高壓旋噴樁在新建鐵路隧道基底加固中的應(yīng)用價值研究

高嘉麗

云南建投基礎(chǔ)工程有限責(zé)任公司

1 引言

現(xiàn)階段，隨著經(jīng)濟社會的進步，我國科學(xué)信息技術(shù)的水平和發(fā)展也得到了很多的改善。對于任何一個建筑工程項目的有效施工和建設(shè)來說，相應(yīng)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)質(zhì)量和穩(wěn)定性均是十分重要的，只有這樣才能確?；A(chǔ)結(jié)構(gòu)的合理、可靠，才能夠避免在后續(xù)運營管理過程中產(chǎn)生明顯的安全問題和事故缺陷。在一些建筑工程項目的施工處理中，如果遇到軟弱的土地基，則需要考慮采取相關(guān)的加固技術(shù)手段，加強優(yōu)化和控制來增強其承載能力，切實地保障整個建筑物的安全和穩(wěn)定。高壓旋噴樁在實踐和應(yīng)用中能夠體現(xiàn)比較突出的作用，并且具有較強的科學(xué)研究價值。

2 高壓旋噴樁技術(shù)在鐵路隧道基底加固施工中的重要性和應(yīng)用

2.1 高壓旋噴樁適用范圍

高壓旋噴樁技術(shù)主要應(yīng)用于處理各種淤泥、污垢質(zhì)土、流塑、柔韌性的黏土或其他各種具有黏性的黏土、粉土、砂土、黃土、充填性黏土和其他碎石性黏土。高壓旋噴樁技術(shù)主要廣泛用于對地下既有結(jié)構(gòu)建筑和其他現(xiàn)代化工程新建結(jié)構(gòu)建筑物的基層地基防水加固和基層排水處理、深基坑的高壓止?jié)B防水層和帷幕、邊坡處的擋土或外墻遮蓋物防水、基坑底部的基層加固、防止管涌與管體隆起、地下大型小口徑排水管路面的圍封和排水加固、地鐵改建工程的鋼筋混凝土層面的加固或覆蓋防水、河流中的大壩、海堤、壩體以及壩基的基層防滲水和加固、構(gòu)筑地下大型水庫的超大截面防滲壩等。

2.2 地基加固方案的選取

高壓旋噴樁技術(shù)應(yīng)用在地質(zhì)土壤中較為疏松、軟弱的地質(zhì)特征區(qū)域，例如第四紀(jì)的沖積層、淤泥、殘留土壤和人工填埋的土壤中。高壓旋噴樁技術(shù)在黃土、黏地質(zhì)中使用，砂土粉土中應(yīng)用效果最佳。該水閘的地質(zhì)條件符合高壓旋噴樁的施工特點與標(biāo)準(zhǔn)要求。已經(jīng)成型的建筑物地基，不會受到地下水的影響。同時，高壓旋噴樁技術(shù)也適用于不同深度的土層，施工所應(yīng)用的樁長不會受到限制。目前高壓旋噴樁技術(shù)初具成熟施工應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，操作簡便，施工安全可靠。并且高壓旋噴樁的施工機械體積較小，適合靠近建筑進行施工，沒有機械振動，運行噪聲小，對已有建筑物的損害程度低等，這些優(yōu)勢使得高壓旋噴樁技術(shù)成為加固水閘地基防沉降的最佳手段。

2.3 高壓旋噴樁工藝概述

工程建設(shè)中高壓旋噴樁施工工藝技術(shù)的具體應(yīng)用過程是：首先在建筑物地基的一個地質(zhì)結(jié)構(gòu)層面內(nèi)利用鉆孔機械將半徑小于50mm 的鉆孔，當(dāng)鉆孔貫穿不良的土層得到預(yù)測持力土層的深度后，將鉆頭替換成高壓旋噴樁，接著開始進行旋噴樁的施工，在旋噴樁施工完畢后短時間內(nèi)會在預(yù)測持力土層的深度范圍內(nèi)發(fā)生轉(zhuǎn)形成一個加大直徑的圓柱形樁體，將這個樁體作為整個建筑物支撐的樁基礎(chǔ)，可以單獨作為支撐土層或者是與附近的堅固土層共同支撐其他建筑物的支撐荷載，能迅速有效地消除建筑物沉降現(xiàn)象。

3 隧道概況及基底開工應(yīng)注意到的問題

在隧道開挖過程中應(yīng)當(dāng)遵循“快挖快封閉”的工作原則，隧道在開挖后一定要及時封閉，加強排水措施，盡量減少雨水對隧道的施工和質(zhì)量的影響；嚴(yán)格遵守相關(guān)規(guī)定的要求滿足施工的要求。

澆筑施工期間，尤其是在注漿過程中，要對支護工作情況和運行狀態(tài)做好監(jiān)測。當(dāng)使用中發(fā)現(xiàn)支撐構(gòu)件有變形或磨損時，應(yīng)馬上停止設(shè)備的運行，并采取相應(yīng)的措施。

漿液管道的連接件必須使用耐高壓設(shè)備，當(dāng)其中一定的壓力增大時，要有效地防止管道的連接處發(fā)生爆裂而傷人。

鉆井垂直式的橫向螺旋鉆井噴樁施工要求也就是鉆井應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計方案要求的標(biāo)準(zhǔn)樁位、樁徑、樁長及規(guī)定樁壓系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)進行鉆井施工。

樁身管線施工的全部運行過程必須保證是連續(xù)的，不能出現(xiàn)任何施工間斷，防止連續(xù)造成樁身出現(xiàn)管線斷樁，短路倒樁等不良情況的發(fā)生。若因任何機械故障或其他外力事件而停工導(dǎo)致打樁停機在30～120分鐘的，應(yīng)該開始進行再次重復(fù)打樁回轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)加噴，超過2個多小時的，按鉆孔斷頭打樁處理方式開始進行斷樁處理，應(yīng)該重新打樁開始進行鉆孔斷樁。

在從事建筑物前期施工建設(shè)過程中，企業(yè)應(yīng)進一步組織加強對于夯土開挖工程表面的預(yù)測地質(zhì)變化素描和對于建筑綜合性工程施工的超前地質(zhì)變化預(yù)測和前期地質(zhì)分析預(yù)報等準(zhǔn)備檢查工作，根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂蜃兓瘲l件、地理環(huán)境變化及時研究調(diào)整前期施工安全技術(shù)管理方法并制定出相應(yīng)的安全措施，確保前期施工安全。

認(rèn)真做好對監(jiān)控中的測量及相關(guān)資料的收集和分析，根據(jù)其變化情況及時地采取措施，量測資料應(yīng)及時地進行梳理和綜合分析，發(fā)現(xiàn)異常立即果斷采用處理措施。

4 旋噴樁施工技術(shù)要點

4.1 變壓器參數(shù)下的空氣噴射

由于現(xiàn)代建筑施工現(xiàn)場的土壤地質(zhì)地理條件復(fù)雜，具有較大的土層深度和方向變動量的情況，含有許多的砂質(zhì)土層和土壤砂質(zhì)，因此就會造成其中的基層土壤砂質(zhì)含水量、密實度的程度以及土層和顆粒之間等都存在著很大的地質(zhì)差別。針對以上的兩種情況，若僅僅簡單地只是采用了單一的噴射技術(shù)法來噴射一個長樁，則很有可能會在整個長樁中內(nèi)部形成一定的固體黏結(jié)體，影響到了螺旋式和噴射式短樁的使用長度，降低了長樁承載能力。為了有效提高旋轉(zhuǎn)和噴的工作質(zhì)量，需按現(xiàn)場實際要求打開旋噴孔位以及所在具體地層的實際情況，對不同土層深度的堅硬土層整體需要分別選擇不同的旋噴技術(shù)參數(shù)，在對堅硬底部土層以及較淺深度底部的堅硬土層整體進行旋轉(zhuǎn)和噴搖擺過程中不僅需要大大縮短旋噴時間，并且大大減少了旋噴搖擺的運動速度和重量增加了土層提升率。

4.2 回漿裂縫修補

在開始準(zhǔn)備進行管道灌注時，需要將溶液混合混凝土中的酸性顆粒物和合成水漿，之后再沿著灌注漿流向管道的兩側(cè)管壁進行回位。在此期間還需要仔細(xì)觀察基層返漿漿料數(shù)量和其返漿顏色，測量基層返漿厚度數(shù)值和漿料比重等，這樣可以有效幫助各類建筑物工程施工者及時明確各個施工地層的返漿情況，并且這樣可以準(zhǔn)確判定各種噴射注漿技術(shù)的使用合理性與對砂漿噴射液和灌注液中漿漿材料的使用效果。

5 高壓旋噴樁技術(shù)在鐵路地基施工中的流程

5.1 前期的工作準(zhǔn)備

項目資金及相關(guān)材料的提前準(zhǔn)備。在使用建筑材料上會影響到建筑的整體工程設(shè)計，所以在對建筑材料的選擇上一定需要進行慎重考慮。所需要選用的基層水泥主要為中性硅酸鹽基層水泥，質(zhì)量相對較好的多為速凝劑和固定速凝劑，滲入率的范圍一般為26%左右。

完善建筑物的環(huán)境衛(wèi)生保護設(shè)施。保障了鐵路周圍的暢通、供水用的管道隨時都能夠為鐵路客運站人員提供足夠的生活用水、電力以及為了滿足鐵路客運站的供電需要而隨時給予鐵路供電正常，施工期間場地內(nèi)的建筑地基必須干凈、平整，地表上的雜草完全被徹底清除干凈。

5.2 建筑工程施工第二階段

灌漿準(zhǔn)備。一般采用水泥漿液，水泥漿液在澆筑前需要進行攪拌均勻，確保把內(nèi)部的所有空氣完全排除，漿液的可塑性比較好并且能夠合理地調(diào)整漿液凝固時間。它的性能是指它具有很高的硬度和較大的強度。

鉆頭準(zhǔn)備。漿液攪拌器在安裝完之后對其位置進行了調(diào)節(jié)，將其位置調(diào)整到平常期中的所需數(shù)量值后再將其固定。預(yù)先人工設(shè)計好一個鉆頭噴射緩沖區(qū)塊，鉆機通過每個鉆頭噴嘴正確地自動對準(zhǔn)所有區(qū)塊預(yù)留的噴射地點，適度地調(diào)整緩沖區(qū)塊的噴射傾斜度和噴射角度，將三個噴射區(qū)塊全部均勻平整調(diào)平之后由專業(yè)技術(shù)人員鉆機進行二次測試，包括一次鉆機從一個油井內(nèi)部到一個鉆點的鉆嘴間隔鉆孔距離、鉆機從一個油井內(nèi)部到礦點鉆嘴的間隙尺寸和鉆孔長度，鉆機從一個油井內(nèi)部到礦點鉆進的深層土體最大進入深度，確保在一個油井內(nèi)部進行二次鉆孔時鉆機能夠準(zhǔn)確做到鉆孔位置準(zhǔn)確且有效從而保證了產(chǎn)品質(zhì)量。

項目采用大型高壓自動噴灌樁設(shè)備進行高壓試噴。高壓泥漿噴樁施工應(yīng)將已經(jīng)現(xiàn)場安裝好的混泥水和所用石灰以1:1 的比例進行混合制成攪拌好的泥漿高壓噴樁水泥漿后，先用一臺高壓泵將液漿通過噴射器的高壓機嘴將其安全對準(zhǔn)放在地面上并進行了高壓試驗施噴，若是同時出現(xiàn)了液漿噴射容易壓力受阻或?qū)е聡娚溥^程加快速度壓力不足等安全問題，則及時對其進行技術(shù)解決，排除所有在噴樁施工進行過程中所有可能需要發(fā)生的安全故障。

應(yīng)對漿液進行噴灌防水處理。試噴，在高壓鉆機和專用高壓空氣噴射器全部完成安裝工作到位后再飛機先行高壓試射開噴，無任何質(zhì)量問題之后再次試噴對準(zhǔn)早已經(jīng)被飛機鉆開的一個孔口后再進行高壓噴射。噴射，將所有已經(jīng)安裝好噴射水泥混凝漿液的電機高壓自動噴射機都將機嘴全部置于深孔中，固定后將所有水泥混凝漿液源源不斷地往內(nèi)或外方向快速噴射，飛行時程中應(yīng)特別注意電機高壓自動噴射機的平均壓力大于平均值以及在此平均壓力之下沖入泥漿的均勻流量和泥漿空氣的均勻流速，及時熟練掌握在此壓力和泥漿空氣的均勻流量，當(dāng)被高壓噴射機沖出來的所有水泥混凝漿液完全堵塞了一個孔口并迅速方向溢出時，立刻立即進行電機高壓自動旋轉(zhuǎn)直噴，將所有水泥混凝漿液從下而上慢緩地進行旋轉(zhuǎn)360°，來回反復(fù)地進行旋轉(zhuǎn)，使其本身能夠完全形成一個旋轉(zhuǎn)方向噴漿的運動形式，將水泥混凝土體和所有水泥砂漿經(jīng)過高壓攪拌均勻地融為一體，等待水泥混凝土完全冷卻之后即可使其發(fā)展而成為一個不僅具有較高的結(jié)構(gòu)硬度和運動強度且對其運動過程穩(wěn)定性極高的堅實固體變形體，起到了穩(wěn)固水泥基地的重要功能。

6 結(jié)束語

綜上所述，由于旋噴樁的施工工藝技術(shù)具備了比較多的優(yōu)勢和特殊性，因此已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用到了實際的隧道工程施工中。在隧道修建中充分運用該項技術(shù)可以有效地縮短修建工期，增大污水處理的深度，并且也不會導(dǎo)致嚴(yán)重的沉降。因此我們在隧道建設(shè)施工期間需要合理地應(yīng)用旋噴樁施工技術(shù)，全方位地促進施工的穩(wěn)定性與施工安全，從而改善整體的工程質(zhì)量，給予良好的隧道交通運輸服務(wù)。