1、線路/路基引孔法高壓旋噴樁在富水地區全風化 花崗巖路基中的應用謝桐(中鐵十一局集團有限公司,武漢430323摘要:介紹高壓旋噴樁在富水地區全風化花崗巖路基中的應 用概況,包括引孔法施工技術參數的確定、施工工藝和施工質 量檢測方法;著重說明了采用100型鉆機引孔穿過厚硬層進入 下臥層進行噴漿加固的工藝控制重點。關鍵詞:鐵路路基;引孔法;高壓旋噴樁;施工工藝;質量 控制中圖分類號:U238;U213.1文獻標識碼:B文章編號:10042954(2010SI一0074021工程概況石家莊至武漢客運專線湖北境內DKI 105+ 535.37一DKll06+451.27段為松軟土地基,地下水豐 富。路基

2、基底采用高壓旋噴樁加固,樁徑0.60m,樁 長49.28in,正方形布置,樁底至強風化花崗巖。樁 頂鋪設0.50m厚碎石墊層,內鋪設1層雙向經編土工 格柵,每側回折不小于2m,極限抗拉強度 110kN/m。地層巖性及工程地質條件:上部為粉質黏土 (Q。d呻1,黃褐色、硬塑、含少量鐵錳質結核,層厚 1.002.80m,P。=3.40MPa,E。=10.08MPa,礦o= 180kPa,11級硬土;下伏全風化花崗巖(1,3,褐黃色, 已完全風化成砂狀,層厚1.0017.30m,nl級硬土,盯。=250kPa;再下為花崗巖(1,3:灰白色,強風化,中 粗粒結構,塊狀構造,結構構造部分破壞,節理裂隙較

3、 發育,巖芯多呈塊狀、夾少量短柱狀,層厚1.50一 13.00nl,or。=450kPa,1V級。地下水主要為基巖裂隙 水,受大氣降水補給,雨季裂隙水發育。2旋噴樁施工工藝流程主要機具:MGJ一50旋噴鉆機1臺、XPR900高壓 旋噴注漿泵l臺、JWl80灰漿攪拌機1臺、3m3/rain空 壓機1臺、100型引孑L鉆機1臺。主要材料:亞東水泥有限公司生產的洋房牌P.0 42.5水泥。施工用水采用生活飲用水,經檢驗符合施 工用水標準。工藝流程:施工場地平整一引孔鉆機就位一鉆孔收稿日期:20100312作者簡介:謝桐(1982一,男,助理工程師,2005年畢業于河南理工 大學工程管理專業。74 至

4、設計高程一引孔鉆機移位、注漿鉆機就位一噴射作 業一旋噴結束、成孔一沖洗機具。3施工工藝參數確定在確定施工工藝參數前,充分考慮實際地質情況 及設計文件要求和客運專線鐵路路基施工質量驗收標 準情況下,選定6根樁進行試樁試驗。試樁參數如表 1所示。表1試樁參數按照建筑地基處理技術規范(JGJ79-2002、 客運專線鐵路路基工程施工質量驗收暫行標準的 規定,進行樁體有效直徑量測、無側限抗壓強度、低應 變、復合地基承載力等檢測。根據檢測結果,所選樁基 11、12、21、22、3一l、32均符合相關要求。 為了確保工程質量,并考慮成本因素,特選定11、 12試樁采用的相關參數如下。(1高壓水:1520M

5、Pa,流量7080L/min;(2水泥漿液:壓力2030MPa,流量70 80L/rain;(3提升速度:1522cm/min,旋轉速度8 12r/min;(4水嘴直徑:2西2.0mm,噴嘴夾角180。;(5水灰比:1:0.8,摻人量為50%,水泥用量 138kg/m。4旋噴樁試樁施工方法4.1場地平整原地面清理、整平。清除地面上的農作物或植物。 挖好排水溝,設置回漿池,漿液回收處理,防止污染 環境。4.2引孔鉆機就位由于本段路基需穿透較厚硬層進入下臥層加固, 普通工藝施工旋噴樁無法達到預期的加固效果,需在鐵道標準設計RAILWAY STANDARD DESIGN 2010(增刊1謝 桐引孔法

6、高壓旋噴樁在富水地區全風化花崗巖路基中的應用噴射注漿作業前采用100型引孔鉆機引孔。引孔鉆機安放在設計孔位上,使鉆頭對準孔位中心,縱橫向偏差不得大于50lIlm。為保證鉆孔達到規范要求的垂直度偏差1%以內,鉆機就位后,必須作水平校正,使鉆桿軸線垂直對準孔位,并固定好樁機。4.3引孔引孑L的目的是為了穿透較厚硬層進入下臥層,達到噴漿加固下臥層的效果。鉆孔方法可根據地層條件、加固深度和機具設備等條件確定。成孔后,校驗孔位、孔深及垂直度是否符合規范要求(孔位縱橫向偏差不大于50mm,孔深不小于設計深度,垂直度偏差不大于1%。引孔過程中,需根據樁機的平衡、電流數值突變確定厚硬層的位置及深度,為噴射注漿

7、的壓力調整、注漿流量的確定提供參考。鉆孔過程中,電流數值一般會有2次突變,分別為由全風化花崗巖進入厚硬層的突變、厚硬層進入下臥層的突變。4.4噴射注漿作業引孑L鉆機移位,注漿鉆機就位后開始噴射注漿作業。注漿鉆機就位前檢查高壓設備和管路系統,設備的壓力和排量必須滿足施工要求,管路系統的密封圈必須良好,各通道和噴嘴內不得有雜物。檢查各種儀表是否顯示正常,沒有標定的計量儀表必須進行標定。鉆至設計孔底高程后開始旋噴,并且邊旋噴邊提升鉆桿達到設計樁頂高程。樁頭1m范圍內進行二次旋噴。自下而上進行噴射作業。施工過程中,必須時刻注意檢查漿液初凝時間、氣漿流量及壓力、提升速度、旋擺速度、噴射方向等參數是否符合

8、試樁要求,并隨時做好記錄,如遇故障及時排除。4.5沖洗器具噴射作業完成后,應將注漿管等機具設備沖洗干凈,管內機內不得殘存水泥漿。通常把漿液換成水,在地面上噴射,以便將泥漿泵、注漿管和軟管內的漿液全部排除。4.6移動機具將鉆機等設備移動到下一孑L位。5旋噴樁試樁質量控制要點5.1變參數噴射由于天然地基的地質情況比較復雜,沿著深度變化大,有多種土層,其密實度、含水量、土粒組成和地下水狀態等有很大差異。若采用單一的技術參數來噴射長樁,則會形成直徑或長度極不均勻的固結體,導致旋噴樁直徑不一,使承載力降低。為確保質量,需根據鉆孔時獲得的孔位處地層情況,對不同深度或不同土層采用不同的技術參數,對厚硬層要延

9、長噴射時間,適當 線路/路基放慢提升速度和旋擺速度或提高噴射壓力和泵量。根 據在鉆孔過程中地質情況確認,旋噴樁樁身加固范圍 依次為粉質黏土、全風化花崗巖、強風化花崗巖。 5.2重復噴射在不改變噴射技術參數的條件下,對同一孔位作 重復噴射,既能增加土體破壞的有效長度,從而加大固 結體的直徑或長度和提高固結體強度。5.3冒漿處理在噴射注漿過程中,有一定數量的土顆粒與水、漿 液混合后,沿著注漿管管壁冒出地面。通過對冒漿量、 冒漿比重的測量及冒漿顏色的觀察,可及時了解地層 狀況,判斷噴射注漿的大致效果和噴射技術參數的合 理性。完全不冒漿、繼續冒漿或冒漿量及其比重過大 或過小時為異常現象。當出現異常情況

10、時,首先檢查 提升速度、旋擺噴速度、氣漿流量和壓力等技術參數, 及時采取措施調整。(1壓力驟然上升或壓力過高流量偏低時,說明 有堵嘴或管路被堵塞現象,應及時停噴,認真檢查氣漿 軟管,必要時拔出注漿管檢查氣漿通道及噴嘴。(2流量不變而壓力突然下降時,應檢查各部位 的泄漏情況,必要時拔出注漿管檢查密封性能,更換過 度磨損的噴嘴。(3流量壓力均偏低時,應及時停噴檢查修理相 應發生裝置。(4不冒漿、斷續冒漿或冒漿量過小時,若系土質 松軟可適當加快注漿管提升速度,或降低高壓泵壓力 對已噴范圍適當進行二次注漿;若系附近有空洞、通 道,則不提升注漿管,同時降低氣壓力流量,繼續注漿 直至冒漿為止,或拔出注漿管

11、待漿液凝固后重新注漿 直到冒漿為止,或采用速凝漿液,使漿液在注漿管附近 凝固。(5冒漿過大時,一般是有效噴射范圍與注漿量 不相適應,注漿量大大超過所需漿量所致。可適當縮 小噴射孑L徑,提高噴射壓力,基本保持注漿量不變;如 仍無效時,可加快提升速度和旋擺噴速度。5.4搭接處理在施工中會出現種種故障造成注漿間斷,為防止 注漿間斷造成固結體內出現軟弱夾層,影響固結體均 勻性和整體性,必須進行搭接處理。搭接長度不小于 100cm。5.5分序噴射高壓噴射注漿施工時,在水泥土漿液固結硬化之 前,有效噴射范圍內的地基土因受到擾動而強度降低。 高壓噴射注漿應分序隔孑L施工,防止竄孔破壞已噴射 注漿固結體。相鄰

12、孔噴射作業間隔時間不得小于2 5d。如發現竄孔現象,用砂袋堵塞竄孔冒漿出口。 鐵道標準設計RAILWAY STANDARD DESIGN 2010(增刊j 75橋粱哈大客運專線新開河138m下承式鋼箱疊拱橋橋面比選與設計陳侃(中鐵第一勘察設計院集團有限公司橋隧處,西安710043摘要:哈大客運專線新開河138m下承式鋼箱疊拱橋橋面為 鋼一混組合橋面,其充分利用了鋼材和混凝土各自材料的性 能,具有承載力高、剛度大、構件截面尺寸小等優點.技術經濟 效益和社會效益顯著,非常適合高速鐵路建設實情,是具有廣 闊應用前景的新型結構形式。通過對3種混凝土道砟板橋面、混凝土整體橋面和鋼正交異性板橋面在構造形式

13、、受力特點和 適用性方面的比選分析,本橋采用混凝土道砟槽板橋面結構,并對橋面結構的計算理論、計算模型和加栽布置進行介紹,橋面板的應力和裂縫寬度計算結果均在允許范圍。關鍵詞:客運專線;大跨拱橋;鋼橋;橋面系;設計中圖分類號:U443.3l文獻標識碼:A文章編號:10042954(2010S1一0076031概況哈大客運專線新開河138m下承式鋼箱疊拱橋為 跨越長春市富民大街而設,其特殊的地理位置決定了 該橋的標示性和景觀需求,同時因橋梁的建筑高度受 控,不能采用常規連續梁方案,考慮上述因素及道路兩收稿日期:20100312作者簡介:陳侃(1978一,男,工程師,2001年畢業于西南交通大學 土木

14、上程學院土木工程專業,工學學士。-“:。¨。日。1_-。日o5.6防止凹穴 旋噴樁施工在終噴后由于空氣的排出以及水泥土 漿液滲漏、析水和沉淀作用,水泥土混合漿液在凝固過 程中存在不同程度的收縮,最終固結體頂部將出現一 個凹穴。采取以下措施予以消除:(1采取超高噴射注漿方法,即噴射注漿的頂面, 其超高量應大于收縮高度,可在施工中具體掌握;(2在漿液凝固前回灌冒漿搗實。6旋噴樁質量檢測旋噴樁的質量檢測主要包括:樁身完整性、均勻 性、無側限抗壓強度、復合地基承載力、樁體有效直徑、 垂直度、樁位偏差等。根據建筑地基處理技術規范 (JGJ79-2002、客運專線鐵路路基工程施工質量驗 收暫行標

15、準的規定,采取鉆孔取芯、平板載荷試驗、 挖出樁頭量測等方法進行檢測。鉆孔取芯、平板載荷 試驗檢測頻率為2%o,且每個檢驗批不小于3根,挖出側管線布置情況,經綜合比選確定采用1138nl鋼箱 疊拱方案。主橋效果見圖1。圖11138m鋼箱疊拱橋效果圖2橋面系方案比選高速鐵路橋面的設計,說到底就是橋面系各部分 之間變形和受力的協調問題,以使材料得到充分的利用。國內外已建和在建的下承式高速鐵路鋼橋中,橋 面結構大致可分為混凝土道砟槽板橋面結構、混凝土 整體橋面結構和鋼正交異性板整體橋面結構。這些橋面結構在法國TGV、德國ICE、日本新干線和我國正在修建的高速鐵路橋梁和其他等級的鐵路橋梁上都有應 用&#

16、168;。1。這3種橋面結構的構造形式、受力特性和適用性等各有特點。2.1道砟槽板橋面結構這種結構一般采用縱、橫梁體系,混凝土板較窄,m-om一H。一-q。v-。日-。-一。一-一-¨.l¨一-”-”-”lmm樁頭量測頻率為10%且每個檢驗批不小于5根。根 據檢測結果,所選樁基11、12、21、22、31、 32均符合相關要求。7結語石家莊至武漢客運專線湖北段路基基底大部分為 全風化花崗巖,個別地區地下水比較豐富,如何進行地 基加固,確保路基工后沉降滿足要求,是施工中必須解 決的課題。施工表明引孔法高壓旋噴樁具有設備簡 單、噪聲小、施工快、成本低、工藝簡單、樁體質量易于 控制等特點,能夠有效加固此類地基。參考文獻:1杜永昌.高速與客運專線鐵路施工工藝手冊M.北京:科學技術文獻出版社,2006.2JGJ79-2002,建筑地基處理技術規范s. 【3鐵建設2005160號,客運專鐵路路基工程施工質量驗收暫行標 準S.76鐵道標準設計RAILWAY STAND