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        高壓旋噴樁加固高速公路軟土地基的應(yīng)用研究

        2017-02-06 00:25:53
        黑龍江交通科技 2017年12期
        關(guān)鍵詞:軟土鉆機(jī)高壓

        錢 芳

        (中鐵二十局集團(tuán)第六工程有限公司,陜西 西安 712000)

        1 軟土路基

        軟土路基主要是由粉土、粘土等細(xì)微顆粒含量過多的松軟土、空隙大的有機(jī)質(zhì)土、松散砂以及泥炭土等構(gòu)成的路基。軟土路基的形成原因、結(jié)構(gòu)以及形態(tài)并不相同,但是大多數(shù)都具備透水性比較差、壓縮性比較高、含水量比較大、強(qiáng)度低等特征,軟土路基不能只根據(jù)路基條件決定施工方式,因?yàn)樘罘降木唧w形狀、施工的具體狀態(tài)之間的差異,需要基于對填方內(nèi)容、構(gòu)造物的形式、種類、規(guī)模以及路基特征等基礎(chǔ)判斷上明確軟土路基的處理方式。在道路的建設(shè)方面,有一些軟土路基在填筑中會因?yàn)槁坊冃?,無法明確需要鋪筑的具體路面形狀。另外,也有在鋪筑難度較大但勉強(qiáng)鋪筑完成的路面,這一些路面普遍會存在軟基變形的問題,在沒有交工驗(yàn)收的時候便出現(xiàn)了路面穩(wěn)定性變差的質(zhì)量問題。

        2 高壓旋噴樁加固高速公路軟土地基的原理和特征

        高壓旋噴樁加固方式主要是應(yīng)用鉆機(jī)將注漿管邁入到涂層的一定深度中,并將漿液通過高壓設(shè)備的推動作用從注漿管的旋轉(zhuǎn)特殊噴嘴當(dāng)中噴出,從而借助漿液的高壓噴射狀態(tài)注入到軟土層當(dāng)中,同時對部分置換被沖下的土體,凝結(jié)成為固結(jié)體,和樁體之間的土一同成為復(fù)合地基,達(dá)到改善土性質(zhì)的效果,從而提升地基的抗剪強(qiáng)度,實(shí)現(xiàn)加固目的。因?yàn)楦邏盒龂姌秾?fù)合地基水泥土的模量相對比較大,同時具備較小的破壞應(yīng)力,所以水泥土樁率先過入破壞狀態(tài),同時對軟土地基形成保護(hù)的作用。

        高壓旋噴樁注漿技術(shù)的施工壓力一般在40 MPa以上,所以可以分為高壓與超高壓兩種,施工深度一般在25~40 m,加固的最大直徑為2 m,同時強(qiáng)度較為穩(wěn)定。高壓旋噴樁主要是應(yīng)用在軟土地基中進(jìn)行加固或減少地基土變形的情況,高壓旋噴樁還能夠按照土質(zhì)具體條件、管路的具體數(shù)量,劃分為單管法、兩重管法、三重管法以及多重管法。高壓旋噴樁的加固技術(shù)能夠控制加固的范圍,并促使加固的土體連接成為一片,樁的旋噴結(jié)果可以為垂直樁、水平樁或斜樁,同時也可以施工成為具備一定間距的樁柱體,只要可以適配硬化劑的使用量,便可以讓施工的土層具備較強(qiáng)的強(qiáng)度,從而實(shí)現(xiàn)加固處理的目的。

        3 高壓旋噴樁加固高速公路軟土路基的應(yīng)用

        下面以某工程為例,探討高壓旋噴樁的加固流程。

        具體流程為:(1)施工準(zhǔn)備。在鉆機(jī)建廠之前先對場地進(jìn)行處理,尤其是確保施工區(qū)域內(nèi)無任何的雜物,對施工場地進(jìn)行平整處理,做好排水處理工作,確保高壓旋噴樁加固處于一個較為干凈的環(huán)境當(dāng)中。另外,做好施工場地的用電、用水準(zhǔn)備工作;(2)試樁和技術(shù)參數(shù)。每一個施工點(diǎn)施工之前必須預(yù)先準(zhǔn)備3根以上的工藝試驗(yàn)樁,并進(jìn)行試樁,從而檢驗(yàn)機(jī)具的性能以及施工工藝的各項(xiàng)參數(shù),其中需要明確施工壓力、灰漿稠度、鉆進(jìn)與提升速度等,同時按照實(shí)際的土性質(zhì)和單樁承載力的要求,明確水泥摻入數(shù)量;(3)放樣測量。測量工作人員需要根據(jù)施工圖紙中的坐標(biāo)、布置圖等,在施工段落中分布樁基,每一個樁間誤差不能超過50 mm,布樁完成之后自行檢查在合格之后上報(bào)監(jiān)理驗(yàn)收,驗(yàn)收后進(jìn)入下一道工序;(4)鉆機(jī)施工。攪拌機(jī)在到施工現(xiàn)場之后需要進(jìn)行安裝調(diào)試,等待轉(zhuǎn)速、壓力以及計(jì)量設(shè)備到位。鉆機(jī)就位后先采用鉆頭對準(zhǔn)樁位標(biāo)志,并采用采用雙向調(diào)平對鉆桿進(jìn)行控制,之后再次調(diào)整對重,并精確調(diào)平;(5)鉆孔。每一臺鉆機(jī)在開鉆之前,需要先由技術(shù)人員對鉆桿的長度進(jìn)行測量,并按照樁長設(shè)計(jì)樁頂?shù)臉?biāo)高、原地面標(biāo)高等;(6)灰漿制作。根據(jù)實(shí)際施工需求選擇相應(yīng)的水泥,并按照最佳水灰比充分?jǐn)嚢柚?,測定泥漿比重是否達(dá)標(biāo)。在這一過程中需要注意攪拌時間必須在5 min以下,超過初凝時間不能使用;(7)旋噴與復(fù)攪。將旋噴管道邁入到預(yù)定深度之后,調(diào)整回流閥門,并促使旋噴灌內(nèi)的壓強(qiáng)達(dá)到規(guī)定參數(shù),水泥漿在達(dá)到噴嘴之后,需要檢驗(yàn)噴射的方向與角度,在合格之后進(jìn)行噴注,一般情況下旋轉(zhuǎn)速度為25 r/rain,提升速度為25 cm/min;(8)提管沖洗。在噴射作業(yè)完成之后,將吸漿管移入到水箱當(dāng)中,在地面上噴射,促使?jié){液全部排出,預(yù)防水泥漿在管路中堵塞。

        表1為加固效果評定標(biāo)準(zhǔn)。在本次工程中,總共開挖了10個樁,其中7個樁的樁徑為55~60 cm,其余3個樁的樁徑為65 cm,樁長檢測為5個樁全部合格,加固效果均達(dá)到堅(jiān)硬或稍硬標(biāo)準(zhǔn),借助對這一路段的檢查、試驗(yàn)檢測以及沉降觀測結(jié)果,認(rèn)為該路段軟基處理效果達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。

        表1 加固效果評定標(biāo)準(zhǔn)

        4 結(jié) 語

        綜上所述,高壓旋噴樁加固高速公路軟土地基的應(yīng)用效果理想,是目前可普及應(yīng)用的加固處理技術(shù)。因?yàn)檐浲谅坊臋z定以及處理技術(shù)是決定整個道路工程施工質(zhì)量的關(guān)鍵,通過多年探索和創(chuàng)新之后,我國在軟土路基的鑒別以及設(shè)計(jì)方面已經(jīng)有著豐富的經(jīng)驗(yàn)與卓越的技術(shù)。但是,在今后工作中,仍然需要不斷的改進(jìn)和優(yōu)化軟土路基的施工技術(shù),并在施工過程中嚴(yán)格落實(shí)質(zhì)量控制措施,保障道路路基施工質(zhì)量,從而優(yōu)化道路的發(fā)展。

        [1] 呂若冰,孔綱強(qiáng),沈揚(yáng),等.既有高速公路高壓旋噴樁施工現(xiàn)場監(jiān)測與數(shù)值模擬分析[J].防災(zāi)減災(zāi)工程學(xué)報(bào),2015,13(6):752-757.

        [2] 冒千如,李永紅,余芒,等.高壓旋噴樁加固濱海地區(qū)軟土地基沉降分析[J].礦冶工程,2017,37(3):27-30.

        [3] 朱振生,沈揚(yáng),汪磊,等.含軟土夾層地基高壓旋噴樁加固方法研究[J].科學(xué)技術(shù)與工程,2015,15(35):64-69.

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