旋喷桩加固软土路基的施工方法论文_贾全利

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摘要: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。施工中一般分为两个工作流程,即先钻后喷,再下钻喷射,然后提升搅拌,保证每米桩浆土比例和质量。

关键词:旋喷桩;复合基地;加固

1、东莞市城市快速轨道交通R2线工程(东莞火车站~东莞虎门站段)东城车辆段与综合基地±0.00以下工程,为满足高压线保护范围和施工高度要求,对高压线塔影响范围内(110KV高压线取线路两侧各15m,220KV高压线取线路两侧各20m)场地以及高压线塔外围区域的软基处理采用旋喷桩复合地基。旋喷桩带宽10m,桩间距1.5m,正三角形布置,桩径取0.6m,桩底穿过淤泥进入下卧土层不小于1.0m控制。

2、旋喷桩采用单管工艺,单管法高压水泥浆压力大于20MPa,设计要求地基处理后复合地基承载力不小于150kPa。

3、施工前应进行水泥加固土的室内配比试验,根据被加固土的性质,确定每延米的水泥用量。在作业点应进行现场工艺性成桩试验,以检验机具性能及施工工艺中的各项技术参数,包括浆液配比、旋喷参数、钻进和提升速度等。按试桩确定的配比制备水泥浆,水泥浆的水灰比宜为1.0~1.5。

4、施工时,应严格按照设计桩位、桩长、桩数、喷浆量以及试验确定的参数施工。

5、钻机就位必须平整,确保施工过程不发生倾斜和移动,机架和钻杆的垂直度偏差不得大于1%,施工中采用吊锤观测钻杆的垂直度,如发现偏差过大,必须及时调整,桩位的偏差不得大于100mm。

6、高压喷射注浆时钻杆旋转速度一般控制在10~20r/min,钻杆提升速度一般为100~250mm/min。喷射注浆至设计顶面后,需待水泥浆从孔口返出后方可停止送浆。施工过程中应观察冒浆情况,冒浆量超过注浆量的20%或完全不冒浆时应采取相应的措施。

7、施工时发现大面积存在障碍物无法钻进时应及时通知监理及设计人员,以便及时采取补桩措施。

8、施工完成后,应按《铁路路基工程施工质量验收标准》(TB10414-2003)要求进行地基承载力检测,抽检合格,且旋喷桩施工一个月后,方可分层填筑上部路堤。

二、施工工艺

1、准备工作

正式开工前,应进行现场检查,计算材料用量,进行技术交底和安排技术培训;检修机械、设备;平整场地,按设计要求,布置施工孔位;机具设备就位;接通电源和水路,进行机械运转;备足注浆所需材料。

2、测放孔位

按设计要求进行,在确定孔位时,应由甲乙双方技术人员共同参与确定,为保证孔位的准确性,桩位必须打入木桩或竹片尖作标记。

3、钻机安装:先使钻机安置在标定的孔位上,使钻头中心对准孔中心,孔位偏点±10cm,调整钻机水平度及钻杆垂直度,保证孔斜率不大于1%,终孔后校量钻具,孔深精度控制在±10cm以内。

4、地面试喷

钻机就位后,下喷射管前,应在地面进行试喷,首选进行低压(0.5MPa)射水试验,用以检查喷嘴是否畅通,压力是否正常,以检查各项技术参数是否达到设计要求。

5、浆液制备

在钻孔的同时,即可配制浆液,水泥为42.5号普通硅酸盐水泥;水要清洁,酸碱度适中,PH值在5~8之间;浆液的配比选定后,首先将水加入搅拌桶内,再将水泥和氯化钙倒入,开动搅拌机搅拌10~20分钟,尔后拧开搅拌桶底部阀门,放入第一道过滤筛(孔径0.8m),进行第二次过滤后,流入泥浆桶备用。

6、浆液加压

泥浆桶的浆液,通过高压泵加压(不小于20Mpa)后经高压管送至钻机用于喷射。

7、旋喷

接通高压管、水泥浆管、空压管,开动高压泵、泥浆泵、空压机和旋喷钻机,自下而上进行喷射作业,用仪表控制压力、流量、风量,当分别达到预定数量值时开始提升,边提升边旋转喷浆。施工过程中要时刻注意检查浆液初凝时间,注浆流量、压力、提升速度等参数是否符合设计要求,并随时做好记录。

喷射作业完成后应将注浆管和软管内的浆液全部排除,防止残存的水泥浆堵塞管路。

8、回填灌浆

喷射结束后,水泥浆不断析水固结,浆面随之下降,此时应及时向孔内补充水泥浆液,直至液面不再下降为止。

9、施工时注意控制好桩顶标高。

10、移动机具

将钻机等机具移动到孔位上,进行下一位置的施工。

单管高压旋喷桩施工工艺框图如下:

三、施工中应注意的问题

1、喷射注浆前要检查高压设备和管路系统。设备的压力和排量必须满足设计要求。管路系统的压力和排量必须良好,各通道和喷嘴内不得有杂物。

2、喷射注浆时要注意设备的开动顺序。应先空载起动空压机,待其运转正常后,再空载起动高压泵,同时向孔内送风和水,使风量和泵压逐渐升高到规定值。风、水路畅通后即可旋转注浆管,并开动注浆泵,先向孔内送清水,待泵压泵量正常后,将注浆泵的吸水管移至储浆桶开始注浆。待估计水泥浆的前峰已流出喷头后,才可开始提升注浆管,自下而上喷射注浆。

3、相邻两根桩的施工间隔应大于48小时,确保连续咬合良好。

四、结论

经过旋喷桩处理后的软土路基,地基承载力满足设计和规范要求,对软基范围内的建筑起到了很好的保护作用。加固后的软土路基沉降和位移微乎其微,软基以上的路基和结构物不会因为路基的沉降而引起裂缝和变形,保证了施工的质量。

参考文献:

[1]《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008

[2]刘汉龙,任连伟,郑浩,《岩土力学》-2010

[3]陈国栋,梁永辉,詹金林,《岩土工程学报》-2010

[4]王会云,《西部探矿工程》-2007-

[5]顾红伟,孔纲强,丁选明,《施工技术》-2014

论文作者:贾全利

论文发表刊物:《基层建设》2016年10期

论文发表时间:2016/7/27

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