【摘 要】本文對(duì)于鐵路施工匯總的高壓旋噴樁施工技術(shù)進(jìn)行了了解，通過對(duì)其的概述，和高壓旋噴樁施工技術(shù)的施工工藝和施工原理進(jìn)行了分析，更是探索了其技術(shù)在鐵路路基上的應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】高壓旋噴樁，施工技術(shù)，高速鐵路

一、前言

對(duì)于高壓旋噴樁施工技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行展開，對(duì)其分析的內(nèi)容及施工技術(shù)可借鑒與類似工程之中。

二、高壓旋噴樁概述

高壓旋噴樁，是以高壓旋轉(zhuǎn)的噴嘴將水泥漿噴入土層與土體混合，形成連續(xù)搭接的水泥加固體。施工占地少、振動(dòng)小、噪音較低，但容易污染環(huán)境，成本較高，對(duì)于特殊的不能使噴出漿液凝固的土質(zhì)不宜采用。

1.基本規(guī)定。（一）高壓噴射注漿地基工程的設(shè)計(jì)和施工，應(yīng)因地制宜，綜合考慮地基類型和性質(zhì)、地下水條件、上部結(jié)構(gòu)形式、荷載大小，場(chǎng)地環(huán)境、施工設(shè)備性能等因素，做到技術(shù)先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)合理，確保工程質(zhì)量。（二）高壓噴射注漿法的注漿形式分旋噴注漿、擺噴注漿和定噴注漿等3種類別。根據(jù)工程需要和機(jī)具設(shè)備條件，可分別采用單管法、二管法和三管法，加固體形狀可分為圓柱狀、扇形塊狀、壁狀和板狀。（三）高壓噴射注漿定噴適用于粒徑不大于20mm的松散地層，擺噴適用于粒徑不大于60mm的松散地層，大角度擺噴適用于粒徑不大于100mm的松散地層，旋噴適用于卵礫石地層及基巖殘坡積層。（四）在制定高壓噴射注漿方案時(shí)，應(yīng)掌握?qǐng)龅氐墓こ痰刭|(zhì)、水文地質(zhì)和建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)資料等。對(duì)既有建筑尚應(yīng)搜集有關(guān)的歷史和現(xiàn)狀等資料、鄰近建筑和地下埋設(shè)物等資料。（五）高壓噴射注漿方案確定后，應(yīng)結(jié)合工程情況進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)、試驗(yàn)性施工或根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)確定施工參數(shù)及工藝。（六）高壓噴射注漿試驗(yàn)場(chǎng)地應(yīng)選擇在對(duì)整個(gè)工程有代表性地段，通過試驗(yàn)?zāi)軌蚍从吵龈邏簢娚渥{后對(duì)地基處理工程所起到的加固或防滲效果。

2.適用范圍。（一）高壓噴射注漿法適用于處理淤泥、淤泥質(zhì)土、流塑、軟塑或可塑黏性土、粉土、砂土、黃土、素填土和碎石土等地基。（二）當(dāng)土中含有較多的大粒徑塊石、堅(jiān)硬黏性土、含大量植物根莖或有過多的有機(jī)質(zhì)時(shí)，對(duì)淤泥和泥炭土以及已有建筑物的濕陷性黃土地基的加固，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果確定其適用程度。應(yīng)通過高壓噴射注漿試驗(yàn)確定其適用性和技術(shù)參數(shù)。（三高壓噴射注漿法，對(duì)基巖和碎石土中的卵石、塊石、漂石呈骨架結(jié)構(gòu)的地層，地下水流速過大和已涌水的地基工程，地下水具有侵蝕性，應(yīng)慎重使用。（四）高壓噴射注漿法可用于既有建筑和新建建筑的地基加固處理、深基坑止水帷幕、邊坡?lián)跬粱驌跛?、基坑底部加固、防止管涌與隆起、地下大口徑管道圍封與加固、地鐵工程的土層加固或防水、水庫(kù)大壩、海堤、江河堤防、壩體壩基防滲加固、構(gòu)筑地下水庫(kù)截滲壩等工程。

三、高壓旋噴樁技術(shù)及工藝

高壓旋噴樁就是采用工程鉆機(jī)鉆進(jìn)到設(shè)計(jì)深度后，將漿液通過高壓泵泵送至鉆桿端的噴嘴處，并向周圍土體噴射，同時(shí)邊噴射邊提升。通過高壓噴射出的泥漿對(duì)土體結(jié)構(gòu)具有一定的破壞作用，并且漿液與土體能夠相互混合、固結(jié)和硬化，最終形成直徑均勻的圓柱形樁體。樁體與樁間土所形成的復(fù)合地基，能夠顯著提高地基的承載力，并能夠有效防止地基的沉降變形。采用高壓旋噴樁對(duì)原地基進(jìn)行加固時(shí)，其加固機(jī)理主要表現(xiàn)在三個(gè)方面：

1.對(duì)土體的切割破壞作用。高壓旋噴樁的高壓噴流能夠快速切割和破壞原土體，高壓噴流以脈沖的方式來沖擊原土體，使土體內(nèi)部的薄弱處結(jié)構(gòu)受到?jīng)_擊破壞，進(jìn)而出現(xiàn)空隙，而通過高壓噴射出的泥漿會(huì)迅速將空隙填充密實(shí)。

2.混合攪拌作用。在鉆桿的旋轉(zhuǎn)和提升過程中，會(huì)在噴射沖擊流的后面形成空隙，在噴射的壓力作用下，土顆粒與噴嘴會(huì)進(jìn)行反方向的移動(dòng)，這一過程中，噴嘴噴射出的水泥漿便會(huì)與土顆粒發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而形成固結(jié)的圓柱體。

3.壓實(shí)作用。在高壓噴射流劈裂土體的時(shí)候，被劈裂的破碎帶邊緣會(huì)存在部分剩余壓力，這種壓力對(duì)土層會(huì)起到一定的壓密作用。

4.旋噴樁施工工藝。（一）試樁。試樁是對(duì)高壓旋噴樁各項(xiàng)施工技術(shù)參數(shù)進(jìn)行確定的主要依據(jù)，為了保證路基工程的旋噴樁施工質(zhì)量。試樁環(huán)節(jié)應(yīng)該嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求來操作。通過試樁可以確定的參數(shù)主要有注漿管的提升和旋轉(zhuǎn)速度、注漿的壓力、注漿量、水灰比以及外加劑的摻入量等。（二）場(chǎng)地修整。施工前需要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的表層進(jìn)行清理，清除表面的植物及雜物，無水地段，清除基底表層植被，挖除樹根等，將坑填土夯實(shí)，然后根據(jù)原地面情況進(jìn)行平整。對(duì)有水地面先排水，然后進(jìn)行疏干處理。（三）施工放樣。場(chǎng)地清理整平后，根據(jù)設(shè)計(jì)好的樁點(diǎn)布置圖放樣布點(diǎn)，確定樁孔的位置，同時(shí)控制好誤差，保證其符合設(shè)計(jì)要求。在樁位的中心點(diǎn)處做好標(biāo)記。（四）鉆機(jī)就位。將鉆機(jī)移至加固樁點(diǎn)，鉆機(jī)就位以后要將機(jī)座調(diào)平，將鉆頭對(duì)準(zhǔn)樁孔的中心點(diǎn)。同時(shí)保證鉆孔的垂直度達(dá)到設(shè)計(jì)要求，其軸線要垂直對(duì)準(zhǔn)鉆孔中心位置，垂直度偏差要小于1%。（五）鉆孔。鉆機(jī)調(diào)整平穩(wěn)以后開啟鉆機(jī)，按照設(shè)計(jì)要求鉆至樁底，如果鉆進(jìn)暫停或終孔待噴，為避免塌孔或雜物掉入孔內(nèi)，終孔后用砂袋塞住孔口。鉆進(jìn)的過程中應(yīng)該對(duì)孔位、孔深、地層變化等情況做好記錄。（六）插注漿管。拔出芯管，插入噴射注漿管至預(yù)定深度。在插管過程中，為了避免泥砂將噴嘴堵塞，可以一邊射水、一邊插管，但水的壓力不易過高，應(yīng)該控制在1MPa以內(nèi)。

四、高壓旋噴樁工藝原理

1.加固原理。高壓旋噴樁是利用鉆機(jī)把帶有旋噴嘴的注漿管鉆進(jìn)土層的預(yù)定位置后，以高壓設(shè)備使?jié){液成為20MPa的高壓射流從噴嘴中噴射出來，沖切、擾動(dòng)、破壞土體，同時(shí)鉆桿以一定速度逐漸提升，將漿液與土粒強(qiáng)制攪拌混合，漿液固后，在土中形成一個(gè)圓柱狀固結(jié)體（即旋噴樁），以達(dá)到加固地基的目的。

2.成樁原理。高壓旋噴樁注漿的成樁原理以下四種作用：（一）高壓噴射流動(dòng)切割破壞土體作用。噴射流動(dòng)以脈沖形式破壞土體，是土體出現(xiàn)空穴，土體裂隙擴(kuò)張。（二）混合攪拌作用。鉆桿在旋轉(zhuǎn)提升過程中，在射流后部形成空隙，在噴射壓力下，迫使土粒向著與噴嘴移動(dòng)方向相反的方向（即阻力小的方向）移動(dòng)位置，與漿液攪拌混合形成新的結(jié)構(gòu)。（三）填充、滲透固結(jié)作用。高壓水泥漿迅速?zèng)_開的溝槽和土粒空隙，析水固結(jié)，還可滲入砂層一定厚度而形成固結(jié)體。（四）壓密作用。高壓噴射流在切割破碎土層過程中，在破碎部位邊緣還有剩余壓力，并對(duì)土層可產(chǎn)生一定壓密作用，使旋噴樁體邊緣部分抗壓強(qiáng)度高于中心部分。旋噴樁固結(jié)體情況圖所示。

五、旋噴樁在路基中的應(yīng)用

在鐵路路基中采用旋噴樁進(jìn)行處理，旋噴樁的承載力取決于樁體的強(qiáng)度和地基土對(duì)樁的承載力，基于以上機(jī)理，對(duì)于旋噴樁的破壞形式則主要分成兩種類型，即樁—土體系破壞類型及其樁身破壞類型。對(duì)于旋噴樁來說，其樁身強(qiáng)度成為決定樁承載力的決定因素。通過采取不同水泥含量形成的土-水泥校做試驗(yàn)，從試驗(yàn)結(jié)果表明，對(duì)于水泥含量低（5%、10%、15%）的樁的強(qiáng)度是樁承載力的控制條件，而對(duì)于水泥含量高（25%、30%）的樁，其承載力是由樁土體系的強(qiáng)度決定的，即取決于樁側(cè)摩擦力和樁端反力。鑒于考慮到旋噴樁的樁身較易破壞，因此除樁身強(qiáng)度低之外，樁身強(qiáng)度不均是一個(gè)主要因素。在加載過程中，局部應(yīng)力超過樁體剪切強(qiáng)度或抗壓強(qiáng)度，開始出現(xiàn)破壞，從而使得破壞擴(kuò)大化。根據(jù)模型試驗(yàn)和有限元分析結(jié)果也表明，樁頭的剪切破壞區(qū)在樁頭的3倍直徑范圍內(nèi)。

六、結(jié)束語

綜上所述，隨著我國(guó)鐵路業(yè)的不斷發(fā)展，鐵路路基上的施工技術(shù)也在不斷的創(chuàng)新和完善，而高壓旋噴樁施工技術(shù)在路基上的作用是相對(duì)重要的，對(duì)此，對(duì)于高壓旋噴樁技術(shù)的要求也要精益求精。

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