1工程概况本文以某景点的快速通道建设工程为研究对象,该项目中的一段属于软土路基,整个路基范围的结构组成为:砂黏土(深度约4 m、承载能力100 kPa)、中砂(深度约9 m,含有少量的砾石)。结合设计图纸,路基部分的承载能力必须超过200 kPa,实际施工设计的时旋喷桩数量为300根,每根桩的直径为60 cm,桩的长度设计为7.2 m,按照梅花状进行布置,每根桩之间的间距控制为1.3 m。选择普通硅酸盐水泥,掺加适量的减水剂。2施工准备工作2.1施工技术参数确定进行旋喷桩施工前,应该先进行试桩试验,结合试验过程中的具体情况确定最佳施工技术参数,确保提杆速度、泵入压力可以有效满足设计规范要求。结合施工现场的实际情况确定以术参数,每根桩的直径为60 cm,桩的长度设计为7.2 m,按照梅花状进行布置,每根桩的间距控制为1.2 m,试验桩的长度设计为16 m,试验桩的数量为8根。实际进行试桩试验的过程中,施工单位选择使用单管施工,试块经过28 d龄期后,自身抗压强度达到1 800 kPa,每根桩的承载能力为R=170 kN。项目施工技术参数分析如表1所示。10.3969/j.issn.2096-1936.2021.21.001.T001表1施工参数分析项目浆液压力/MPa泥浆比重压缩空气压力/MPa高压水压力/MPa参数0.3~0.91.5~1.90.6~0.940~802.2施工准备旋喷桩施工前,需要做好施工前的准备工作,保证所有的施工设备全部准备就位。结合施工现场的实际情况合理安排安装作业,对各施工设备的性能进行检测,确保后续施工中不会出现故障现象。应严格按照规范要求对施工设备进行试机检测。在检测过程中,设备的各项检测指标必须完全满足规范要求。3施工关键技术3.1测量放线为有效保证状体结构的定位可以满足规范要求,提高定位的精准性,施工单位应严格按照规范要求设置控制网,在施工现场设置多个控制点,形成整体的控制网。实际施工过程中,控制点的位置应结合桩位的实际情况确定,一般设置场内、外两个控制网,促桩位的精准度得到提升。控制网设置完成后开始测量,对桩位位置进行放线。所有的桩位全部确定后,在施工现场设置标桩。为了保证标桩不会在施工过程中被破坏,应对标桩做加强保护措施。待标桩设置完成,对标桩的位置进行复核,复核无误以后报监理单位进行验收。3.2钻孔就位桩机作业应结合孔位的具体情况进行确定,桩机与孔位相互对正视为精准度合格。钻机安装作业结束后,对钻杆的垂直度进行检测,检测不合格时应该立即进行校正,避免钻进过程中出现桩孔倾斜现象。3.3钻孔为了确保桩孔垂直度、孔壁稳定性全部满足规范要求,可以使用钻机事先完成钻孔作业,钻孔直径控制为130 mm。在实际钻孔的过程中,应随时对钻进的情况进行检查,保证桩孔的垂直度满足规范要求。若钻进过程中出现钻杆倾斜现象,应立即停止钻进作业,整改完成后继续钻进。应合理控制钻机的钻进速度,确保成孔的质量符合设计要求。3.4下注浆管下放注浆管时应妥善做好防护工作,避免出现注浆口、风嘴堵塞的现象。下放的过程中,若发现高喷管无法下放,应结合施工现场的实际情况制定合理完善的处理方案。注浆管无法深入内部空间时,可以借助注浆泵将注浆管下放至内部空间。3.5制浆该项目使用强度32.5的普通硅酸盐水泥,浆液的比重应控制为1.6~1.8,结合试验结果确定水灰比的技术参数。使用搅拌机备制浆液,使用称重的方式确保原材料的掺加比重满足设计要求,原材料的掺加比例误差应控制在5%以内。若采用高速搅拌的处理方式,混合料的搅拌时间应控制在60 s内,普通搅拌方式的持续时间应控制在90 s内。浆液备置完成后,应在4 h内进行灌注,超出4 h后进行废弃处理。3.6喷射注浆作业注浆管进入指定部位,使用送浆、送风方式展开施工作业。在桩孔底部采取顶喷方式进行施工,严格按照设计要求调整泵压、风压。返浆口的设置满足设计要求时,开始喷射注浆作业。在实际作业过程中,设备旋转的速度控制为20~25 r/min,灌浆管提升速度控制为20~25 cm/min。喷浆作业完成后,开始进行二次回灌作业,结合前期的试验结果确定施工技术参数,进行高压旋喷作业。在实际施工过程中,应对浆液的配合比进行检测,浆液配合比不达标时应停止喷浆作业,将浆液的水灰调整至合格后继续施工。3.7回灌浆液高压喷射回灌作业完成后,浆液在凝固的过程中会出现体积收缩现象,导致孔内的浆液下沉速度小幅度增大,应采取连续回灌浆液处理措施,浆液不再下沉即为合格。3.8提管冲洗在喷射浆液的过程中,施工人员应将吸浆管移动至水箱中,保证管道及时得到清理,避免管道内部堵塞,促使施工顺利进行。4效果评价钻芯取样无侧限抗压强度如表2所示。10.3969/j.issn.2096-1936.2021.21.001.T002表2钻芯取样无侧限抗压强度编号强度编号强度11.26102.2421.31111.6631.41121.3441.51131.6751.18141.3461.29151.2871.74161.7281.81171.5191.42181.66MPa预留水泥土标准试件无侧限抗压强度如表3所示。10.3969/j.issn.2096-1936.2021.21.001.T003表3试件无侧限抗压强度编号强度编号强度11.46101.3521.82111.4132.04121.6241.54131.7451.61141.6561.81151.8672.35161.7181.52171.4391.63181.61MPa该项目的地基深度约为5 m,实际施工存在一定难度,为了有效保证软土地基的施工质量,应在施工完成后对地基进行力学试验,检查地基技术参数的具体情况。喷射回灌浆液作业完成28 d后,通过现场取芯检测抗压强度,成桩试验应该按照1 个/2 m的标准进行取芯,施工面积比较大时应分层取芯,选择具备代表性的深度进行取芯。将取出的3个样品进行无侧限抗压强度检测,检测结果不得低于设计强度,检测的频率控制在2%。每一个施工部位检测数量不少于3根,桩长不满足设计要求、浆液喷射不均匀、存在断喷现象,为不合格[1]。取芯中间部位与注浆中心部位的距离应控制为150 mm,取芯的直径控制为89 mm,共需要取芯18个。18个检测样品全部合格,使用施工现场预留的水泥土制作标养试块18个。经过28 d的养护后,检测试块的无侧限抗压强度,标养试块的无侧限抗压强度检测与取芯检测结果基本上相同,全部合格。对该项目的后续跟踪发现,在竣工交付180 d后,路面沉降完全稳定,期间累计沉降量未超出20 mm,该道路交付后的两年内,路面仍然保持较为理想的平整度。5施工注意事项在高压旋喷桩施工过程中,必须保证施工质量,需要严格地按照设计要求进行施工,兼顾其他因素对施工质量造成的影响。(1)施工前先检测钻杆的垂直度,对桩孔的深度进行检查,保证桩孔深度符合设计要求。(2)水泥浆液的配比应结合试验段的情况进行确定,浆液搅拌完成超过4 h后,不得再次使用。(3)浆液喷射的过程中,应保证喷射量以及喷射压力参数的合理性。(4)喷射过程中,浆液冒出的数量应该控制在注浆量的10%~20%;不冒浆或冒浆量超出合理范围时,立即采取有效措施进行优化处理。(5)旋喷时应该合理控制高压水泵的压力与提速,作业过程中遇见体积比较大的石块时,应结合实际受力情况,小幅度调整桩位,在桩位调整的过程中尽可能避免断桩现象。(6)旋喷桩作业完成后的30 d内,应加强保护,严禁施工人员对加固区域进行施工。6结语将高压旋喷桩运用在软土路基处理活动中可以发挥出理想化的效能,高压旋喷桩能够与桩周围的土体形成牢固的地基,提高地基的整体承载能力,降低沉降量。随着我国的铁路建设规格及要求不断提升,软土路基的处理要求也在不断变化。通过不断实践、分析、总结,对软土路基施工技术进行优化、创新,可以保证软土路基处理质量不断提升。
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