0.6±0.2
1.0±0.3
1.2±0.3
注：
表中N为标准贯入实测锤击数
图5一般桩的平面布置形式图
强度计算容许承载力
[P]=a[σ]A式中[P]——桩的容许承载力（kN）；
kPa）；
a——桩体材料的强度折减系数，a=0.4～0.5；[σ]——桩体材料7cm×7cm×7cm试件的室内平均抗压强度（A——桩的横断面积。
（2）按土体强度计算桩身容许承载力。
[P]=ｕΣfili+A[R]式中[P]——桩的容许承载力（kN）；ｕ——桩身截面周长，按桩的直径计算（m）；fi——各土层的容许摩阻力（kPa）；li——各土层的厚度（m）；A——桩底支承面积，按桩的直径计算（m）；[R]——桩尖处的地基容许承载力（kPa）。
（3）复合地基承载力。
喷量法：
式中Q——需要的喷浆量（m3）；
De——旋喷固结体直径（m）；D0——注浆管直径（m）；
K1——填充率，0.75～0.9；h1——旋喷长度（m）；
K2——未旋喷范围土的填充率，0.5～0.75；h2——未旋喷长度（m）；
β——损失系数，0.1～0.2；
ν——提升速度（m/min）；H——喷射长度（m）；q——单位喷浆量（m3/m）。
根据计算所需的喷浆量和设计的水灰比，即可确定水泥的使用数量。
抽检数为
旋喷桩设计要求，成桩28天后抽芯取样进行无侧限抗压强度试验，
2%，并不小于2根，其无侧限抗压强度不得小于设计要求；地基加固后，复合地基承载力不得小于设计要求。
4工艺流程
高压旋喷桩施工工艺流程图见图6
样在进行试验之前应妥善保存，使土样的物理和化学性能尽可能保持不变。
（4）室内配合比试验。
根据设计要求的喷浆量或现场土样的情况，按不同含水量设计并调整几种配合比，通过在室内将现场采取的土样进行风（烘）干、碾碎，过2～5mm筛的粉状土样，按设计喷浆量、水灰比搅拌、养护、力学试验，确定施工喷浆量、水灰比。
一般水灰比可取1.0～1.5。
为改善水泥土的性能、防沉淀性能和提高强度，可适当掺入木质素磺硫钙、石膏、三乙醇胺、氯化钠、氯化钙、硫酸钠、陶土、碱等外掺剂。
若试验之前土样的含水量发生了变化，应调整为天然含水量。
（5）试桩试验。
根据室内试验确定的施工喷浆量、水灰比制备水泥浆液在试验工点打设数根试桩，并根据试桩结果，调整加固料的喷浆量，确定搅拌桩搅拌机提
升速度、搅拌轴回转速度、喷入压力、停浆面等施工工艺参数。
（6）推土机、挖掘机配合自卸汽车清除地表0.3m厚的种植土，杂物，并将原
地面按设计要求整平，填出路拱。
根据施工现场实际情况，施作临时排、截水设施，并在施工范围以外开挖废泥浆池以及施工孔位至泥浆池间的排浆沟。
（7）按设计要求完成施工放样，用木桩定出桩位，用白石灰作出明显标识。
5.2施工工艺
（1）钻机定位。
移动旋喷桩机到指定桩位，将钻头对准孔位中心，同时整平钻机，放置平稳、水平，钻杆的垂直度偏差不大于1%～1.5%。
就位后，首先进行低压
（0.5MPa）射水试验，用以检查喷嘴是否畅通，压力是否正常。
（2）制备水泥浆。
桩机移位时，即开始按设计确定的配合比拌制水泥浆。
首先将水加入桶中，再将水泥和外掺剂倒入，开动搅拌机搅拌10～20分钟，而后拧开搅
拌桶底部阀门，放入第一道筛网（孔径为0.8mm），过滤后流入浆液池，然后通过泥浆泵抽进第二道过滤网（孔径为0.8mm），第二次过滤后流入浆液桶中，待压浆时备用。
（3）钻孔（三重管法）。
当采用地质钻机钻孔时，钻头在预定桩位钻孔至设计标高（预钻孔孔径为15cm）。
（4）插管（单重管法、二重管法）。
当采用旋喷注浆管进行钻孔作业时，钻孔和插管二道工序可合而为一。
当第一阶段贯入土中时，可借助喷射管本身的喷射或振动贯入。
其过程为：
启动钻机，同时开启高压泥浆泵低压输送水泥浆液，使钻杆沿导向架振动、射流成孔下沉；直到桩底设计标高，观察工作电流不应大于额定值。
三重管法钻机钻孔后，拔出钻杆，再插入旋喷管。
在插管过程中，为防止泥砂堵塞喷嘴，可用较小压力（0.5～1.0MPa）边下管边射水。
（5）提升喷浆管、搅拌。
喷浆管下沉到达设计深度后，停止钻进，旋转不停，高压泥浆泵压力增到施工设计值（20～40MPa），坐底喷浆30s后，边喷浆，边旋转，同时严格按照设计和试桩确定的提升速度提升钻杆。
若为二重管法或三重管法施工，在达到设计深度后，接通高压水管、空压管，开动高压清水泵、泥浆泵、空压机和钻机进行旋转，并用仪表控制压力、流量和风量，分别达到预定数值时开始提升，继续旋喷和提升，直至达到预期的加固高度后停止。
（6）桩头部分处理。
当旋喷管提升接近桩顶时，应从桩顶以下1.0m开始，慢
速提升旋喷，旋喷数秒，再向上慢速提升0.5m，直至桩顶停浆面。
（7）若遇砾石地层，为保证桩径，可重复喷浆、搅拌：
按上述4～6步骤重复
喷浆、搅拌，直至喷浆管提升至停浆面，关闭高压泥浆泵（清水泵、空压机），停止水泥浆（水、风）的输送，将旋喷浆管旋转提升出地面，关闭钻机。
（8）清洗。
向浆液罐中注入适量清水，开启高压泵，清洗全部管路中残存的水泥浆，直至基本干净。
并将粘附在喷浆管头上的土清洗干净。
（9）移位。
移动桩机进行下一根桩的施工。
（10）补浆。
喷射注浆作业完成后，由于浆液的析水作用，一般均有不同程度的收缩，使固结体顶部出现凹穴，要及时用水灰比为1.0的水泥浆补灌。
5.3推荐的主要施工技术参数
（1）单重管法。
浆液压力20～40MPa，浆液比重1.30～1.49，旋喷速度20r/min，提升速度0.2～0.25m/min，喷嘴直径2～3mm，浆液流量80～100L/min（视桩径流量可加大）。
（2）二重管法。
浆液压力20～40MPa，压缩空气压力0.7～0.8MPa。
（3）三重管法。
浆液压力0.2～0.8MPa，浆液比重1.60～1.80，压缩空气压力0.5～0.8MPa，高压水压力30～50MPa。
6推荐使用的主要机具设备主要机具设备见表2
表2主要机具设备表
设备名称
型号
规格
所用机具
单管
法
二重
管法
三重
管法
高压泥浆
泵
SNS-H300水流Y-2
型液压泵
20MPa～50MPa
√
√
高压水泵
3XB型3W6B
50MPa
√
3XB型3W7B
20MPa
钻机
工程地质钻振动钻
√
√
√
泥浆泵
BW-150型
7MPa
√
空气压缩
机
0.8MPa，3m3/min
√
√
泥浆搅拌
罐
200L/min
√
√
√
注浆管
√
√
√
高压胶管
Φ19～22mm工
√
√
√
设备名称
型号
规格
所用机具
单管
法
二重
管法
三重
管法
作压力
7劳动力组织单机作业每班人员组织分工见表3。
表3单机作业每班人员组织分工表
序
职务
人
职责
1
班长
1
全面掌握施工进度、质量和安全
2
钻机司
1
操作钻机，卸接钻杆，维修保养和排除故障
3
泵工
1
操作泥浆泵、清水泵及维修保养
4
空压机
1
操作空压机及维修保养（单重管法不需要）
5
电工
1
负责钻机、电源、电路、工地照明及电气故障排除
6
钳工
1
全面维修保养机具设备
7
普工
2
倒运水泥，操作泥浆搅拌罐及倒灰和过滤
8
普工
2
协助钻机工作（卸接钻杆、冲洗等）
9
技术员
1
掌握施工技术、质量，填写工程日志和记录
合计
11
8质量要求及质量控制要点
8.1旋喷桩施工质量要求旋喷桩施工质量要求应满足表4要求。
表4旋喷桩施工质量标准表
序号
项目
允许偏差
检查数量
检查方法及说明
1
固结体位置（纵横方向）
50mm
抽检2%，但不少于2根
用经纬仪检查（或钢尺丈量）
2
固结体垂直度
1.5%
用经纬仪检查喷浆管
3
固结体有效直径
±50mm
开挖0.5～1m深后尺量
4
桩体无侧限抗压
强度
不小于设计规定
钻芯取样，做无侧限抗压
强度试验
5
复合地基承载力
不小于设计
抽检2‰，
平板荷载试验
规定
但不少于1处
6
渗透系数
不小于设计规定
按设计要求数量
加固体内或围井钻孔注
（压）水试验
注：
钻芯取样做桩体无侧限抗压强度试验、复合地基平板荷载试验和渗透系
数试验应在成桩28天后进行，若设计有其他要求，按设计要求的时间进行检查。
8.2质量控制要点
（1）正式开工前应认真作好试桩工作，确定合理的施工技术参数和浆液配比。
（2）旋喷过程中，冒浆量小于注浆量的20%为正常现象，若超过20%或完全不
冒浆时，应查明原因，调整旋喷参数或改变喷嘴直径。
（3）钻杆旋转和提升必须连续不中断，拆卸接长钻杆或继续旋喷时要保持钻杆
有10～20cm的搭接长度，避免出现断桩。
（4）在旋喷过程中，如因机械出现故障中断旋喷，应重新钻至桩底设计标高后，重新旋喷。
（5）制作浆液时，水灰比要按设计严格控制，不得随意改变。
在旋喷过程中，应防止泥浆沉淀，浓度降低。
不得使用受潮或过期的水泥。
浆液搅拌完毕后送至吸浆桶时，应有筛网进行过滤，过滤筛孔要小于喷嘴直径1/2为宜。
（6）在旋喷过程中，若遇到孤石或大漂石，桩可适当移动位置（根据受力情况，必要时可加桩），避免畸形桩或断桩。
（7）旋喷过程中，应按表4的要求作好施工记录。
表4旋喷注浆记录表
工程名称
钻孔机具
空压机型
高压泵型号
号
水泵型号
注浆管直径
喷嘴孔径
喷嘴个数
设计提升速
设计旋转
设计注浆
度
速度
量
浆液配比
水泥标号
实
旋喷时间
旋转
提升
旋喷
注浆
冒浆
供水
供风
旋
注浆
旋喷
旋喷
压力
际
（时分）
速度
速度
压力
量
量及
压力
压力
喷
孔
深度
（MP
有
开
（r/
（m/
（m3
残液
（MP
（MP
日
编号
（m）
开
结束
a）
效
始
s）
s）
）
状态
a）
a）
期
长度（m
）
现场负责人：
记录人：
8.3质量通病的处理
（1）不冒浆或冒浆量少。
通常原因是加固土层粒径过大，孔隙较多，可采取以下措施：
1）加大浆液浓度，可以从1.1加大到1.3左右继续喷射。
2）灌注粘土浆或加细砂、中砂，待孔隙填满后再继续正常喷射。
3）在浆液中掺加骨料。
4）加泥球封闭后继续正常喷射。
5）灌注水泥砂浆后，再将孔内水泥浆置换成粘土浆，待孔隙填满后继续正常喷射。
（2）冒浆量过大。
通常是有效喷射范围与喷浆量不适应有关，可采取以下措施：
1）提高喷射压力。
2）适当缩小喷嘴直径。
3）适当加快提升速度。
由于冒浆量中含有地层颗粒和浆液的混合体，目前对冒浆中的水泥的分离回收尚无适宜方法，在施工中多采用过滤、沉淀、回收调整浓度后再利用。
（3）凹穴处理。
1）在喷射灌浆完毕时，即连续或间断地向喷射孔内静压灌注浆液，直至孔内混合液凝固不在下沉。
2）在喷射灌浆完成后，向凝固体与其上部结构之间的空隙进行第二次静压灌浆，浆液的配比应为不收缩且具有膨胀性的材料，如采用水泥∶水∶铝粉的配比为9.8∶6.9∶0.3的浆液。
9施工安全注意事项
9.1安全措施
（1）高压泥浆泵、空压机、高压清水泵必须指定专人操作，压力表应定期检修检定，以保证正常工作。
（2）钻机操作人员应具有熟练操作技能。
（3）施工前应检查高压设备和管路系统，其压力和流量（风量）需满足设计要求，应检查管道的耐久性以及管道连接是否可靠，泵体、注浆管及喷嘴内不得有任何杂物，各类密封圈必须良好，无渗漏现象，否则接头断开、软管破裂，将会导致浆液、高压水流飞散、软管甩出等安全事故。
安全阀中的安全销要进行试压检验（试压检验到当地压力容器检验所检验），必须确保在达到规定压力时能断销卸压，绝不能轻易安装未经试压检验的自制安全销。
（4）喷射浆自喷嘴喷出时，具有很高的能量，因此人体与喷嘴之间的距离不应小于60cm。
（5）喷射注浆的浆液目前一般以水泥浆为主，但有时也加入其他化学填加剂，一般说浆液硬化后对人畜均无害，但硬化前的液体进到眼睛里时，必须立即进行充分清洗，并及时到医院治疗。
（6）吊、放喷射管路时，严禁管下站人。
不得将电缆浸泡在水和泥浆中，防止漏电伤人。
9.2环境保护
（1）水泥、石灰细颗粒散体材料，应遮盖存放；运输时必须必须封闭覆盖，不得沿途撒落。
（2）制定洒水防尘措施，指定专人负责现场洒水降尘。
（3）采取有效降噪措施。
（4）不得随意排放废弃的加固料。
10应用实例
高压旋喷桩在秦沈客运专线的应用：
我局承建的A12、A13标段工程，位于锦州
市所辖的凌海市、北宁市及盘锦市所辖的盘山县境内，起迄里程：
DK218+500～
DK263+400，全长35.367km。
DK218+500～DK230+200段，为第四系冲洪积平原，且冲洪积层较厚，地表为旱地种植土，岩性从上到下分别为砂粘土、粘砂土、中砂、细砂、砾砂、圆砾土，层厚不等；细砂、中砂为间或夹层，层厚较薄，下部为花岗岩。
DK230+200～DK241+700段，为第四系滨海平原，地表多为旱地种植土，岩性从上到下分别为淤泥、砂粘土、细砂、中砂、粗砂、圆砾土；细、中粗砂为间或夹层，层厚较薄，砂粘土、圆砾土层厚较厚，以下为花岗岩石。
DK241+700～DK263+400段，为第四系滨海平原，地层依次为淤泥、砂粘土、细砂、中砂、粗砂及圆砾土。
线路路基全长23.5km，其中软土或软弱地基路基长21.156km，地基承载力约为σ0=80～140Pa，相对较低，基岩埋藏较深，路基基底均需通过地基加固处理以提高基底承载力。
（1）旋喷桩工程设计情况。
旋喷桩工点14个，其中路基地基加固10个，涵洞基底地基加固4个。
其中4个涵洞工点设计桩径0.6m，采用间距1.3m的等边三角形布置，桩长均为7.0m，累计桩长4228m。
剩余10个工点设计桩径0.8m，桩长分别为6.0、15.0、16.5、20.0、25.0m，采用间距2.0m的等边三角形布置，累计桩长26022.5m。
（2）施工机械选型。
因设计桩径为0.6m、0.8m，根据同类工程的施工经验，用单管法施工能满足设计要求，故根据同类工程施工经验选定如下配套机械：
武汉力学岩土工程机械厂生产的PH-5B型旋喷桩钻机1台，电机额定功率37kW；天津高压聚能泵厂生产的SNS-H300型高压泵一台，额定功率90kW，额定压力35MPa；沈阳水泵厂生产的BW-150型泥浆泵，电机额定功率3kW；高压管路内径φ19mm，外径φ34mm；主机钻杆内径φ53mm，外径φ76mm；钻头上设一φ2.8mm的喷嘴；主塔高度18.5m；主机是靠液压撑腿调平，支撑导轨式行走，根据设备性能及地面至桩底深度，可一次性成孔。
（3）施工参数。
1）固化剂：
锦西牌普通硅酸盐425#水泥。
外掺剂：
改性高效减水剂和早强剂。
每米桩长水泥喷浆量为241kg，水泥浆液水灰比W/C=1.0，
2）钻杆的转速控制在50r/min左右，提升速度为0.22～0.24m/min，高压泵压力控制在28～30MPa，高压泵流量为80L/min，成桩60m/台班。
（4）施工效果。
旋喷桩工点14个，其中路基10个，涵洞4个，检测14个，合格14个，一次检测合格率100%。
静载荷试验检测工点14个，根据复合地基平板载荷试验检测结果，旋喷桩复合地基承载力均大于设计要求的标准值150kPa。
取芯48根，其中I
类桩47根，II类桩1根，均为合格桩；桩身均完整、桩径均超过设计桩身直径；根据钻探取芯检测结果，28天无侧限抗压强度在2.69～7.18MPa，均满足秦沈客运专线设计要求路基不小于1.2MPa和涵洞不小于2.5MPa的要求。
施工照片见图7、图8。
图7单重管法旋喷桩施工照片图8旋喷桩施工效果照片
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