本发明涉及一种高压旋喷桩在人工填石层中的施工方法。
背景技术：
随着城市建设的发展，沿海城市不断进行大规模的填海造地，在填海区域大多原场地属滨海滩涂地貌，后期进行大规模人工填海造陆，其堆填材料主要为花岗岩块石组成，一般块石直径为20～80cm，最大直径可能超过1m，其体积含量大约为55～80%，块石间由碎石、角砾及黏性土充填，且层厚不均匀，结构松散至稍密。同时人工填石层的孔隙潜水同周边河流和海水存在一定的水力联系。在该类区域内进行基坑工程施工时，支护桩间高压旋喷桩止水帷幕的施工因块石及地下水的存在而带来施工困难。常规的高压旋喷桩钻杆钻进功能有限，其适合在土层类进行钻进施工，对于人工填石层易导致设备损坏，提高施工成本，降低施工效率。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是提供一种高压旋喷桩在人工填石层中的施工方法，本方法克服高压旋喷桩钻杆仅适合于土层类钻进施工的缺陷，提高钻杆钻进功能，避免设备损坏，降低了施工成本，有效提高施工效率。
为解决上述技术问题，本发明高压旋喷桩在人工填石层中的施工方法包括如下步骤：
步骤一、施工准备，场地标高平整至露出全部桩头，对于桩头高差超过30cm的，将超差部分截除，根据设计控制坐标，现场精确测定高压旋喷桩位置并作标记，桩机就位，并测量高压旋喷桩孔口高程，控制桩顶标高，同时桩机后台高压泵、搅拌浆池及压缩空气泵安装调试就位；
步骤二、制备流动性小、凝结时间短的水泥浆体，纯水泥浆体的搅拌存放时间，自制备至用完的时间少于2.5小时；
步骤三、引孔施工，高喷台车或露天潜孔钻车就位，将高喷台车或露天潜孔钻车安置于现场精确测设的孔位上，在高喷台车或露天潜孔钻车钻杆安装气动冲击器，使钻头对准孔位中心，并钻杆轴线垂直对准孔位中心；
步骤四、由压缩空气泵提供压缩空气，启动高喷台车或露天潜孔钻车，通过气动冲击器引孔，待气动冲击器钻头穿过填石层后停止引孔；
步骤五、喷射注浆，将高喷台车或露天潜孔钻车钻杆安装的气动冲击器更换为双管旋喷钻头，双管旋喷钻头在地面进行压缩空气、高压水泥浆体试喷，地面试喷合格后，双管旋喷钻头带低压水泥浆体进入引孔；
步骤六、待双管旋喷钻头下到设计深度后，送入符合要求的压缩空气及水泥浆体，喷射1～3min，待注入浆液冒出后，按要求的提升速度自下而上边喷射边提升双管旋喷钻头，直至设计高度，停止送气和浆，提出双管旋喷钻头，完成高压旋喷桩施工。
进一步，所述施工准备中，测定的高压旋喷桩桩位偏差≤50mm。
进一步，所述水泥浆体的水泥材料采用p.o.42.5r普通硅酸盐水泥，水泥浆体的水灰比为1.5，另外掺入2wt‰的三乙醇胺，并且搅拌时间不少于180s。
进一步，所述高喷台车或露天潜孔钻车钻杆与孔位的垂直度不大于1.5%。
进一步，所述压缩空气泵是螺杆空压机，气压0.7～0.8mpa，排气量大于22立方/min。
进一步，所述双管旋喷钻头的送气压力为0.7～0.8mpa、供气量为1～2m3/min、水泥浆体压力为28～30mpa、供浆量为80～120l/min，所述双管旋喷钻头在淤泥层的提升速度为4～5cm/min、在填石层的提升速度为5～8cm/min，所述双管旋喷钻头提升过程转速为5～8r/min。
由于本发明高压旋喷桩在人工填石层中的施工方法采用了上述技术方案，即本方法首先进行施工准备，场地标高平整，测定桩位，同时桩机及后台设备就位；制备流动性小、凝结时间短的水泥浆体；高喷台车或露天潜孔钻车就位，高喷台车或露天潜孔钻车钻杆安装气动冲击器，使钻头对准孔位中心；由压缩空气泵提供压缩空气，启动高喷台车或露天潜孔钻车，通过气动冲击器引孔，待气动冲击器钻头穿过填石层后停止引孔；将气动冲击器更换为双管旋喷钻头并地面试喷，双管旋喷钻头带低压水泥浆体进入引孔；至设计深度后，送入压缩空气及水泥浆体，待注入浆液冒出后，自下而上边喷射边提升双管旋喷钻头，直至设计高度，停止送气和浆，提出双管旋喷钻头，完成高压旋喷桩施工。本方法克服高压旋喷桩钻杆仅适合于土层类钻进施工的缺陷，提高钻杆钻进功能，避免设备损坏，降低了施工成本，有效提高施工效率。
具体实施方式
本发明高压旋喷桩在人工填石层中的施工方法包括如下步骤：
步骤一、施工准备，场地标高平整至露出全部桩头，对于桩头高差超过30cm的，将超差部分截除，根据设计控制坐标，现场精确测定高压旋喷桩位置并作标记，桩机就位，并测量高压旋喷桩孔口高程，控制桩顶标高，同时桩机后台高压泵、搅拌浆池及压缩空气泵安装调试就位；
步骤二、制备流动性小、凝结时间短的水泥浆体，以加快在填石层中水泥浆体的凝结，纯水泥浆体的搅拌存放时间，自制备至用完的时间少于2.5小时；
步骤三、引孔施工，高喷台车或露天潜孔钻车就位，将高喷台车或露天潜孔钻车安置于现场精确测设的孔位上，在高喷台车或露天潜孔钻车钻杆安装气动冲击器，使钻头对准孔位中心，并钻杆轴线垂直对准孔位中心；
步骤四、由压缩空气泵提供压缩空气，启动高喷台车或露天潜孔钻车，通过气动冲击器引孔，待气动冲击器钻头穿过填石层后停止引孔；
步骤五、喷射注浆，将高喷台车或露天潜孔钻车钻杆安装的气动冲击器更换为双管旋喷钻头，双管旋喷钻头在地面进行压缩空气、高压水泥浆体试喷，地面试喷合格后，双管旋喷钻头带低压水泥浆体进入引孔；
步骤六、待双管旋喷钻头下到设计深度后，送入符合要求的压缩空气及水泥浆体，喷射1～3min，待注入浆液冒出后，按要求的提升速度自下而上边喷射边提升双管旋喷钻头，直至设计高度，停止送气和浆，提出双管旋喷钻头，完成高压旋喷桩施工。
优选的，所述施工准备中，测定的高压旋喷桩桩位偏差≤50mm。
优选的，所述水泥浆体的水泥材料采用p.o.42.5r普通硅酸盐水泥，水泥浆体的水灰比为1.5，另外掺入2wt‰的三乙醇胺，并且搅拌时间不少于180s。
优选的，所述高喷台车或露天潜孔钻车钻杆与孔位的垂直度不大于1.5%。
优选的，所述压缩空气泵是螺杆空压机，气压0.7～0.8mpa，排气量大于22立方/min。
优选的，所述双管旋喷钻头的送气压力为0.7～0.8mpa、供气量为1～2m3/min、水泥浆体压力为28～30mpa、供浆量为80～120l/min，所述双管旋喷钻头在淤泥层的提升速度为4～5cm/min、在填石层的提升速度为5～8cm/min，所述双管旋喷钻头提升过程转速为5～8r/min。
本方法中水泥浆体搅拌机的转速和拌和能力应与高压注浆泵的排浆量相适应，并应能保证均匀、连续地拌制浆液，保证高压喷射注浆的连续供浆需求量。钻机安装定位要准确、水平、稳固，为保证钻孔达到设计要求的垂直度，钻机就位后须作水平校正。喷射灌浆过程中，作业人员必须时刻检查注浆的流量、气量、压力以及提升速度等施工参数是否符合设计要求，并且随时做好记录。在填石层中喷射注浆时应当注意地面返浆情况，若地面无冒浆，或冒浆量少，应当降低提升速度，以便水泥浆体能够充分填充块石间缝隙，保证止水帷幕的施工效果。为解决凝结体顶部因析水而出现凹陷现象，每当喷射结束后，随即在喷射孔内进行静压充填灌浆，直至孔口液面不再下沉为止。当喷射到设计高度施工完毕后，应及时将各管路冲洗干净，不得留有残渣，以防堵塞。
本方法对于高喷台车或露天潜孔钻车无法自行钻孔施工的填石区域，通过采用气动冲击器成孔，在穿过填石层后，再采用双管旋喷钻头进行高压旋喷桩施工，适用于在人工大规模填海造陆区域进行高压旋喷桩施工，特别是解决存在较大厚度的人工填石层、块石层内进行高压旋喷桩成孔的施工问题。