超大直径旋喷桩在市政地下工程中的应用论文_彭菊

中铁十一局集团城市轨道工程有限公司 湖北省武汉市 430074

摘要:旋喷桩施工技术是上世纪70年代提出的一种施工技术,它对于现代工程的建设有着重要的作用,特别是市政工程的加固、防水、打桩方面有着非常明显的作用,这对于现今国内市政工程大量建设的背景下,有着积极的作用,以下从几方面论述旋喷桩施工技术在市政工程中的应用。

关键词:高压旋喷桩技术;市政工程;超大直径

1.高压旋喷桩施工技术的概述及特点

1.1高压旋喷桩施工技术的概述

高压旋喷桩施工技术是近代提出的一种施工技术,它是通过工程钻机打孔至特定深度后,利用高压喷旋台车通过喷嘴以一定的压力把特定的浆液喷射出去,高压的浆液击击打冲击切割土体,使特定范围内的土体结构破坏,然后浆液与土体混合固化,伴随着注浆管的旋转和提升逐渐形成的柱体结构,凝固后便形成了坚固的柱体结构,它有着一定的强度,它相邻的柱体还可以结合为一体,形成加固体或防水堤防等。

1.2高压旋喷桩施工技术的特点

(1)施工灵活多变

高压旋喷桩施工技术可以运用于各种市政工程的建设中来,其具有运用灵活多变的特点,可以应用于工程施工与建设以及工程的后期维护等各个方面。例如,对于市政道路来说,会经常出现道路塌陷损坏等问题,这时就可以运用高压旋喷桩技术通过喷嘴以一定的压力把水泥混合浆喷射入塌陷底部钻孔中逐步形成柱体结构,并连接形成填充的实体,使道路更坚固耐用。

(2)施工简单方便

高压旋喷桩施工技术具有施工简单方便的特点,它是机械化操作,无需大量的人力,只需特定的操作者便可完成施工,并且无任何的公害。

(3)施工材料使用广泛,价格低廉

高压旋喷桩施工技术具有可适用各种施工材料的特点,可以在同等的施工效果下,选择价格低廉的施工材料,从而降低施工成本。

(4)噪声小,无污染

相比传统的工程施工,工程设备在施工时一般都产生大量的噪音,给施工附近的民众造成了很大的生活扰乱这一现象,高压旋喷桩施工技术具有的噪声小,无污染的特点,能够降低工程施工对民众生活的影响。

2.高压旋喷桩施工技术在市政工程中的应用范围

高压旋喷桩施工技术不仅拥有自身显著特点,在市政工程建设中的应用也非常广泛。作为施工单位和施工人员,应该落实该项技术措施,让该技术在具体工程施工中有效发挥作用。

2.1路基处理

在市政道路翻新改造的背景下,为确保施工效果,应该合理利用相应的技术措施。由于车辆超载现象比较严重,道路的路基不坚实,很难满足车辆通行需要。且易导致路基松动、沉陷等质量缺陷发生,给车辆通行带来安全隐患。而在路基处理中,若利用高压旋喷桩技术,通过泥浆的注入可对质量缺陷及时处理和修复,提高路基承载力,增强路基抗冲击能力和抗雨水冲刷能力。不仅可有效提升路基的稳定性与可靠性,还能延长路基工程使用寿命。

2.2高架桥梁

市政高架桥梁施工中,可采用高压旋喷桩技术进行施工。首先进行场地平整,消除地下障碍物,进行测量放线,然后开展钻孔和泥浆喷射施工,确保市政桥梁基础结实牢固,有效承受荷载,满足车辆通行需要。

2.3工程加固

市政工程加固中,高压旋喷桩是非常有效的技术措施。随着城市化进程加快,市政道路承受的荷载越来越大,路基沉陷、裂缝等现象容易发生。甚至影响顶管供排水工程的运行,进而导致其受损或破裂。而采用高压旋喷桩技术加固,不仅降低对顶管的影响,还能预防地基下沉,减少对顶管造成的破坏,让工程加固取得更好的效益。

2.4基坑处理

以市政道路工程为例,一些路段排水不畅而可能形成水坑,雨季时在道路也容易形成积水,甚至可能冲刷道路。导致市政道路的路基出现沉陷和坍塌现象,给车辆安全顺利通行也带来隐患。在基坑开挖施工前,可利用高压旋喷桩技术构建填充帷幕,确保基坑牢固和结实,进而有效防止路基受到雨水冲刷对基坑开挖过程中影响。不仅可保证路基的稳固与可靠,还可满足车辆通行需要,为车辆顺利行驶创造便利。

3.超大直径旋喷桩应用

3.1工程概况

某工程顶管接收井一侧存在一条直径3.0m、埋深约13.0m的电力电缆隧道,因施工场地内存在易受施工扰动的厚层软土,为保护该隧道,拟采用MJS工法桩设置1道抗变形隔离墙。由于该隧道与本工程水平距离较近,故将抗变形隔离墙与基坑止土止水帷幕两墙合一。

3.2MJS旋喷桩技术

MJS工法(MetroJetSystem)是在日本过去30年的各种喷射注浆施工工艺的实践基础上研发出的可适用于不同地层的最新土木技术,是符合社会需求的一种施工工法[1]。MJS工法是从综合角度出发,将硬化材料泥浆的配料直至加压输送、喷射、地层切削、混合、排泥、集中泥浆、泥浆运送等一系列工序作为可监控管理的对象,基于最适合土木建设领域的注浆方法这一理念而被研发出来的一种施工工艺。该工艺最早于1998年引入中国。

MJS工法具有以下优点:

1)可进行水平、倾斜、垂直施工。

2)微扰动施工,最大程度地减小对周围建(构)筑物产生影响。

3)可进行超深度地基改良(目前已施工至60m)。

4)可以进行集中排泥处理,保持现场环境干净。

5)通过集中排泥,可以在目标范围内构筑改良体,防止对土壤、地下水二次污染。

6)能够以从圆形到扇形的任意角度形成地基改良体截面。

3.3工程试验

如图1所示,φ1.8m(预估)试桩开始前,采用工程地质钻机,在距离桩中心0.8、0.9、1.0m处分别进行钻孔,钻孔深度均为20.3m,成孔后,将准备好的钢管放入孔内。在施工时,根据预设钢管传递出的声音,适当调整施工参数,确保喷射流切割至设计桩径预设钢管处,争取试桩一次成功。同理,如图5所示,φ3.6m(预估)试桩开始前,在距离桩中心1.50、1.65、1.80m处分别进行钻孔埋钢管,其他同上。两试桩成桩深度均为20.3m,桩长18.0m。

图6取芯位置

根据取芯结果,1#工法桩A取芯位置芯样中既有原状土也有水泥土,若选择此参数施工,将会发生侵界现象;2#工法桩B取芯位置所取芯样从上至下均成桩较好,芯样多呈柱状、短柱状及块状,水泥搅拌较均匀,连续性、胶结性一般,含灰量中等,桩身完整性一般,桩身强度均匀性较好,桩强度代表值为3.2MPa,大于设计值1.5MPa,检测桩长为18.00m,满足设计要求;C取芯位置芯样从上至下均为原状土,无水泥土成分。根据上述试桩成果,若施工φ1800mm全圆MJS工法桩,会发生侵界的现象,对后续钻孔灌注桩的施工带来困难;而施工φ3600mm半圆MJS工法桩,不但可以解决施工侵界问题,还可以保证墙体设计厚度,故后续工程按φ3600mm半圆桩进行施工。

结束语

综上所述,整个市政工程施工中,为确保工程质量提升,促进高压旋喷桩施工技术得到有效利用,施工单位和施工人员应严格落实技术质量控制措施,并遵循施工方案和技术质量控制要求。同时还应严格把握施工要点,对每个施工细节进行有效控制与管理。作为施工人员,应加强自身学习,提高责任意识和质量控制水平,把握施工流程和每个施工要点,从而让高压旋喷桩施工技术得到有效利用,促进市政工程质量和效益提升。

参考文献:

[1]王志丰,沈水龙.单根水平旋喷桩施工引起周围土体变形的实用计算方法研究[J].工程力学,2017,34(05):78-83+104.

[2]严健,何川,杨九明,陈华.大管棚配合水平旋喷桩支护在细砂-卵砾石土互层隧道中的应用[J].铁道建筑,2017(03):66-69.

[3]唐君,闫双跃,段启伟,张庆云,江宁.高压旋喷桩内插H型钢技术及在某基坑加固工程中的应用[J].施工技术,2017,46(02):72-75.

[4]许利东,曹慧,唐晓焰,奚晶,吴俊鹏,何雄兵.设有加芯旋喷桩的双排桩支护结构在基坑工程中的应用[J].施工技术,2017,46(01):9-12+17.

论文作者:彭菊

论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第35期

论文发表时间:2018/5/11

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