高压旋喷桩在铁路软基处理中的应用.doc

1、1高压旋喷桩在铁路软基处理中的应用摘要：高压旋喷桩作为一种新型的软基处理方法广泛应用于高速铁路地基加固工程建设当中，主要适用于处理淤泥、淤泥质土、流塑、软塑或可塑性黏性土、粉土、砂土、黄土、素填土和碎石土等地基。 关键词：高压旋喷桩；软基处理 Abstract: the high pressure jet grouting pile as a new type of soft foundation treatment method is widely used in high speed railway foundation reinforcement engineering of const

2、ruction, mainly is suitable for the treatment of silt, silt soil, flow model, RuanSu or plasticity viscous soil and silt, sandy soil, loess, grain filling and gravel soil and foundation. Keywords: high pressure jet grouting pile; Soft foundation treatment 中图分类号：X731 文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2013） 工程概况

3、 贵（阳）广（州）铁路是国家铁路“十一五”规划的重点项目，是一条设计时速 250 公里的高速铁路客运专线，线路全长 857 公里，在广2东省境内 207.5 公里，贵州省境内 301 公里，广西省境内 348.5 公里。肇庆东站起讫里程为 DK750+503.33DK753+210.98，全长 2707.65m，其中 DK752+900753+210.98 段采用高压旋喷桩加固，桩径 0.6m，正三角布置，桩长 13.515.5m，桩间距 1.71.8m。 工程地质 本段上部为第四系全新统冲洪积，主要为淤泥、淤泥质为粘性土，粉质粘土，局部夹杂粉细砂及中砂透镜体，厚度 1825m,局部厚为30m

4、；下部石岩炭系灰岩。 2. 1 第四系冲洪积层： 2.1.1 塘底淤泥，厚度一般 0.50.8m； 2.1.2 淤泥，淤泥质粘土；灰褐色，深灰色，流塑，515m； 2.1.3 粉质粘土；灰褐色，软塑流塑,厚度 35m； 2.1.4 粉质粘土；软塑,厚度 08m； 2.1.5 粉质粘土；软塑硬塑,厚度 06m； 2.1.6 粉质粘土；灰褐色，硬塑，厚 05m，局部厚 810m； 2.1.7 细砂，浅灰白色，中密，饱和； 2.1.8 中砂，黄褐色，中密，饱和； 2.1.9 粗砾砂，黄褐色，中密密室，饱和； 2. 2 石炭系灰岩：青灰深灰色，弱风化，岩溶发育,多为串珠状溶洞，部分岩溶顶板较薄。 施工

5、部署 根据本段工程规模和特点，为确保工程质量、安全及工期。本段拟3定各项计划进行部署，施工总平面部署遵循以下原则： 3.1 符合开工条件的场地先进行钻机施工，后面逐步完善不能开工的场地后，跟随进钻机。 3.2 符合使用场地，既保证钻机顺利施工，又不多占用施工场地。 3.3 钻机行进线路最短，又方便施工。 3.4 最大限度减轻施工对环境造成的污染。 施工工序 4.1 施工顺序 旋喷桩施工计划安排 3 台套桩机，根据现场开挖实际情况进行施工。旋喷桩施工相邻两桩施工间隔时间应大于 48h，在施工时应采用间隔跳孔循环施工。 4.2 施工流程 图 4.2.1 高压旋喷桩施工流程图 4.3 施工工艺 高压

6、旋喷采用双重管法（气、浆二介质）施工，高压旋喷桩施工原理是利用高压浆切割土体，两出浆口处包一圈气体，使喷出的水泥浆能均匀地和加固土体结合。旋喷桩直径 600mm,水泥掺入比为 25%，水灰比1:1，材料采用普通硅酸盐 42.5 级水泥；拌和桶拌浆量：每桶按 7.5 包水泥，375L 水拌和，浆液用量按照钻杆提升 2.5 米进行控制，确保每延米桩注入水泥不小于 150kg;28 天桩体无侧限抗压强度不小于 1.2MPa。 4按 25%水泥掺量计算，每 m 水泥用量为： 体积掺量土重=0.350.351.80.251000=173kg 每 m 水泥用量的体积为： 173/3=57.7L 按 1：1

7、 水灰比配制，浆液比重为： 1732/(57.7+173)=1.50kg/L（控制在 1.511.53 之间） 每 m 高喷桩体需喷入的浆液量 Q 为： Q=1732/1.50=230.7L 高压喷射泵泵量 100L/min，根据现有专业配套高压注浆泵的实际泵量只能达到额定泵量的 60%-70%计算，每 m 喷浆时间为： 230.7/（1000.65）=3.55min，与此对应，每 m 提升速度为1/3.55=0.28m/min 由以上计算得出推荐参数为： 喷浆压力 2024 MPa，回转速度 25r/min，提升速度2025cm/min，气压 0.6MPa。 通过试桩最后确定施工参数，并以此

8、进行控制。 施工准备 5.1 在设计文件提供的各种技术资料的基础上作补充工程地质勘探，进一步了解各施工工点地基土的性质、埋藏条件。 5.2 准备充足的水泥加固料和水。水泥的品种、规格、出厂时间经试验室检验符合国家规范及设计要求,并有质量合格证。严禁使用过期、受潮、结板、变质的加固料。一般水泥为 42.5 号普通硅酸盐水泥。水要干5净，酸碱度适中，pH 值在 510 之间。 5.3 根据补充勘探资料，在选择的试验工点加固范围内的各代表性地层用薄壁取土器采取必需数量的原状土送试验室，对取得的土样在进行试验之前应妥善保存，使土样的物理和化学性能尽可能保持不变。 5.4 室内配合比试验。根据设计要求的

9、喷浆量或现场土样的情况，按不同含水量设计并调整几种配合比，通过在室内将现场采取的土样进行风（烘）干、碾碎，过 25mm 筛的粉状土样，按设计喷浆量、水灰比搅拌、养护、力学试验，确定施工喷浆量、水灰比。一般水灰比可取1.01.5。为改善水泥土的性能、防沉淀性能和提高强度，可适当掺入木质素磺硫钙、石膏、三乙醇胺、氯化钠、氯化钙、硫酸钠、陶土、碱等外掺剂。若试验之前土样的含水量发生了变化，应调整为天然含水量。5.5 试桩试验。根据室内试验确定的施工喷浆量、水灰比制备水泥浆液在试验工点打设数根试桩，并根据试桩结果，调整加固料的喷浆量，确定搅拌桩搅拌机提升速度、搅拌轴回转速度、喷入压力、停浆面等施工工艺

10、参数。 5.6 推土机、挖掘机配合自卸汽车清除地表 0.3m 厚的种植土，杂物，并将原地面按设计要求整平，填出路拱。根据施工现场实际情况，施作临时排、截水设施，并在施工范围以外开挖废泥浆池以及施工孔位至泥浆池间的排浆沟。 5.7 按设计要求完成施工放样，用木桩定出桩位，用白石灰作出明显标识。 6高压旋喷桩施工 6.1 桩机按设计桩位就位。 将高压旋喷钻机安放在设计孔位上，用两根 5m20cm 的方木作为钻机前进的轨道，使钻头对准孔位中心，纵横向偏差不得大于 50mm。为保证钻孔达到规范要求的垂直度偏差 1以内，钻机就位后，必须作水平及垂直度校正，使钻杆轴线垂直对准孔位，并固定好桩机。 6.2

11、成孔钻进至设计深度。 6.3 沉入注浆管至孔底。 6.4 高压喷射注浆。 提升喷浆待成孔到离设计深度 10cm 处，将高压泵由低速低压，调整到设计要求压力。注浆管应在前锋水泥浆流出喷头后，方可开始提升注浆管，自下而上喷射注浆。为保证桩底有足够的水泥浆量，达到设计深度后应暂时停止提升，原地旋喷 10 秒，然后按设计提升速度边旋转喷浆边提升，直至桩顶标高为止。 6.5 成桩，拔管。 注浆完毕应迅速拔出注浆管，桩顶凹坑应及时以水灰比为 0.6 的水泥浆补灌。 6.6 机械清洗。 达到设计要求后将钻机等机具设备移动到新孔位上，重复第一步进行下一孔位的施工。钻机成孔和喷浆过程中，应将废弃的加固料及冒浆回

12、收处理，防止环境污染。 质量控制要点 77.1 高压旋喷桩施工的允许偏差、检验数量及检验方法 表 7.1.1 高压旋喷桩施工的允许偏差、检验数量及检验方法 7.2 正式开工前应认真作好试桩工作，确定合理的施工技术参数和浆液配比。 7.3 旋喷过程中，冒浆量小于注浆量的 20%为正常现象，若超过 20%或完全不冒浆时，应查明原因，调整旋喷参数或改变喷嘴直径。 7.4 钻杆旋转和提升必须连续不中断，拆卸接长钻杆或继续旋喷时要保持钻杆有 1020cm 的搭接长度，避免出现断桩。 7.5 在旋喷过程中，如因机械出现故障中断旋喷，应重新钻至桩底设计标高后，重新旋喷。 7.6 制作浆液时，水灰比要按设计严

13、格控制，不得随意改变。在旋喷过程中，应防止泥浆沉淀，浓度降低。不得使用受潮或过期的水泥。浆液搅拌完毕后送至吸浆桶时，应有筛网进行过滤，过滤筛孔要小于喷嘴直径 1/2 为宜。 7.7 在旋喷过程中，若遇到孤石或大漂石，桩可适当移动位置（根据受力情况，必要时可加桩） ，避免畸形桩或断桩。 7.8 旋喷过程中，应按表 4 的要求作好施工记录。 结束语 高压旋喷注浆法,适用范围广，既可用于工程事前处理，也可用于事后补救。旋喷法设备简单，施工简便，管理方便。固结体形状可以控制，8根据需要，可以采用旋喷、定喷、摆喷工艺形成圆柱性形、壁板形以及扇形加固体。生产安全，振动小，噪声低，对外界干扰小。高压旋喷桩施工方法仍处于初期试验性阶段，我们将进一步通过大量实际运用和数据对比，对其进行深入研究并不断完善提高。 参考文献 1 高速铁路路基施工质量验收标准 （TB10751-2010） ； 2 铁路路基工程施工安全技术规程 （TB10302-2009） ； 3 地基与基础施工 （中国铁道出版社 毛洪渊、于文著 编著）