摘要：近年来，随着我国国民经济的高速增长，高铁的迎来蓬勃发展时期。高速铁路运行需要高度平顺的轨面结构和稳定的轨下基础。路基的沉降变形控制关系到高铁列车能否安全、平稳运行。高速铁路路基的沉降要求十分严格，沉降控制难度大，地基处理是路基的重中之重，是高速铁路成败的关键，而地基处理又是路基成败的关键。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，本文将针对高压旋喷桩技术在高铁施工中应用进行简要探讨。
关键词：高铁施工；高压旋喷桩；应用
引言
通常而言，在实际的铁路施工进程当中需各类型施工技术参与配合，由填筑路基开始直至最后建设完成，均需投入使用各类型施工技术方可最终完成工程建设，确保铁路工程高质获取。高压旋喷桩技术因为施工占地少、振动小、噪音较低优势在地形条件比较特殊的地段，如邻近营业线、建筑附近等地方具有明显的优势。
一、高压旋喷桩技术概述
高压旋喷桩技术也被称为高压喷射注浆法。高压旋喷桩技术是利用钻杆机将土层钻到设计所需要的一定深度，并把带有特殊喷嘴的注浆管带入所钻到的土层中，然后利用高压泵将浆液从特殊喷嘴喷出来冲击破坏土体结构。一般来说，在进行高压旋喷桩时，钻杆机的速度要匀速钻入土体，这样才能对土体结构带来最大的破坏力，有利于化学浆液与土体充分均匀的混合，使周围土体形成均匀坚固的圆柱形地基体。施工中，可以根据设计要求来调整钻杆机的转速和喷嘴喷射浆液的流量来改变地基体的具体形状。高压旋喷桩技术可根据注浆管的多少分为：单管、二重管、三重管和多重管。
二、高压旋喷桩的加固机理
利用工业钻杆机并把带有特殊喷嘴的注浆管带入所钻到设计所需要的一定深度的土层中，然后再利用高压泵将浆液从特殊喷嘴喷出来冲击破坏土体结构。这时土壤就会从土体脱离，并形成颗粒状，颗粒状土壤与化学浆液充分混合，从而形成了强度较高具有抗渗能力的地基体，如果喷嘴的喷射角度是360度旋转喷射，那么最终就形成圆柱形的固结体，因此被称为高压旋转桩技术。钻机把喷射装置带到土壤中，在一定深度时连续输送高压水泥浆，并且通过喷嘴将水泥浆液喷到周围的土层，沙层，通过钻机的旋转连续切割土体，高压水泥浆混合土壤，形成的混合浆料，接着是一系列反应，形成一种凝胶体，一种高强度的结构整体，从而达到增加地基的强度的目的。高压旋喷桩的主要功能是基础加固，使地基不会轻易损坏和变形，提高地基的抗渗能力和抗剪强度，以满足高铁路基沉降控制等需求。
三、前期准备工作
材料准备是决定整个工程质量的主要因素，所以在原材料的选择上要慎重选择。水泥选用普通硅酸盐或硅酸盐水泥，选择市面上大品牌的速凝剂，粉煤灰的入渗率他要高于百分之二十五以上。
施工前先进行室内配合比设计和工艺性试验。通过室内配合比设计，得到满足要求的最佳材料掺加，并掌握加固水泥品种、掺入量、水灰比对水泥强度的影响，求得龄期与强度的关系，从而为设计计算和施工工艺提供可靠的参数。通过工艺性试桩试验确定水泥品种与强度等级、水泥掺入量及水胶比，取得旋喷桩无侧限抗压强度、抗剪强度和变形模量等指标以及钻机转速、提升速度、喷浆压力等施工数据。
机械操作人员、机械维修人员、技术检测人员和后勤人员供15人左右，根据具体施工进行合理分配。环境设施方面要求施工现场及周边的地面要干净平整，清除所有垃圾和杂草，保持道路通畅，水和电都处于正常工作状态。
四、高压旋喷桩施工工艺
施工工艺包括单管法（即单种机具设备进行水泥浆液喷射工作）、双管法（即内外喷射压力形式喷射水泥浆液，其作用力相对单管法破坏性较强）、三管法（即高压喷射、水泥浆液喷射以及压缩空气喷射三种形式）。其中，喷射管法的直径控制在0.3米至2.0米之间，需结合工程实际情况选取。
第一，结合实际地质情况，实施取样，针对土质及水质条件进行施工配比检验，通过室内配比实验确定最佳水灰比及水泥掺入量；根据设计要求及场地的地质条件，经现场成桩试验确定高压旋喷桩的施工参数。
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第二，配备浆液，通常选用水泥浆液，将其充分搅拌均匀，保障全部排清水泥浆液内部所有空气，确保浆液拥有良好塑性，可针对浆液凝固时间进行适度调整，浆液性能颇具较高强度和硬度。
第三，准备钻机设备，安装完成浆液搅拌设备之后对其实施调节，调整至日常值之后进行固定，将喷射区块预留出来，使用钻机设备钻嘴设施对准预留地点，并就左中右三区块角度展开有效调整，完全调平之后，技术人员需针对钻机至钻点的距离及钻嘴长度尺寸、钻机钻进深度进行优化测试，保障钻孔过程中可精准定位，确保高质钻孔行为。
第四，试喷，按照规定比例配备水和水泥组成的水泥浆，将其搅拌好之后装入高压喷桩，先选择使用高压液浆喷射嘴向地面实施先行试喷操作，一旦出现喷射速度欠佳或者是喷射受阻等类型问题情况，必须采取有效措施进行解决，将一切施工故障隐患及时排除。
第五，浆液喷射施工，落实到位高压喷射机及钻机设备之后需先实施试喷操作，若无任何问题情况可对准喷射嘴已钻开的孔口，在深孔中放置完成水泥浆液装配的高压喷射机嘴，固定工作做好之后使得水泥浆液能够持续向内喷射，在此需要注意的是高压喷射机压力情况值和基于此压力下的泥浆流速及流量值，针对压力流量展开及时有效地合理控制，若喷射出的水泥浆液在孔口中被塞满并发生溢出情况，此刻必须实施高压旋喷行为，从下到上把喷嘴缓慢旋转360度，往复旋转，进而形成旋转喷浆，搅拌水泥浆液及土体，使之可均匀融成一体，待实现冷却之后，最终获得颇具较高硬度及强度稳定可靠的固形体，促进地基稳固。
此外，在喷浆施工进程当中需关注几点内容，必须确保高压喷浆操作一次过关，针对其中存在的喷浆暂停等类型问题，应严格根据具体要求开展施工作业，也就是说二次喷浆长度必须大过0.2米，不然二次喷浆难以满足实际质量需求；完成喷浆施工之后需及时拔除喷射管设施，并进行认真清洗，直至干净无污，规避喷射管长期滞留在空气中因为沾有凝固剂等发生凝固对再次使用造成直接消极影响。
五、高压旋喷桩的质量控制
（1）用于高压旋喷桩技术的设备要严格按照国家相关计量规定和标准进行采购，用于旋转喷射的机械设备如果超过使用次数和期限，要及时进行淘汰，立即停止使用。
（2）所使用的原材料，如水泥、凝固剂、速凝剂等必须要在有效使用期内使用，并在正式投入使用前做做相应的材料检测试验，确保其质量达标。
（3）所使用的注浆浆料应严格遵循设计要求，以水和水泥1：1比例混合的水泥浆应确保均匀且不含杂质后再进行搅拌。水泥浆通过尽可能采用自动计量设施，为施工提供准确配比的浆液。在喷射浆液过程中，要随时记录浆液的流量和密度，以便对其实际调整。
（4）对于高压喷桩的距离和数量应采取相应的测量仪器进行准确的测量，待一切都符合设计要求后再进行安装调试。
（5）高压旋喷桩后的地基强度和稳定度应符合设计的相关要求，保证基础不会受到人为和自然因素而发生变形。
六、结束语
综上可知，基于高铁建设实践来看，高压旋喷桩技术颇具体积较小且设备紧凑、震动小及无挤土、施工灵活、工期较短、投资相对较为节约等优势特征，进而在同类工程建设中可实现优化应用，成效显著。选用此项技术加固高铁路基，可兼顾高铁路基功能要求和施工要求，大幅提升地基可靠稳定性，确保高铁路基稳定。
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论文作者:尚鹏军
论文发表刊物:《基层建设》2018年第33期
论文发表时间:2018/12/18
标签：浆液论文; 高压论文; 水泥论文; 技术论文; 钻机论文; 地基论文; 喷嘴论文; 《基层建设》2018年第33期论文;