时借助注浆管的旋转和提升运动，使浆液从土体上剥落下来的土搅拌混合固化，随着注浆管的旋转和提升而形成圆柱形桩体，经过一定时间的凝固，便在土体中形成圆柱形状、有一定强度、与相邻灌注桩体相互咬合成一体的固结体，从而形成灌注桩和高压旋喷桩的止水帷幕，起到止水及土体加固作用。
3施工工艺及控制要点
灌注桩和高压旋喷桩止水帷幕施工因灌注桩桩径及施工方法不同及高压旋喷桩桩径及施工方法不同而稍有不同，现以广州市黄埔东路石化路口下沉公路隧道为例，就钻孔灌注桩和高压旋喷桩止水帷幕施工工艺及控制要点等几方面进行技术分析。
3.1工程概况
广州市黄埔东路石化路口下沉公路隧道全长360米，宽38.2米，最大开挖深度13.3米，采用明挖法施工，其中采用灌注桩和高压旋喷桩止水及支护有268米，灌注桩406根，高压旋喷桩404根。灌注桩采用直径为1.2米的钻孔灌注桩，桩间距为1.4米；高压旋喷桩直径为0.8米，桩间距亦为1.4米。高压旋喷桩布置在钻孔灌注桩中间位置的外侧，高压旋喷桩与两边灌注桩分别搭接咬合0.2米。
3.2 施工工艺
结合实际情况，钻孔灌注桩和高压旋喷桩止水帷幕先进行钻孔灌注桩施工，在钻孔灌注桩强度达到50%后进行高压旋喷桩施工。其施工工艺流程：灌注桩测量定位——灌注桩钻孔施工——灌注桩清孔——灌注桩钢筋笼及砼施工——灌注桩砼等强——高压旋喷桩定位——高压旋喷桩钻机就位——高压旋喷桩钻孔施工——高压旋喷注浆施工。
3.3施工控制要点
3.3.1 钻孔灌注桩定位：钻孔灌注桩桩位严格按计算坐标施放，确保外侧支护桩在设计轴线
上且桩中心间距为1.4米，保证桩位正确。
3.3.2灌注桩钻孔施工：护筒埋设后，钻机对准施放的桩位后进行钻孔施工，钻孔开始要慢速钻进以掌握好桩孔的位置、垂直度、孔径等，待钻头全部进入地层后，方可加速钻进，钻孔过程中时刻掌握钻孔的垂直度等，确保钻孔质量。
3.3.3灌注桩钢筋笼及混凝土灌注施工：钻孔灌注桩钢筋笼严格按设计图纸制作，安装采用汽车吊吊装，吊装过程中尽量防止钢筋笼碰撞孔壁，焊接钢筋笼时保证焊接质量。钢筋笼吊装后清孔，待清孔完毕后灌注水下混凝土。钻孔灌注桩混凝土灌注前应检查混凝土的均匀性、塌落度等性能，灌注时首批混凝土的数量能满足填充导管底部和埋设导管1米以上深度的需要，灌注过程中，注意控制导管的埋置深度在2~6米。在钻孔灌注桩钢筋笼和混凝土施工过程中，严格按规范施工，确保钻孔灌注桩施工质量。
3.3.4高压旋喷桩定位：（1）根据设计钻孔灌注桩桩位及高压旋喷桩桩位平面关系图计算出高压旋喷桩桩位坐标；（2）用全站仪施放出钻孔灌注桩外侧高压旋喷桩的确切桩位并在桩位中心做上明显和稳定的标记；（3）用卷尺丈量高压旋喷桩与相邻灌注桩桩心距离，确保高压旋喷桩桩位准确且与两灌注桩均咬合0.2米。
3.3.5高压旋喷桩钻机就位：钻机就位利用钻机的自行行走，移动钻机到设计孔位，采用全站仪或水准仪调整好钻杆垂直度，且使钻头对准桩点，为防止钻杆倾斜，可加重钻杆的底部重量，并在钻进过程中用线锤随时进行检查钻杆垂直度。
3.3.6高压旋喷桩钻孔施工：钻进成孔：先采用工程钻机成孔，钻孔时，引孔口径为Φ100mm，终孔直径不小于Φ90mm，终孔深度为设计要求深度以下500mm。引孔钻进时，一般采用清水钻进，若出现塌孔，可采用优质膨润土作为制浆用主要材料。如采用双重管引孔旋喷一体机，则引孔由旋喷台车自身完成。
3.3.7高压旋喷水泥浆液制备：采用合格的325号普通硅酸盐水泥，浆液水灰比为1:1~1.5:1,水泥掺量为18%，采用高速搅拌机搅拌，纯拌合时间不少于1min ,且应连续制浆。搅拌时，由送浆工对浆液浓度、密度、温度和时间等进行检测和记录，据此控制浆液质量。
3.3.8高压旋喷注浆施工
（1）地面试喷：钻孔验收后，高压旋喷台车就位并对准孔口后，为了检查高压系统的完好性以及是否能够满足使用要求，应进行地面试喷。
（2）开喷：喷管先到指定深度后，拌制水泥浆液，即可供浆、供风、供水开喷。喷浆时参数：浆液压力大于20Mpa，旋转速度为8～12r/min，提升速度6～12cm/min，液浆流量80～120L/min。喷浆时待压力参数和流量参数均达到要求，且孔口已返出浆液时，即可按既定的提升速度进行喷射注浆。
（3）高压旋喷注浆应保持全孔连续一次作业，作业中因拆卸喷射管而停顿后，重复高压旋喷注浆长度不小于30cm。
（4）在高压旋喷注浆过程中，出现压力突降或骤增、孔口回浆浓度和回浆量异常，甚至不返浆等情况时，应查明原因后及时处理。
（5）当孔内出现严重漏浆，可采取以下措施进行处理：A.降低喷射管提升速度或停止提升；B.降低喷水压力、流量进行原地注浆；C.喷射浆液中掺加速凝剂；D.加大浆液密度或灌水泥砂浆、水泥粘土浆；E.向孔内冲填砂、土等堵漏材料。
（6）在高压旋喷注浆过程中，水泥用量根据现场土层情况确定，保证180～250kg/m。
（7）供浆正常情况下，孔口回浆密度变小，不能满足设计要求时，应采取加大进浆密度或
进浆量的措施予以处理。
（8）装、卸喷射管时，采取密封、加快装卸动作等措施以防止喷嘴堵塞。
（9）高压旋喷注浆结束后，充分利用孔口回浆或水泥浆液对已完成孔进行及时回灌，直至浆液面不下降为止。
（10）施工中应如实记录高压旋喷注浆的各项参数、浆液材料用量、异常情况及其处理等。
4施工注意事项
4.1、钻孔灌注桩和高压旋喷桩位置的准确度及成桩质量影响着两种桩成桩后的咬合程度及止水效果，故施工中要求两种桩的中心位置偏差均不大于2cm，桩孔倾斜度及垂直度偏差均不大于1%且严格确保成桩后的桩径。
4.2、高压旋喷桩水泥浆拌制的质量及高压喷射时施工参数的控制直接影响水泥浆液与土体的固结度，从而影响高压旋喷桩质量及其自身的止水效果，故施工过程中严格控制水泥浆
液拌制参数和喷浆施工参数，经常检查浆液的浓度、密度及泥浆（水）泵的压力、浆液流量、钻机转速、提升速度及耗浆量等。
4.3、喷射过程中，应注意观察冒浆情况以及了解土层情况，喷射注浆的大致效果和喷浆参数是否合理。冒浆量小于注浆量20%为正常现象，超过20%或完全不冒浆，应查明原因并采取相应措施。
4.4、喷射注浆作业后，由于浆液析水作用，一般均有不同程度的收缩，使固结桩体顶部出现凹穴，所以应及时用水灰比为0.6的水泥浆进行补灌，并预防其他钻孔排出的泥土或杂物进入。
5结束语
根据工程实际，高压旋喷桩的作用直径可达到0.8米，灌注桩之间的土体仅有0.2米，且高压旋喷桩与相邻灌注桩均咬合0.2米，而高压旋喷桩每米的灌浆量为180~250kg,高压旋喷桩与灌注桩及灌注桩之间的土体固结后，有效地将基坑外围水予以截止。从挖出的槽壁观察，也证明了这一点：挖出的高压旋喷桩和和钻孔灌注桩结合紧密，高压旋喷桩将水泥和
土融为一体，表皮呈水泥灰，与周边的土体颜完全不一样，表面致密呈圆弧形状，用物件敲击高压旋喷桩时，不宜撬动及无碎块掉落。实践证明：钢筋混凝土灌注桩与高压旋喷桩结合形成止水帷幕施工，对土体的扰动小、施工后止水效果好，较好地保证了基坑开挖的施工安全、质量及进度。
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