技术摘要：
本发明公开了一种适用于富水砂层的三重管高压旋喷桩施工方法，该方法包括：一、测量定位并挖设排浆沟；二、进行试桩试验；三、制备施工注浆孔护壁浆液；四、钻设施工注浆孔并加固孔壁；五、制备并喷射加固水泥浆；六、清洗旋喷管；七、移位。本发明对在富水砂层进行三  全部
背景技术：
旋喷桩是利用钻机将旋喷注浆管及喷头钻置于桩底设计高程，将预先配制好的浆 液通过高压发生装置使液流获得巨大能量后，从注浆管边的喷嘴中高速喷射出来，形成一 股能量高度集中的液流，直接破坏土体，喷射过程中，钻杆边旋转边提升，使浆液与土体充 分搅拌混合，在土中形成一定直径的柱状固结体，从而使地基得到加固。传统的旋喷桩施工 工法在施工过程中需要先钻孔在注浆，从而使地基得到加固，但由于富水砂层地质条件差， 施工难度大，采用传统的施工方法先进行钻孔再进行注浆，可能会导致在注浆过程中钻孔 的塌陷，对后续施工造成影响，不能实现加固的作用。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种适用于富 水砂层的三重管高压旋喷桩施工方法，该方法对在富水砂层进行三重管高压旋喷桩施工工 法进行了优化，避免了在富水砂层进行旋喷桩施工时，由于富水砂层含水量较大造成的塌 孔现象，提高了在富水砂层中进行施工的施工效率；通过对富水砂层中的注浆孔进行护壁 注浆划分，不同深度采取质量比不同的护壁浆液进行加固，细化了注浆孔的加固工作，提高 了注浆孔的稳定性。 为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：适用于富水砂层的三重管高压 旋喷桩施工方法，富水砂层的地下结构包括由上至下依次布设的无水区、潜水区、静压承水 区和动压承水区，其特征在于：包括以下步骤： 步骤一、测量定位并挖设排浆沟：按照设计要求进行施工放样工作，利用木桩沿着 施工地面的长度方向定出施工桩位并用白石灰作出标识；在施工范围以外挖设排浆沟； 步骤二、进行试桩试验，过程如下： 步骤201、选取试验桩位：在确定好所述施工桩位的施工现场外选取与施工现场地 质相近的区域作为试验场地并确定多个试验桩位； 步骤202、试验前准备工作：将三重管高压旋喷桩机移动至选取的试验场地处，将 三重管高压旋喷桩机的旋喷管的钻头对准所述试验桩位中心，使三重管高压旋喷桩机旋喷 管的垂直度偏差维持在1％～1.5％之间；同时对旋喷管的喷嘴进行低压射水试验，确保旋 喷管的喷嘴正常工作； 步骤203、确定护壁注浆区域的类型：当注浆孔的孔段位于无水区时，该孔段所在 的区域为第一类护壁注浆区域，执行步骤204；当注浆孔的孔段位于潜水区时，该孔段所在 的区域为第二类护壁注浆区域，执行步骤205；当注浆孔的孔段位于静压承水区时，该孔段 所在的区域为第三类护壁注浆区域，执行步骤206；当注浆孔的孔段位于动压承水区时，该 5 CN 111608690 A 说　明　书 2/9 页 区域为第四类护壁注浆区域，执行步骤207； 步骤204、对第一类护壁注浆区域进行护壁注浆试验：启动三重管高压旋喷桩机使 三重管高压旋喷桩机的旋喷管钻设多个第一试验注浆孔，所述第一试验注浆孔位于第一类 护壁注浆区域内，按照水和水泥的质量比为(1～4):1制备第一类护壁浆液，钻设每个第一 试验注浆孔前在三重管高压旋喷桩机的压浆车内放置不同配比的所述第一类护壁浆液，边 钻孔边对孔壁进行注浆，注浆完毕后对所述第一试验注浆孔进行测量，当所述第一试验注 浆孔的钻渣实际方量与无水区钻渣设计方量之间的差值不超过1m3时，得到所述第一类护 壁浆液的水和水泥的质量比； 步骤205、对第二类护壁注浆区域进行护壁注浆试验：启动三重管高压旋喷桩机钻 设多个第二试验注浆孔，所述第二试验注浆孔的底部位于所述第二类护壁注浆区域内；位 于所述第一类护壁注浆区域内的所述第二试验注浆孔的孔段按照步骤204中获取的水和水 泥的质量比在三重管高压旋喷桩机的压浆车内配制所述第一类护壁浆液，对位于所述第一 类护壁注浆区域内的所述第二试验注浆孔的孔段进行注浆； 所述旋喷管钻设至所述第二类护壁注浆区域时，按照水和水泥的质量比为(1～ 4):1提前制备第二类护壁浆液，对位于第二类护壁注浆区域内的所述第二试验注浆孔的孔 段边钻孔边对孔壁进行注浆，注浆完毕后对所述第二试验注浆孔位于所述第二类护壁注浆 区域内的孔段进行测量，当所述第二试验注浆孔的钻渣实际方量与潜水区钻渣设计方量之 间的差值不超过1m3时，得到所述第二类护壁浆液的水和水泥的质量比； 步骤206、对第三类护壁注浆区域进行护壁注浆试验：启动三重管高压旋喷桩机钻 设多个第三试验注浆孔，所述第三试验注浆孔的底部位于所述第三类护壁注浆区域内；位 于所述第一类护壁注浆区域内的所述第三试验注浆孔的孔段按照步骤204中获取的水和水 泥的质量比在三重管高压旋喷桩机的压浆车内配制所述第一类护壁浆液，对位于所述第一 类护壁注浆区域内的所述第三试验注浆孔的孔段进行注浆；位于所述第二类护壁注浆区域 内的所述第三试验注浆孔的孔段按照步骤205中获取的水和水泥的质量比在三重管高压旋 喷桩机的压浆车内配制所述第二类护壁浆液，对位于所述第二类护壁注浆区域内的所述第 三试验注浆孔的孔段进行注浆； 所述旋喷管钻设至所述第三类护壁注浆区域时，按照水和水泥的质量比为(0.8～ 3):1提前制备第三类护壁浆液，对位于所述第三类护壁注浆区域内的所述第三试验注浆孔 的孔段边钻孔边对孔壁进行注浆，注浆完毕后对所述第三试验注浆孔位于所述第三类护壁 注浆区域内的孔段进行测量，当所述第三试验注浆孔的钻渣实际方量与静压承水区钻渣设 计方量之间的差值不超过1m3时，得到所述第三类护壁浆液的水和水泥的质量比； 步骤207、对第四类护壁注浆区域进行护壁注浆试验：启动三重管高压旋喷桩机钻 设多个第四试验注浆孔，所述第四试验注浆孔的底部位于所述第四类护壁注浆区域内；位 于所述第一类护壁注浆区域内的所述第四试验注浆孔的孔段按照步骤204中获取的水和水 泥的质量比在三重管高压旋喷桩机的压浆车内配制所述第一类护壁浆液，对位于所述第一 类护壁注浆区域内的所述第四试验注浆孔的孔段进行注浆；位于所述第二类护壁注浆区域 内的所述第四试验注浆孔的孔段按照步骤205中获取的水和水泥的质量比在三重管高压旋 喷桩机的压浆车内配制所述第二类护壁浆液，对位于所述第二类护壁注浆区域内的所述第 四试验注浆孔的孔段进行注浆；位于所述第三类护壁注浆区域内的所述第四试验注浆孔的 6 CN 111608690 A 说　明　书 3/9 页 孔段按照步骤206中获取的水和水泥的质量比在三重管高压旋喷桩机的压浆车内配制所述 第三类护壁浆液，对位于所述第三类护壁注浆区域内的所述第四试验注浆孔的孔段进行注 浆； 所述旋喷管钻设至所述第四类护壁注浆区域时，按照水和水泥的质量比为(0.8～ 3):1提前制备第四类护壁浆液，对位于所述第四类护壁注浆区域内的所述第四试验注浆孔 的孔段边钻孔边对孔壁进行注浆，注浆完毕后对所述第四试验注浆孔位于所述第四类护壁 注浆区域内的孔段进行测量，当所述第四试验注浆孔的钻渣实际方量与动压承水区钻渣设 计方量之间的差值不超过1m3时，得到所述第四类护壁浆液的水和水泥的质量比； 步骤三、制备施工注浆孔护壁浆液：按照步骤207中的配比提前制备施工注浆孔护 壁浆液，根据施工注浆孔的钻设深度，在所述三重管高压旋喷桩机的压浆车内提前放置对 应的所述施工注浆孔护壁浆液； 步骤四、钻设施工注浆孔并加固孔壁：启动三重管高压旋喷桩机使三重管高压旋 喷桩机的旋喷管在步骤一中标识的位置处垂直钻设施工注浆孔，当所述施工注浆孔到达不 同的区段深度时选用不同配比的所述施工注浆孔护壁浆液对其孔壁进行注浆，在施工注浆 孔内形成护壁层； 步骤五、制备并喷射加固水泥浆：当三重管高压旋喷桩机的旋喷管钻进至设计深 度后停止钻进，位于所述第四类护壁注浆区域的所述施工注浆孔的孔段，制备第一类加固 水泥浆并将配制好的所述第一类加固水泥浆放置在压浆车中并喷射至所述施工注浆孔的 底部，在施工注浆孔的底部喷浆需持续30s，然后边提升旋喷管边继续对施工注浆孔位于所 述第四类护壁注浆区域的孔段进行喷浆；位于所述第三类护壁注浆区域的所述施工注浆孔 的孔段，制备第二类加固水泥浆并将配制好的所述第二类加固水泥浆放置在压浆车中，边 提升旋喷管边对施工注浆孔位于所述第三类护壁注浆区域的孔段进行喷浆；位于所述第二 类护壁注浆区域的所述施工注浆孔的孔段，制备第三类加固水泥浆并将配制好的所述第三 类加固水泥浆放置在压浆车中，边提升旋喷管边对施工注浆孔位于所述第二类护壁注浆区 域的孔段进行喷浆；位于所述第一类护壁注浆区域的所述施工注浆孔的孔段，制备第四类 加固水泥浆并将配制好的所述第四类加固水泥浆放置在压浆车中，边提升旋喷管边对施工 注浆孔位于所述第一类护壁注浆区域的孔段进行喷浆；直至所述旋喷管的管底提升至与施 工注浆孔孔口平齐，停止注浆，待所述加固水泥浆凝固后形成加固旋喷桩；其中，所述第一 类加固水泥浆中水和水泥的质量比、所述第二类加固水泥浆中水和水泥的质量比、所述第 三类加固水泥浆中水和水泥的质量比和所述第四类加固水泥浆中水和水泥的质量比依次 增加； 步骤六、清洗旋喷管：用清水清洗三重管高压旋喷桩机中所有管路中残余的加固 水泥浆，直至将所有管路清洗干净；同时将粘附在旋喷管管头上的土清洗干净； 步骤七、移位：沿着施工地面的长度方向将所述三重管高压旋喷桩机移至标识的 下一个定好的桩位处，重复步骤三至步骤六，完成所有所述加固旋喷桩的浇筑。 上述的适用于富水砂层的三重管高压旋喷桩施工方法，其特征在于：所述第一试 验注浆孔的直径、所述第二试验注浆孔的直径、所述第三试验注浆孔的直径、所述第四试验 注浆孔的直径和所述施工注浆孔的直径均相等且其取值范围为600mm～1000mm。 上述的适用于富水砂层的三重管高压旋喷桩施工方法，其特征在于：步骤204中， 7 CN 111608690 A 说　明　书 4/9 页 制备第一类护壁浆液采用的水和水泥的质量比为1:1、2:1、3:1或4:1。 上述的适用于富水砂层的三重管高压旋喷桩施工方法，其特征在于：步骤205中， 制备第二类护壁浆液采用的水和水泥的质量比为1:1、1.5:1、2:1、2.5:1、3:1、3.5:1或4:1。 上述的适用于富水砂层的三重管高压旋喷桩施工方法，其特征在于：步骤206中， 制备第三类护壁浆液采用的水和水泥的质量比为0.8:1、1:1、1.3:1、1.5:1、1.8:1、2:1、 2.3:1、2.5:1、2.8:1或3:1。 上述的适用于富水砂层的三重管高压旋喷桩施工方法，其特征在于：步骤207中， 制备第四类护壁浆液采用的水和水泥的质量比为0.8:1、1:1、1.3:1、1.5:1、1.8:1、2:1、 2.3:1、2.5:1、2.8:1或3:1。 上述的适用于富水砂层的三重管高压旋喷桩施工方法，其特征在于：步骤五中，所 述旋喷管的喷射速度为40r/min～50r/min，所述旋喷管的提升速度为0.3r/min～0.5r/ min。 上述的适用于富水砂层的三重管高压旋喷桩施工方法，其特征在于：步骤五中，当 所述旋喷管的管底提升至距离施工注浆孔孔口1m时，提升旋喷管的喷射速度，使所述旋喷 管的喷射速度达到50r/min，对所述施工注浆孔持续注浆；当所述旋喷管的管底提升至距离 施工注浆孔孔口0.5m时，降低旋喷管的喷射速度，使所述旋喷管的喷射速度达到35r/min， 对所述施工注浆孔持续注浆，直至所述旋喷管的管底提升至与施工注浆孔孔口平齐，停止 注浆。 上述的适用于富水砂层的三重管高压旋喷桩施工方法，其特征在于：步骤五中，所 述加固旋喷桩注浆完成后，需要在所述加固旋喷桩的顶部进行补浆作业，其中，补浆作业采 用的水泥浆由质量比为1:1的水和水泥制成。 本发明与现有技术相比具有以下优点： 1、本发明对在富水砂层进行三重管高压旋喷桩施工工法进行了优化，避免了在富 水砂层进行旋喷桩施工时，由于富水砂层含水量较大造成的塌孔现象，施工投入成本较低， 提高了在富水砂层中进行施工的施工效率。 2、本发明通过对富水砂层中的注浆孔进行护壁注浆划分，不同深度采取质量比不 同的护壁浆液进行加固，细化了注浆孔的加固工作，提高了注浆孔的稳定性，防止在施工过 程中因注浆孔的塌陷对施工进度造成影响。 3、本发明通过对不同的护壁注浆区域进行多次试验，得出最接近施工区域施工注 浆孔的内部护壁注浆液的质量比，避免因实验差距较大造成的施工注浆孔护壁不稳定的情 况。 4、本发明根据划分的护壁注浆区域类型对加固水泥浆进行对应的比例调整，对施 工注浆孔旋喷形成的加固旋喷桩的结构进行了优化了，进一步提升了所述加固旋喷桩的支 撑作用，使其在富水砂层的地质环境下能更好的对地基进行加固。 综上所述，本发明对在富水砂层进行三重管高压旋喷桩施工工法进行了优化，避 免了在富水砂层进行旋喷桩施工时，由于富水砂层含水量较大造成的塌孔现象，提高了在 富水砂层中进行施工的施工效率；通过对富水砂层中的注浆孔进行护壁注浆划分，不同深 度采取质量比不同的护壁浆液进行加固，细化了注浆孔的加固工作，提高了注浆孔的稳定 性。 8 CN 111608690 A 说　明　书 5/9 页 下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。 附图说明 图1为本发明的流程图。 图2为本发明加固施工注浆孔的施工状态示意图。 图3为本发明喷射加固水泥浆的施工状态示意图。 图4为本发明旋喷结束的施工状态示意图。 附图标记说明: 1—施工地面；          2—三重管高压旋喷桩机；  3—旋喷管； 4—无水区；            5—施工注浆孔；          6—压浆车； 7—潜水区；            8—静压承水区；          9—动压承水区； 10—加固旋喷桩；       11—护壁层。