吳少甫

摘 要：框架橋通常是建立在地下或是既有線路之下，它在施工中的施工基坑本身存在一定的安全和穩(wěn)定問(wèn)題，為保證框架橋的施工安全需對(duì)其地基進(jìn)行加固處理。隨著現(xiàn)代工程技術(shù)的快速發(fā)展高壓旋噴樁加固地基施工技術(shù)的到了廣泛的應(yīng)用。該文將結(jié)合高壓旋噴樁在框架橋地基加固工程中的具體應(yīng)用實(shí)例，分析高壓旋噴樁加固框架橋地基的原理和施工過(guò)程，加強(qiáng)成樁的效果和地基的牢固度。

關(guān)鍵詞：高壓旋噴樁 框架橋 應(yīng)用

中圖分類號(hào)：F407.9 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）04（c）-0021-02

框架橋通常是建立在地下或是既有線路之下，對(duì)其地基的質(zhì)量的保證至關(guān)重要。在現(xiàn)代施工技術(shù)快速發(fā)展的過(guò)程中，高壓旋噴樁技術(shù)以其施工機(jī)具簡(jiǎn)單、施工簡(jiǎn)便、施工迅速等工藝特點(diǎn)得到快速的發(fā)展，并被廣泛應(yīng)用與建筑和道路的地基建設(shè)中，是目前較為先進(jìn)、有效、使用的技術(shù)。據(jù)高壓旋噴樁技術(shù)的工藝特點(diǎn)，更適用與框架橋地基加固的施工過(guò)程。

1 高壓旋噴樁加固地基施工技術(shù)的施工原理

高壓旋噴樁施工是利用旋噴法進(jìn)行施工的，旋噴法施工是把具有特殊噴嘴的注漿管利用鉆機(jī)把其鉆進(jìn)特定的位置，之后把調(diào)配好的水泥漿通過(guò)鉆桿下端的噴嘴在高壓脈沖泵的作用下向四周水平、快速的噴入土體，在高度集中流體的強(qiáng)大沖擊力下對(duì)土層進(jìn)行切削，使噴射范圍內(nèi)的土層受到破壞，此時(shí)，鉆桿以一定的速度旋轉(zhuǎn)并逐漸上升，攪拌土體和水泥漿，使它們充分的混合到一起，最后經(jīng)過(guò)一點(diǎn)時(shí)間的膠結(jié)硬化后形成一個(gè)柱狀且直徑比較均勻的水泥土結(jié)體，這個(gè)過(guò)程是地層更加密實(shí)，從而達(dá)到加固的效果。此外，旋噴法具有使用范圍廣、施工設(shè)備簡(jiǎn)單、施工用料豐富價(jià)廉、施工污染小等優(yōu)勢(shì)。

高壓旋噴樁施噴法的施工機(jī)具主要包括：高壓泵、鉆機(jī)、空壓機(jī)、漿液攪拌器、旋噴管和高壓漿管等。高壓旋噴樁的類型可根據(jù)噴流介質(zhì)的種類分為單管、雙管和三管旋噴樁三類。

高壓旋噴樁雙管注漿法是通過(guò)雙層注漿管來(lái)分別輸送氣和漿兩種介質(zhì)。在高壓發(fā)生裝置作用下產(chǎn)生20～40 MPa左右的高壓噴射流的周圍，環(huán)繞有0.5～0.7 MPa左右的圓筒狀氣流，之后進(jìn)行高壓水噴射流和同軸的氣體噴射，產(chǎn)生較大的空隙，此時(shí)，再由泥漿泵注入0.5～3 MPa的漿液進(jìn)行填充。然后噴嘴做從下至上的旋噴運(yùn)動(dòng)至設(shè)計(jì)標(biāo)高。

高壓旋噴樁施噴法的施工機(jī)具主要包括：高壓泵、鉆機(jī)、空壓機(jī)、漿液攪拌器、旋噴管和高壓漿管等。高壓旋噴樁的類型可根據(jù)噴流介質(zhì)的種類分為單管、雙管和三管旋噴樁三類。

高壓旋噴樁施噴法的施工工藝為：測(cè)定位孔→鉆機(jī)定位→鉆機(jī)孔達(dá)到設(shè)計(jì)深度→拌制混合水泥漿→旋噴機(jī)定位→沉管至預(yù)定深度→從下至上進(jìn)行旋噴、注漿至設(shè)計(jì)標(biāo)高→（根據(jù)要求進(jìn)行復(fù)噴）→柱狀地基完成→拔管→機(jī)械清洗。

2 高壓旋噴樁加固地基施工技術(shù)在框架橋施工中的運(yùn)用

（1）現(xiàn)以某段鐵路框架橋的工程概況為例

3-6 m×7 m的鐵路框架橋，位于車站附近，在此鐵路的右側(cè)填筑由施工便道，主要是一些重載車輛的通行。共有3節(jié)組成，它的橫向?qū)挾冗_(dá)到22 m，底板厚1.3 m，主筋中心間距為12.5 cm，承臺(tái)的厚度為1.5 m，在此鐵路框架橋下方設(shè)有管樁基礎(chǔ)，其中管樁的直徑為500 mm，長(zhǎng)度為25 m，管樁間的間距為2.05 m，呈縱向分布。

該鐵路地段屬于沖海積平原，主要是孔隙潛水，水位埋深0.5 m，其地層土質(zhì)為中砂，松散飽和；淤泥，流塑；粉質(zhì)粘土夾砂，松散飽和；花崗巖，全風(fēng)化，巖心為礫砂夾土狀。

（2）設(shè)計(jì)方案

綜合此段鐵路各方面的因素，采用旋噴樁直徑為0.6 m，樁頂平框架承臺(tái)底，設(shè)置旋噴樁的長(zhǎng)度為20 m，考慮到原有的基礎(chǔ)管樁，現(xiàn)設(shè)置間距為1～2 m間距的旋噴樁。

（3）高壓旋噴樁施工的準(zhǔn)備

①施工前的準(zhǔn)備工作。首先是材料的選用，根據(jù)此段工程的土質(zhì)存在腐蝕現(xiàn)象，采用P042.5普通硅酸鹽水泥，水灰質(zhì)量比要在0.8：1～1：1之間的水泥漿，水泥漿的配置時(shí)間應(yīng)在旋噴前1 h進(jìn)行，在使用時(shí)還要注意濾去其中國(guó)的硬塊、沙粒的，為了避免噴嘴被堵塞。

②根據(jù)工程的需要，計(jì)算出需要的噴漿量。在旋噴樁的水泥漿中，水泥的用量通常為圖紙的15%～35%，可按照下列公式來(lái)及時(shí)噴漿的用量。

Q=H/VP（1+β）

其中：Q-每個(gè)旋噴樁灌注漿量（m3）

H-旋噴樁的長(zhǎng)度（m）

V-旋噴過(guò)程中提升速度（m/min）

P-水泥泥漿泵的排漿量（m3/min）

β-水泥漿漿液的損失系數(shù)，通常取0.1～0.2。

③高壓旋噴樁施工時(shí)選用的機(jī)具。通常都是：高壓泵、鉆機(jī)、漿液攪拌機(jī)等，此外，還需要操控系統(tǒng)、高壓管路和各種閥門接頭等輔助設(shè)備。

（4）高壓旋噴樁施工過(guò)程

①高壓旋噴樁施噴法的施工工藝流程圖如圖1。

②鉆機(jī)就位。把鉆機(jī)設(shè)備安裝在設(shè)計(jì)的位置上，要把鉆桿頭和孔的中心位置相對(duì)，在實(shí)際安裝過(guò)程中鉆孔的位置與設(shè)計(jì)方案的位置偏差要≤20 mm，其校準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)為鉆孔要保持一定的垂直度允許的傾斜范圍≤1%。

③鉆孔過(guò)程。現(xiàn)此工程的旋噴樁的建筑我們采用二重管鉆機(jī)的方法，因?yàn)樵诖诉^(guò)程中噴管是和鉆機(jī)是同時(shí)進(jìn)入鉆孔內(nèi)的，同時(shí)，在鉆孔的時(shí)還要進(jìn)行射水處理，為了防止噴嘴被泥沙堵塞。

④旋噴作業(yè)。當(dāng)鉆孔達(dá)到設(shè)計(jì)的深度后，接通高壓水管、空壓管，啟動(dòng)高壓清水泵、泥漿泵、空壓機(jī)和鉆機(jī)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，通過(guò)儀表來(lái)控制壓力、流量和風(fēng)量，使它們分別達(dá)到預(yù)定的值后開始上升，之后繼續(xù)旋噴，直到上升至預(yù)定的值。

⑤因此例中有礫石地層，為了保證樁徑，需要進(jìn)行復(fù)噴，直到噴漿管達(dá)到指定的高度，然后關(guān)閉清水泵和空壓機(jī)，停止泥漿中（包含水、風(fēng)介質(zhì)）的輸送。最后把旋噴管提升到地面，關(guān)閉鉆機(jī)即可。endprint

⑥作業(yè)完成后對(duì)機(jī)械的清洗。在噴射上升的高度達(dá)到設(shè)計(jì)的標(biāo)高時(shí)，旋噴作業(yè)也就完成了。之后，作業(yè)人員要對(duì)施工過(guò)程用到的各種機(jī)具進(jìn)行清洗，把噴管內(nèi)殘余的水泥漿清洗干凈，之后在進(jìn)行下一個(gè)工程。

⑦施工過(guò)程中泥漿的處理。在旋噴樁施工過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生一定量泥漿，對(duì)這些泥漿要進(jìn)行合理的處理，一面影響施工效果。因此在施工過(guò)程中要選擇合理的位置進(jìn)行排漿處理，并把排出的泥漿進(jìn)行及時(shí)的處理。

⑧對(duì)施工隊(duì)伍的安排。在施工過(guò)程中因?yàn)樾龂姌兜氖┕ぶ芷谳^短，并且是多個(gè)工序同時(shí)進(jìn)行，所以，在施工時(shí)要進(jìn)行施工隊(duì)伍的分組作業(yè)，通常以9個(gè)人為一組，鉆機(jī)作業(yè)由3個(gè)人共同完成，水泥漿的攪拌由2個(gè)人來(lái)負(fù)責(zé)，高壓泥漿泵和發(fā)電機(jī)各由一人負(fù)責(zé)，最后還需一個(gè)管理人員對(duì)整個(gè)過(guò)程進(jìn)行合理的指揮工作，同時(shí)對(duì)整個(gè)施工過(guò)程做好記錄和監(jiān)控。

（5）施工過(guò)程的監(jiān)控。在施工過(guò)程中要對(duì)其主要的參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控，主要參數(shù)有泥漿液的壓力要保持在20 MPa，泥漿液流量為80～120 L/min，泥漿液噴嘴孔徑為2～3 mm、泥漿液噴嘴個(gè)數(shù)是2個(gè)，注漿管外徑56 mm，旋噴漿的提升速度為10 cm/s，在監(jiān)控的同時(shí)還要對(duì)這些參數(shù)做好記錄。

（6）對(duì)高壓旋噴樁進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)。

①高壓旋噴樁的檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)如表1。

②安裝規(guī)范要求你旋噴樁的檢驗(yàn)數(shù)量為施工旋噴樁總數(shù)量的1%，且不能少于3根。

③在施工完成28 d后，凝固體由了一定的強(qiáng)度。此時(shí)，選取具有代表性的施工地點(diǎn)的旋噴樁進(jìn)行抽芯檢測(cè)和載荷試驗(yàn)，之后根據(jù)測(cè)試結(jié)果在結(jié)合施工記錄對(duì)此項(xiàng)工程綜合評(píng)價(jià)其加過(guò)效果，滿足設(shè)計(jì)的要求。

3 結(jié)語(yǔ)

在嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求和操作規(guī)范進(jìn)行的高壓旋噴樁在質(zhì)量和加固效果上都達(dá)到了設(shè)計(jì)的要求，此外，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的使用和測(cè)量，也證明了高壓旋噴樁加固地基施工技術(shù)的效果是顯著的，使地基的承載了的到了提升。

參考文獻(xiàn)

[1] 陳開圣.高壓旋噴樁在邵懷高速公路軟基加固中的應(yīng)用[J].路基工程，2010（4）.

[2] 龍剛，宣以瓊.高壓旋噴樁在橋梁樁基加固工程中的應(yīng)用[J].安徽建筑工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2010（3）.

[3] 張小軍.高壓噴射注漿法在框架橋地基加固中的應(yīng)用[J].交通科技，2009（S1）.endprint

⑥作業(yè)完成后對(duì)機(jī)械的清洗。在噴射上升的高度達(dá)到設(shè)計(jì)的標(biāo)高時(shí)，旋噴作業(yè)也就完成了。之后，作業(yè)人員要對(duì)施工過(guò)程用到的各種機(jī)具進(jìn)行清洗，把噴管內(nèi)殘余的水泥漿清洗干凈，之后在進(jìn)行下一個(gè)工程。

⑦施工過(guò)程中泥漿的處理。在旋噴樁施工過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生一定量泥漿，對(duì)這些泥漿要進(jìn)行合理的處理，一面影響施工效果。因此在施工過(guò)程中要選擇合理的位置進(jìn)行排漿處理，并把排出的泥漿進(jìn)行及時(shí)的處理。

⑧對(duì)施工隊(duì)伍的安排。在施工過(guò)程中因?yàn)樾龂姌兜氖┕ぶ芷谳^短，并且是多個(gè)工序同時(shí)進(jìn)行，所以，在施工時(shí)要進(jìn)行施工隊(duì)伍的分組作業(yè)，通常以9個(gè)人為一組，鉆機(jī)作業(yè)由3個(gè)人共同完成，水泥漿的攪拌由2個(gè)人來(lái)負(fù)責(zé)，高壓泥漿泵和發(fā)電機(jī)各由一人負(fù)責(zé)，最后還需一個(gè)管理人員對(duì)整個(gè)過(guò)程進(jìn)行合理的指揮工作，同時(shí)對(duì)整個(gè)施工過(guò)程做好記錄和監(jiān)控。

（5）施工過(guò)程的監(jiān)控。在施工過(guò)程中要對(duì)其主要的參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控，主要參數(shù)有泥漿液的壓力要保持在20 MPa，泥漿液流量為80～120 L/min，泥漿液噴嘴孔徑為2～3 mm、泥漿液噴嘴個(gè)數(shù)是2個(gè)，注漿管外徑56 mm，旋噴漿的提升速度為10 cm/s，在監(jiān)控的同時(shí)還要對(duì)這些參數(shù)做好記錄。

（6）對(duì)高壓旋噴樁進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)。

①高壓旋噴樁的檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)如表1。

②安裝規(guī)范要求你旋噴樁的檢驗(yàn)數(shù)量為施工旋噴樁總數(shù)量的1%，且不能少于3根。

③在施工完成28 d后，凝固體由了一定的強(qiáng)度。此時(shí)，選取具有代表性的施工地點(diǎn)的旋噴樁進(jìn)行抽芯檢測(cè)和載荷試驗(yàn)，之后根據(jù)測(cè)試結(jié)果在結(jié)合施工記錄對(duì)此項(xiàng)工程綜合評(píng)價(jià)其加過(guò)效果，滿足設(shè)計(jì)的要求。

3 結(jié)語(yǔ)

在嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求和操作規(guī)范進(jìn)行的高壓旋噴樁在質(zhì)量和加固效果上都達(dá)到了設(shè)計(jì)的要求，此外，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的使用和測(cè)量，也證明了高壓旋噴樁加固地基施工技術(shù)的效果是顯著的，使地基的承載了的到了提升。

參考文獻(xiàn)

[1] 陳開圣.高壓旋噴樁在邵懷高速公路軟基加固中的應(yīng)用[J].路基工程，2010（4）.

[2] 龍剛，宣以瓊.高壓旋噴樁在橋梁樁基加固工程中的應(yīng)用[J].安徽建筑工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2010（3）.

[3] 張小軍.高壓噴射注漿法在框架橋地基加固中的應(yīng)用[J].交通科技，2009（S1）.endprint

⑥作業(yè)完成后對(duì)機(jī)械的清洗。在噴射上升的高度達(dá)到設(shè)計(jì)的標(biāo)高時(shí)，旋噴作業(yè)也就完成了。之后，作業(yè)人員要對(duì)施工過(guò)程用到的各種機(jī)具進(jìn)行清洗，把噴管內(nèi)殘余的水泥漿清洗干凈，之后在進(jìn)行下一個(gè)工程。

⑦施工過(guò)程中泥漿的處理。在旋噴樁施工過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生一定量泥漿，對(duì)這些泥漿要進(jìn)行合理的處理，一面影響施工效果。因此在施工過(guò)程中要選擇合理的位置進(jìn)行排漿處理，并把排出的泥漿進(jìn)行及時(shí)的處理。

⑧對(duì)施工隊(duì)伍的安排。在施工過(guò)程中因?yàn)樾龂姌兜氖┕ぶ芷谳^短，并且是多個(gè)工序同時(shí)進(jìn)行，所以，在施工時(shí)要進(jìn)行施工隊(duì)伍的分組作業(yè)，通常以9個(gè)人為一組，鉆機(jī)作業(yè)由3個(gè)人共同完成，水泥漿的攪拌由2個(gè)人來(lái)負(fù)責(zé)，高壓泥漿泵和發(fā)電機(jī)各由一人負(fù)責(zé)，最后還需一個(gè)管理人員對(duì)整個(gè)過(guò)程進(jìn)行合理的指揮工作，同時(shí)對(duì)整個(gè)施工過(guò)程做好記錄和監(jiān)控。

（5）施工過(guò)程的監(jiān)控。在施工過(guò)程中要對(duì)其主要的參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控，主要參數(shù)有泥漿液的壓力要保持在20 MPa，泥漿液流量為80～120 L/min，泥漿液噴嘴孔徑為2～3 mm、泥漿液噴嘴個(gè)數(shù)是2個(gè)，注漿管外徑56 mm，旋噴漿的提升速度為10 cm/s，在監(jiān)控的同時(shí)還要對(duì)這些參數(shù)做好記錄。

（6）對(duì)高壓旋噴樁進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)。

①高壓旋噴樁的檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)如表1。

②安裝規(guī)范要求你旋噴樁的檢驗(yàn)數(shù)量為施工旋噴樁總數(shù)量的1%，且不能少于3根。

③在施工完成28 d后，凝固體由了一定的強(qiáng)度。此時(shí)，選取具有代表性的施工地點(diǎn)的旋噴樁進(jìn)行抽芯檢測(cè)和載荷試驗(yàn)，之后根據(jù)測(cè)試結(jié)果在結(jié)合施工記錄對(duì)此項(xiàng)工程綜合評(píng)價(jià)其加過(guò)效果，滿足設(shè)計(jì)的要求。

3 結(jié)語(yǔ)

在嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求和操作規(guī)范進(jìn)行的高壓旋噴樁在質(zhì)量和加固效果上都達(dá)到了設(shè)計(jì)的要求，此外，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的使用和測(cè)量，也證明了高壓旋噴樁加固地基施工技術(shù)的效果是顯著的，使地基的承載了的到了提升。

參考文獻(xiàn)

[1] 陳開圣.高壓旋噴樁在邵懷高速公路軟基加固中的應(yīng)用[J].路基工程，2010（4）.

[2] 龍剛，宣以瓊.高壓旋噴樁在橋梁樁基加固工程中的應(yīng)用[J].安徽建筑工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2010（3）.

[3] 張小軍.高壓噴射注漿法在框架橋地基加固中的應(yīng)用[J].交通科技，2009（S1）.endprint