鐵路頂進(jìn)框構(gòu)橋兩側(cè)路基旋噴樁加固防護(hù)

摘要：本文通過沈阜開發(fā)大道穿越西部工業(yè)走廊鐵路公鐵立交橋工程框構(gòu)橋施工，采用旋噴樁施工方案作為框構(gòu)橋頂進(jìn)施工時(shí)線路兩側(cè)土質(zhì)不良路基固化處理和防護(hù)的主要方式加固施工，確保頂進(jìn)施工中，頂進(jìn)前、側(cè)天窗懸空跨度在安全范圍以內(nèi)，確保施工過程中鐵路行車安全。

關(guān)鍵詞：框構(gòu)橋 頂進(jìn) 旋噴樁 加固 防護(hù)

1 工程概況

旋噴樁加固示意圖

沈阜開發(fā)大道穿越西部工業(yè)走廊鐵路公鐵立交橋工程，在西部工業(yè)走廊鐵路K10+715.64處新建12.5m+

12.5m框構(gòu)橋一座，橋全寬27.4m，軸長為24.05m全高9.49m，機(jī)動(dòng)車道雙向6車道，橋下凈高5.0m，采用工字鋼橫抬梁法加固線路。此工程基底以上有軟塑粉質(zhì)粘土層，地下水位較高，頂進(jìn)開挖施工時(shí)路基極易坍方，為頂進(jìn)時(shí)為防止框構(gòu)橋兩側(cè)路基側(cè)天窗過大，采用常規(guī)控制單次開挖長度方案施工勢必施工進(jìn)度慢，列車慢行時(shí)間長，鐵路行車安全無法得到有效保證，實(shí)際施工中采用對框構(gòu)橋頂進(jìn)兩側(cè)鐵路路基進(jìn)行高壓旋噴樁固化加固處理方案施工，旋噴樁樁長9m，直徑0.6m，框架兩側(cè)相鄰四排樁間距和排距為0.6m，以外部分樁間距1.5m，排間距2.0m。

2 旋噴樁作業(yè)的施工準(zhǔn)備

2.1 材料準(zhǔn)備。①水泥和水是高壓噴射注漿法主要使用的灌漿材料，如有需要時(shí)也可加入少量外加劑。②應(yīng)根據(jù)環(huán)境和工程需要確定所采用的水泥品種和標(biāo)號(hào)，通常情況下，宜采用強(qiáng)度等級(jí)不低于32.5的普通硅酸鹽水泥，并應(yīng)符合《硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥》GB 175-1999中的規(guī)定，若想使用其他水泥注漿，必須得到設(shè)計(jì)的許可。③所用水泥應(yīng)嚴(yán)格防潮和縮短存放時(shí)間，必須符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，不得使用受潮結(jié)塊和過期的水泥，在施工過程中應(yīng)進(jìn)行抽樣檢查。④細(xì)砂、早強(qiáng)劑、速凝劑、粉煤灰、水玻璃等外加劑在施工中可根據(jù)需要在水泥漿液中適當(dāng)加入。⑤水泥漿攪拌時(shí)所用的水，應(yīng)符合《混凝土拌合用水標(biāo)準(zhǔn)》JGJ 63-89的規(guī)定。⑥一般使用純水泥漿液做為高壓噴射的注漿。根據(jù)工程需要，在有特殊要求或特殊地質(zhì)條件下，可使用不同類型漿液，但需要通過現(xiàn)場注漿試驗(yàn)，比如，也可用水泥砂漿等。

2.2 旋噴樁施工時(shí)所用的機(jī)具、設(shè)備準(zhǔn)備。施工機(jī)具設(shè)備有國產(chǎn)的，也有進(jìn)口的。地質(zhì)成孔設(shè)備、供氣、供水、供漿設(shè)備，噴射注漿設(shè)備，攪拌制漿設(shè)備，控制測量、檢測設(shè)備是施工中所需的主要設(shè)備機(jī)具。

2.3 施工現(xiàn)場準(zhǔn)備。①清除地面和地下可移動(dòng)障礙，平整場地，并應(yīng)有防止施工機(jī)械失穩(wěn)的措施。②風(fēng)、水、電應(yīng)設(shè)置專用管路和線路，施工平臺(tái)應(yīng)做到平整堅(jiān)實(shí)，滿足施工要求。③施工用的臨時(shí)設(shè)施應(yīng)齊備，如：道路、供水、供電、臨時(shí)房屋、材料庫等。④施工單位在施工現(xiàn)場應(yīng)設(shè)置廢水、廢漿處理和回收系統(tǒng)，應(yīng)布置開挖冒漿排放溝和集漿坑，應(yīng)制定出相應(yīng)的環(huán)境保護(hù)措施。⑤施工場地范圍內(nèi)地上和地下的管線及構(gòu)筑物的位置在施工前應(yīng)準(zhǔn)確測量出。⑥應(yīng)對基線、水準(zhǔn)基點(diǎn)，軸線樁位和設(shè)計(jì)孔位等位置進(jìn)行復(fù)核測量并做相應(yīng)的保護(hù)。⑦施工前在施工場地范圍內(nèi)應(yīng)設(shè)置安全標(biāo)志和安全保護(hù)措施。⑧旋噴樁所需的機(jī)械，在組裝和試運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)要求符合安全操作規(guī)程規(guī)定。

2.4 技術(shù)準(zhǔn)備。建設(shè)單位、設(shè)計(jì)單位、監(jiān)理單位在施工前應(yīng)向施工單位提供完善的文件、圖紙和資料，并進(jìn)行相應(yīng)的技術(shù)交底。

3 旋噴樁施工工藝

3.1 先用全站儀確定第一根樁中心位置及旋噴樁的內(nèi)外邊線，此時(shí)的放樣誤差不應(yīng)大于5cm，并按規(guī)定對樁位進(jìn)行復(fù)核。

3.2 鉆機(jī)進(jìn)場后在樁位上進(jìn)行安設(shè)，鉆桿端對準(zhǔn)樁位中心，垂直度符合要求。

3.3 鉆機(jī)就位后開始鉆孔，直至達(dá)到設(shè)計(jì)深度。并且，在鉆孔過程中通過隨時(shí)調(diào)整機(jī)架來保證樁傾斜角度要求。

3.4 鉆孔完成后即可以插入噴射注漿管，水泥漿的配制與插管同時(shí)進(jìn)行，水灰比控制在1:1，摻入水泥用量2%的早強(qiáng)劑來防止離析，按現(xiàn)場試噴后確定單樁水泥用量，使用時(shí)濾除水泥漿的硬塊、砂石等。

3.5 旋噴樁施工中最關(guān)鍵的一個(gè)環(huán)節(jié)是噴射作業(yè)，當(dāng)帶有噴頭裝配的旋噴鉆桿鉆至預(yù)定深度后啟動(dòng)高壓泵，當(dāng)泵量泵壓均正常，并且達(dá)到設(shè)計(jì)要求后自孔底自下而上進(jìn)行噴射作業(yè)，邊噴邊提升鉆桿，直至達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)為止。

3.6 當(dāng)旋噴作業(yè)完成后即可拔出注漿管，在樁頂做好標(biāo)記。

3.7 注漿施工完成后要對注漿泵、噴嘴、送漿泵、漿液攪拌機(jī)等設(shè)備進(jìn)行清洗，以免殘留的漿液凝固造成堵塞。

3.8 將旋噴機(jī)具設(shè)備移到下一個(gè)孔位后進(jìn)行同樣的循環(huán)操作。

3.8 每個(gè)旋噴樁在施工過程中能產(chǎn)生出占樁固結(jié)體體積20%的廢液，將這些廢液引導(dǎo)進(jìn)入排漿溝并用10cm厚的粘土進(jìn)行覆蓋。

4 旋噴樁施工質(zhì)量的控制

4.1 在進(jìn)行旋噴樁施工前應(yīng)檢查壓力表、流量表的靈敏度和精度以及高壓噴射設(shè)備的性能。施工中應(yīng)檢查壓力、水泥漿量、提升速度、旋轉(zhuǎn)速度等施工參數(shù)及施工程序。待施工結(jié)束28d后，對樁體強(qiáng)度、承載力、樁體中心位置、平均直徑、樁體均勻性等質(zhì)量及承載力進(jìn)行檢驗(yàn)，以此來判斷其是否達(dá)到規(guī)范的要求。

4.2 因?yàn)閲娚錆{液的離析在噴射完成后而產(chǎn)生不同程度的收縮，導(dǎo)致凹穴在固結(jié)體頂部出現(xiàn)，此時(shí)的補(bǔ)救措施是采用水灰比為0.5的水泥漿進(jìn)行補(bǔ)灌?？梢圆捎锰岣邍娚鋲毫Α⒈昧炕蚪档突剞D(zhuǎn)與提升速度、復(fù)噴工藝等措施來加大固結(jié)體尺寸。

4.3 噴射注漿成樁過程中，只有在停止提升和回轉(zhuǎn)，同時(shí)停止注漿，停機(jī)后才能進(jìn)行拆卸注漿管的作業(yè)，當(dāng)拆卸完畢需要繼續(xù)噴漿時(shí)，應(yīng)重新啟動(dòng)高壓泵，只有等到泵量泵壓正常并達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，才能開始繼續(xù)注漿，并且要求與前段噴射注漿的孔段有長為10cm搭接，從而防止固結(jié)體脫節(jié)出現(xiàn)斷樁的現(xiàn)象。

4.4 設(shè)計(jì)位置與鉆孔的位置偏差應(yīng)小于50mm，高壓注漿泵與噴射孔的距離小于50m。應(yīng)詳細(xì)記錄有關(guān)實(shí)際孔位、孔深和每個(gè)鉆孔內(nèi)的地下障礙物、洞穴、涌水及與巖土工程勘察報(bào)告不符等情況。

4.5 施工完畢后及時(shí)將泥漿運(yùn)出或經(jīng)現(xiàn)場短期堆放晾干后運(yùn)出，并做好剩余泥漿處理工作。當(dāng)噴射完畢后，應(yīng)用清水噴射沖洗噴射管。

5 旋噴樁施工中常見問題的處理

5.1 施工中當(dāng)注漿壓力驟然上升時(shí)應(yīng)停機(jī)檢查，首先進(jìn)行卸壓工作，當(dāng)噴嘴堵塞時(shí)，可將鉆桿提升，用銅針進(jìn)行疏通；如果是其他堵塞，就應(yīng)及時(shí)松開接頭進(jìn)行疏通，待堵塞排除后方可繼續(xù)進(jìn)行旋噴作業(yè)。

5.2 當(dāng)出現(xiàn)冒漿或冒漿量過大時(shí)，應(yīng)及時(shí)查明具體原因，然后進(jìn)行相應(yīng)的處理，當(dāng)冒漿量小于20%并且土層空隙較大時(shí)，向漿液中摻加適量的速凝劑以加速固結(jié)；如果冒漿量過大，可適當(dāng)縮小噴嘴孔徑，提高噴射壓力，加快提升和旋轉(zhuǎn)速度來調(diào)整注漿量的大小。

5.3 當(dāng)固結(jié)體頂部出現(xiàn)下凹現(xiàn)象時(shí)，在旋噴樁完畢后將固結(jié)體頂部鑿去部分，在凹穴部位直接在旋噴孔中再次注入漿液或用混凝土填補(bǔ)。

6 結(jié)語

由于框構(gòu)橋的頂進(jìn)施工涉及到既有線鐵路行車，在兩側(cè)路基土質(zhì)不良情況下頂進(jìn)施工過程中如何保證正常行車及鐵路運(yùn)輸尤為重要，通過采用對框構(gòu)橋兩側(cè)路基進(jìn)行固化加固處理，確保在框構(gòu)橋頂進(jìn)施工時(shí)兩側(cè)路基穩(wěn)定，使行車安全得到了很大保障。

以上結(jié)合工程實(shí)例，對鐵路既有線框構(gòu)橋頂進(jìn)施工過程中的旋噴樁加固地基及防護(hù)工作做了簡單的敘述，以供各位同行在今后的工作中參考。

參考文獻(xiàn):

[1]《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》（JG79-2002）.

[2]《鐵路橋涵施工規(guī)范》(TB10203-2002).