作者简介：宋艳清（1981－），男，河北沧县人。硕士，从事道路与
岩土工程的研究。E-
mail ：songyanqing1205@163.com 。高压旋喷桩在南港工业区道路软基处理中的应用
宋艳清，郭抗美，许凯军
（河北工业大学，天津300401）
摘
要：天津市南港工业区为典型的滨海软基，软弱地基处理是其道路建设中面临的最大问题。
研究表明高压旋喷桩对滨海软土地基处理而言，是一种经济、有效的方法。
关键词：软土地基；高压旋喷桩；喷浆中图分类号：U443.15
文献标志码：B
文章编号：1003－8825（2011）05－0169－030
引言
高压喷射注浆法是利用工程钻机成孔，将旋喷注浆管置于预计的地基加固深度，通过旋转并提升注浆管，将预先制备好的水泥、水玻璃等材料作为主固化剂的浆液或水、空气，通过高压发生设备产生的一定压力，从喷嘴中喷射出来，冲切、扰动、破坏土体，把土粒和浆液强制拌和，浆液凝固后在土中形成一个固结体，即旋喷桩。它具有增大地基强度、提高地基承载力、止水防渗、减少支挡结构物土压力、防止砂土液化和降低土的含水量等多种功能。
高压喷射注浆法受土层、土的粒度、土的密度、固化剂粘性、硬化时间影响小，主要适用于处理淤泥、淤泥质土、粘性土、粉土、黄土、砂土、人工填土和碎石等地基。高压喷射注浆法的基本工艺类型有单重、二重、三重管施工方法，在路基下的软基处理中为防止进一步泥化，多采用单管旋喷法。
南港工业区为天津市“双城双港”城市空间发展
战略规划的重要部分，位于天津滨海新区南部片区的大港区，其东临渤海湾。地质属典型滨海软土地基，其地下多为淤泥与淤泥质粘土，地下水位高、埋深浅，渗透系数小，浅层天然地基承载力较低，压缩性大，软基处理难度大，给道路的设计、施工带来很大困难。利用高压旋喷桩来处理软土路基，能有效地提高地基承载力，减小沉降，尤其在桥头过渡段软基处理时能很好解决桥头跳车问题。现以某公路工程实例说明高压旋喷桩在南港工业区软土地基处理中的应用。1
工程概况
某公路位于南港工业区一期工程范围内，道路为东西走向，是南港工业区整体开发建设先期实施的道路之一。道路等级：主干路Ⅰ级标准；双向八车道，计算行车速度V =60km /h 。其场地地质情况见表1。
表1
地质资料表
土层号土层名称厚度/m 状态描述
Ⅰ人工填土层
1.00 3.10呈褐色，软塑，主要由粉质粘土、粘土、淤泥质土质组成，属高压缩性土。Ⅱ－1Ⅱ－2Ⅱ－3全新统中组海相沉积层
第一亚层 2.50 4.50粉质粘土，呈灰色，流塑－软塑，有层理，含贝壳，属中－高压缩性土。第二亚层10.90 12.80淤泥质粘土、软粘土，流塑－软塑，有层理，含贝壳，属中－高压缩性土。第三亚层
1.20
2.20粉质粘土，呈灰色，软塑，有层理，含贝壳，属中压缩性土。
Ⅲ全新统下组沼泽相沉积层 1.00 2.20主要由粉质粘土、粘土组成，呈黑灰－浅灰色，软塑－可塑，无层理，含有机质、腐植物，属中压缩性土。
Ⅳ
全新统下组陆相冲积层
未穿透此层
主要由粉质粘土组成，呈褐黄色，可塑，属中压缩性土。
2软基处理方案：
根据《公路路基设计规范》
，一级公路一般路段容许工后沉降≤30cm ，桥台与路堤相邻处≤10cm 。根据计算，公路一般路段的地基，采用浅层换填的方法，能满足地基对承载力与变形的要求。但对桥头过渡段处地基，采用相同的处理方法，沉降过大，易产
·
961·宋艳清，等：高压旋喷桩在南港工业区道路软基处理中的应用
生桥头跳车现象。
考虑桥头过渡段对地基承载力与变形的要求（地基承载力≥110kPa ，工后沉降≤10cm ），以及南港工业区，软土层厚度较深的特点，如采用常用的超载预压法或粉喷桩、水泥搅拌桩复合地基处理法，效果难尽人意，工后易产生较大沉降。高压旋喷桩设备简单、复合地基承载力大，工后沉降小，施工速度快，施工质量易于控制（可通过孔口冒浆颜色判断浆液配比变化情况），相对工程造价也较为合理。
通过经济、加固处理效果及工期等方面进行综合对比分析，决定使用高压旋喷桩处理方法。
为保证桥头沉降均匀过渡，桥头30.0m 范围内采用高压旋喷桩进行深层加固地基处理，靠近桥头15.0m 范围内（A 区）桩长16.0m ，远离桥头15.0m 范围内（B 区）桩长14.0m ，桩距1.6m ，桩径0.6m ，正三角形布置。桩顶设置50cm 级配碎石褥垫层。加固处理设计见图1
。
图1桥头路基加固处理
3
复合地基承载力计算
［1，2］
复合地基承载力标准值可按式（1）计算
f sp ·k =m R k d
A p
+β（1－m ）f sk （1）
式中f sp ·k ，f sk 分别为复合地基、桩间土的承载力标准值，kPa ；β为桩间土承载力折减系数；m 为复合地
基置换率，m =A p /A ，其中A p 为桩体面积，m 2
；A 为
对应的加固面积，m 2；R k d
为搅拌桩的单桩竖向承载力标准值，kN ，取式（2）计算结果的小值
R k d =η·f cu ·k ·A p
R k d =q s ·u p ·l +ξ·A p ·q p （2）式中f cu ·k 为桩身试块在室内标准养护条件下，28天
龄期无侧限抗压强度标准值，kPa ；u p ，l 分别为桩身周长和桩长，m ；q s 为桩周土的平均摩阻力标准值，对于淤泥可取5 8kPa ，淤泥质土可取8 12kPa ，粘性土可取8 12kPa ；q p 为桩端土的天然地基承载力标准值，kPa ；ξ，η分别为折减系数，可取ξ=0.4 0.6，η=0.35 0.50。
经计算，16.0m 桩复合地基承载力标准值f spk 为125kPa ，14.0m 桩复合地基承载力标准值f spk 为115kPa 。4
沉降计算
复合地基的沉降主要由两部分组成，一部分为被加固区域的沉降S 1，另一部分为被加固区域下部（下卧层）未被加固的土体部分沉降S 2。则总沉降量S 为
S =S 1+S 2
对于S 2，采用传统的分层总和法计算沉降；对于S 1，采用地基复合模量方法进行计算。经计算，桥头处理后复合地基的最大沉降量为17.1mm 。5
施工工艺
［3－5］
（单管旋喷法）（1）钻机就位。钻机安放在设计孔位上，使钻杆轴线垂直对准孔位，并固定好钻机，施工时旋喷管的允许倾斜不得大于1.5%。
（2）钻孔。使用76型旋转振动钻机，成孔后，校验孔位、孔深及垂直度是否符合设计要求，钻机口平面位置与设计位置偏差不得大于50mm 。
（3）下注浆管。钻孔完成后插入喷射注浆管。在下管过程中，为防止泥砂堵塞喷嘴，可边射水边下管，水压力一般要求小于1MPa 。
（4）喷射注浆作业。旋喷管下到预定深度后立即搅拌浆液，开始自下而上旋喷作业。旋喷过程中严格控制旋转和提升速度，随时观察孔口冒浆颜色，根据冒浆情况随时调整。值班人员必须时刻注意检查浆液的注浆流量、压力、旋转提升速度等参数。喷射注浆压力不小于2MPa ，旋喷提升速度为20 25cm/min ，注浆管旋转速度为20 25r /m 。
（5）冲洗器具。喷射作业完成后，将注浆管等机具冲洗干净，管道内不得残存水泥浆。对于不合格的桩，应在其点位附近进行补喷。
（6）移动机具。将钻机等机具设备移到新孔位。6
处理效果检测
（1）取芯检测。施工结束28天后，对高压旋喷桩进行取芯检测，钻孔6个，从取出的芯样情况看，
桩身完整性较好，芯样的无侧限抗压强度值在2.5 4.6MPa 之间。
（2）承载力检测。高压旋喷桩施工结束后28天，做单桩承载力静载试验与复合地基承载力静载
·071·路基工程
Subgrade Engineering
2011年第5期（总第158期）
试验。静载试验结果，16.0m 桩单桩承载力≥275kPa ，复合地基承载力≥125kPa ；14.0m 桩单桩承载力≥250kPa ，复合地基承载力≥115kPa 。（3）变形和沉降观测。施工期间，桥头过渡段设置的9个沉降观测点中，最大沉降量为9mm 。施工结束后3个月的月累计沉降量在2mm 左右，软基处理效果比较理想。7
结语
南港工业区濒临渤海，存在大范围的软土地层，
且厚度大，对于这类滨海软弱地基，高压旋喷桩有较好的地基加固效果，有效解决了桥头跳车的问题，其
工艺简单、质量易于控制、加固深度较深有明显优点。参考文献：
［1］刘玉卓．公路工程软基处理［M ］．北京：人民交通出版社，2002．［2］JTJ017－96，公路软土地基路堤设计与施工技术规范［S ］．北京：人民
交通出版社，1996．
［3］焦恩远．旋喷注浆（桩）施工法［J ］．探矿工程（岩土钻掘工程），
1986（5）．
［4］邓红卫．旋喷注浆在建筑物加固纠偏中的应用［J ］．矿产研究与开发，
2002，22（1）：50－51．
［5］胡强．旋喷注浆及静压注浆在公路路基加固中的运用［J ］．安徽地质，
2006，16（4）：290－291，294．
Application of High-pressure Jet Grouting Pile in Soft Foundation Treatment
in Nangang Industrial Area
SONG Yan-qing ，GUO Kang-mei ，XU Kai-jun
（Hebei University of Technology ，Tianjin 300401，China ）
Abstract ：Tianjin Nangang Industrial Area is the typical coastal soft foundation and its treatment is the biggest problem in road construction．It is shown from research that high-pressure jet grouting pile is an economic and
effective method for the treatment of coastal soft foundation．
Key words ：soft foundation ；high-pressure jet grouting pile ；檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭
concrete mortar blowing
（上接第168页）
Experimental Study on Air-boosted Vacuum Preloading for Zhuhai West Station
Soft Foundation in Guangzhou-Zhuhai Railway
YU Jiang
（Beijing Railway Construction Co．，Ltd．of China Railway Sixth Engineering Group ，Beijing 100036，China ）
Abstract ：This paper introduced a new type vacuum preloading technology —air-boosted vacuum preloading
applied in Zhuhai West Station Soft Foundation in Guangzhou-Zhuhai Railway．In order to verify the
applicability of air-boosted vacuum preloading ，four different designed sections are set on site to separately
analyze surface settlement ，layered settlement and pore water pressure．The test results showed that air-boosted vacuum preloading improved settlement in preloading period and shortened consolidation time．Key words ：air-boosted vacuum preloading ；soft soil ；station foundation
·
171·宋艳清，等：高压旋喷桩在南港工业区道路软基处理中的应用下载本文
