摘要：近年来，随着社会的不断进步以及经济水平的快速提升，铁路事业活动深化发展。铁路运输量逐年增加，轴重不断变大，尤其是铁路在大范围内实现速度提高之后导致既有铁路日趋形成较多路基病害，铁路运输能力受到严重的影响。基于此可选用高压旋喷桩技术实施地基加固，旨在确保铁路稳定安全可靠运行。在此，本文通过实例探讨了高压旋喷桩技术在铁路施工中应用进行简要探讨。
关键词：旋喷桩；地基处理；铁路施工
前言
高压旋喷桩技术主要指的是使用钻机设备向桩底设计标高位置钻进之后，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，基于喷射流离心力及冲击力、重力的不断作用，混合物可通过置换或者是半置换形式完成规律性重新排列，进而在土体位置中形成一定形状固结体，最终实现土体加固目的，完成地基有效处理。
一、工程概况
某高速铁路客运专线某段区间松软土路基旋喷桩加固范围内旋喷桩共6 716 根，总延长80518m，地基多为淤泥、淤泥质土、粘性土、花岗岩残积层（风化层）等地基土，旋喷桩设计直径80cm，正三角形布置，桩间距为1．8～2．5m，桩长按施工设计图进行控制，按照《铁路路基工程施工质量验收标准》对施工进行验收。桩顶设置0．6m 厚碎石垫层，垫层中铺设一层强度不小于80KN／m 的双向土工格栅。
二、施工技术方案
1、布桩原则
高压旋喷桩布桩时，依据图纸要求采用三角形布桩形式，现场布桩时，横断面方向一般从线路中心往两侧坡脚布置，至路堤坡脚外不少于1 根桩，均匀沉降地段的布桩一般按等间距布置。纵向不同桩间距之间的布桩，从桩间距小的一侧往桩间距大的一侧逐渐递减，递减幅度不大于0．1m。加固区到非加固区时，将加固区延长10m，作为布桩过渡区，其间桩间距按不大0．2m 的幅度逐渐加大。不同桩长之间，设置过渡区，从短桩往长桩侧逐渐递增，递增幅度不超过0．5m，当加固桩已深达硬底时，则过渡区的桩长随硬底线变化。当加固范围为存在涵洞等横向构筑物时，过渡段范围内的布桩与横向构筑物的加固措施保持协调，确保不均匀沉降满足要求。
2、施工参数确定
按照《铁路路基工程施工质量验收标准》，通过高压旋喷桩试桩，确定为双管法施工，具体参数如下：双管法，水泥浆液的水灰比为1：1，浆压、提升等参数见表1。
3、施工准备
（1）保证路通、水通、电通、场地平整。
（2）材料准备。旋喷材料水泥采用某厂生产的P．O42．5水泥、粉煤灰采用Ⅱ级粉煤灰、粉煤灰掺入量为25%～30％，外加剂掺入量为3‰。
（3）机械设备准备。采用150 型地质钻机引孔，CYP－50 高喷台车灌浆进行施工（见表2）。
（4）人员准备。旋喷桩单机作业每班由10 人组成，其组织分工见表3。
（5）场地准备。施工前应清除表层种植土，平整场地，再铺0．5m 工作垫层（碎石土），做好地表排水系统。
4、高压旋喷桩施工
（1）测量放样。桩位布置严格按照设计放样定孔位，其误差控制在设计允许范围内，桩位中心点钉入小竹签并洒白灰做标记。
（2）钻机就位。将钻机安置在设计孔位上，使钻杆头对准孔位中心，为保证钻孔达到设计要求的垂直度，钻机就位后作水平校正，使钻杆轴线垂直对准钻孔中心位置，旋喷注浆管的允许倾斜度不得大于1．5％。
（3）钻孔。在设计桩位的中心先用钻机钻一为旋喷管插入用的导孔，钻孔直径127mm，大于喷射管外径20mm 以上，钻孔实际深度超过设计0．3～0．5m。钻孔施工时采取预防孔斜的措施，钻机安放要平稳牢固，加长岩芯管长度，钻进中每加一次钻具找平一次，孔位偏差≦5cm，孔斜率≦1％。钻进过程中，出现泥浆严重漏失，孔口不返浆时，可采取加大泥浆浓度、泥浆中掺砂、向孔内充填堵漏材料或对漏失段先行灌浆等措施，直至孔口正常返浆后再继续钻进。钻进暂停或终孔待喷时，孔内应充满泥浆，防止塌孔，孔口加以保护。钻进时应详细记录孔位、孔深、地层变化和漏浆、掉钻等特殊情况及其处理措施。
（4）制浆。注浆材料采用42．5＃ 级普通硅酸盐水泥与水搅拌成纯水泥浆液，水泥浆液的水灰比为1：1，水泥浆液符合设计要求后通过高压泥浆泵的压力进行注浆。旋喷用的水泥浆液在进入高压泥浆泵施喷前，要进行过滤。
（5）试喷。高压喷射管搭接好后入孔前，先在地面上试喷，以检验旋喷机工作是否正常，排除故障。
（6）喷射灌浆。
a地面试喷：钻孔验收、高喷台车就位并对准孔口后，首先应进行地面试喷；
b开喷：喷射管下到设计深度后，拌制水泥浆液，供浆、水开喷；等各压力参数和流量参数均达到要求，且孔口已返出水泥浆液时，即可按设计的提升速度进行旋转喷射灌浆；
c高喷灌浆应保持全孔连续一次作业，作业中拆卸喷射管等停顿后，重复喷射灌浆长度不小于0．2m；
d在高喷灌浆过程中，出现压力突降或骤增，孔口回浆浓度和回浆量异常，甚至不返浆等情况时，查明原因后及时处理；
e当孔内出现严重漏浆，应停止提升，向孔内冲填粗砂、土等堵漏材料，并降低水压力、流量，在喷射水流中掺加速凝剂，加大浆液密度或进行原地灌水泥砂浆、水泥粘土浆，孔口冒浆正常后，方可继续提升；
f供浆正常情况下，孔口回浆密度变小，不能满足设计要求时，拟采取加大进浆密度的措施予以处理；
g如灌浆过程中发生串浆，则首先填堵被串孔，继续串浆孔的高喷灌浆，待其结束后，尽快进行被串孔的扫孔，喷射；
h在旋喷注浆过程中，要观察冒浆情况，以及时了解土层性质和旋喷效果，验证喷射参数是否合理。冒浆量小于注浆量的20％时，仍为正常现象，如超过20％或完全不冒浆时。则要查明原因，采取相应措施；
i喷浆必须连续不中断，高喷灌浆因故障后恢复施工时，停机小于40min，可重新下入0．5m 后开喷、提升；若停机大于2h，必须重新钻至设计深度后重新旋喷；
j高喷灌浆结束后，充分利用孔口回浆或水泥砂浆对已完成孔进行及时回灌，直至浆液面不再下降为止。施工中要如实记录高喷灌浆的各项参数、浆液材料用量、异常情况及处理措施等。
k拔管及冲洗。完成一根旋喷桩施工后，应迅速拔出喷射注浆管，进行冲洗。为防止浆液凝固收缩影响桩顶高程，必要时可在原孔位采用冒浆回灌或第二次注浆等措施。
4、施工质量控制
（1）高压喷射注浆所用的水泥和外加剂品种、规格及质量应符合设计要求。
（2）浆液应严格按设计配方和试验确定的配合比拌制，制备好的浆液应均匀，不得离析。每根桩施工过程中检验2 次，观察并用浆液比重计检测浆液密度。
（3）高压旋喷桩的数量、布桩形式应符合设计。
（4）高压旋喷桩的长度应符合设计。通过测量钻杆长度进行检查。
（5）高压旋喷桩的完整性、均匀性、无侧限抗压强度均满足设计要求。旋喷桩完工后28d，在每根检测桩桩径方向1 ／ 4 处、桩长范围内垂直钻孔取芯。
（6）高压旋喷桩处理后的复合地基承载力应满足设计要求。按验标频率进行平板荷载试验。
结束语
文中结合某铁路工程软基采用高压旋喷桩加固的成功经验，总结该工程中所采用的高压旋喷桩施工工艺，同时提出相应的施工处理技术。从工程实践效果来看，高压喷射注浆设备紧凑、体积小、无挤土、无震动、施工机动灵活，有效地缩短了软基处理工期，减少了投资，可有效地应用在同类工程中。
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论文作者:王建
论文发表刊物:《基层建设》2015年31期
论文发表时间:2016/9/27
标签：浆液论文; 高压论文; 钻孔论文; 水泥论文; 钻机论文; 铁路论文; 地基论文; 《基层建设》2015年31期论文;