地鐵軟土地基加固處理技術(shù)應(yīng)用

王先仁

（中鐵廣州工程局集團(tuán)城軌工程有限公司 廣州南沙 511458）

城市地下軌道交通建設(shè)過(guò)程中，車(chē)站可能處在軟基地段，為保證車(chē)站的穩(wěn)定性和安全性，需要根據(jù)工程實(shí)際情況制定有效加固處理技術(shù)。其中，高壓旋噴樁以其操作簡(jiǎn)單、效果顯著等優(yōu)勢(shì)逐步得以廣泛應(yīng)用。

1 工程概況

某城市地鐵站以北的圍護(hù)結(jié)構(gòu)為高壓旋噴樁，其樁底進(jìn)入到不透水層中3m，即利用高壓旋噴樁對(duì)車(chē)站的軟基進(jìn)行加固處理。現(xiàn)圍繞本工程實(shí)際情況，對(duì)其車(chē)站軟基加固處理技術(shù)具體應(yīng)用做如下深入分析。

2 施工原理

對(duì)于高壓旋噴樁，它主要是利用鉆機(jī)進(jìn)行鉆孔，當(dāng)孔深達(dá)到設(shè)計(jì)要求時(shí)，由臺(tái)車(chē)將裝設(shè)噴嘴的管段下放至設(shè)計(jì)確定的標(biāo)高，再利用高壓設(shè)備開(kāi)始噴漿，借助高壓射流對(duì)土體進(jìn)行切割，以此使土體結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞，將土體和漿液混合到一起，伴隨管段不斷旋轉(zhuǎn)與提升，形成完整的樁體，在漿液凝固以后，形成強(qiáng)度足夠且相互咬合的整體，從而起到加固和止水的重要作用[1]。

3 高壓旋噴樁施工

3.1 施工準(zhǔn)備

開(kāi)工前做好技術(shù)交底，提供所有相關(guān)文件。對(duì)于施工單位，應(yīng)在施工開(kāi)始前認(rèn)真做到以下工作：編制合理可行的施組設(shè)計(jì)方案；構(gòu)建完善的質(zhì)量保證體系；確定安全生產(chǎn)規(guī)程；提出安全保護(hù)及現(xiàn)場(chǎng)文明施工措施；積極組織全體人員參與技術(shù)和安全交底及業(yè)務(wù)培訓(xùn)；認(rèn)真貫徹和落實(shí)國(guó)家相關(guān)政策和法律法規(guī)；做好現(xiàn)場(chǎng)各項(xiàng)施工記錄。做好施工現(xiàn)場(chǎng)地面的整平與清理，同時(shí)由人工使用小型機(jī)具進(jìn)行碾壓。為保證排水的通暢性，應(yīng)開(kāi)挖排水（漿）溝，在合適的位置設(shè)好回漿池，用于對(duì)漿液進(jìn)行回收處理，以免對(duì)環(huán)境造成污染。

3.2 工藝參數(shù)

高壓旋噴樁施工工藝流程如圖1所示。

圖1 高壓旋噴樁施工工藝流程圖

（1）樁體參數(shù)：當(dāng)為單重管樁時(shí)，其樁徑為600mm；當(dāng)為雙重管樁時(shí)，其樁徑為800mm；對(duì)于樁長(zhǎng)，以到達(dá)透水層下3m作為基準(zhǔn)控制。

（2）對(duì)于單重管樁，其漿液的壓力與比重分別為20～40MPa、1.30～1.50，在噴漿時(shí)所用噴嘴的直徑按2～3mm控制，每分鐘漿液的流量控制在80～100L范圍內(nèi)。

（3）對(duì)于雙重管樁，其漿液的壓力與比重分別為20～40MPa、1.30～1.50，在噴漿時(shí)所用噴嘴的直徑按2～3mm控制，每分鐘漿液的流量控制在80～100L范圍內(nèi)，當(dāng)采用壓縮空氣時(shí)，應(yīng)將壓力控制在0.7～0.8MPa范圍內(nèi)。

（4）旋轉(zhuǎn)和提升的速度分別為 10～15r/min、15～20cm/min。

（5）漿液28d后滲透系數(shù)不可超過(guò)1.0×10-7cm/s。

（6）當(dāng)采用三重管樁時(shí)，其技術(shù)參數(shù)為：①當(dāng)采用高壓水時(shí)，水壓和水量分別按25～30MPa、80～90L/min控制；②當(dāng)采用壓縮空氣時(shí)，氣壓和氣量分別按0.7～0.8MPa、1500～3000L/min控制；③水泥漿的水灰比和漿量分別按0.8：1.0～1.0：1.0、30L/min以上控制；④鉆桿的提升速度應(yīng)控制在15～20cm/min范圍內(nèi)；⑤噴嘴的直徑取1.8mm；⑥水泥的用量應(yīng)控制在 300～400kg/m3范圍內(nèi)[2]。

3.3 樁位放樣

開(kāi)工前使用全站儀對(duì)控制點(diǎn)進(jìn)行測(cè)定，設(shè)置標(biāo)記，通過(guò)復(fù)測(cè)驗(yàn)線(xiàn)確認(rèn)合格后，使用測(cè)線(xiàn)與鋼尺在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)好樁位，然后用竹簽將其釘緊，每樁設(shè)置一個(gè)竹簽，使樁孔的中心移位不超過(guò)50mm。

3.4 鉆機(jī)定位

將鉆機(jī)移動(dòng)至指定位置后，使鉆頭與孔位的中心對(duì)準(zhǔn)，并對(duì)鉆機(jī)進(jìn)行整平，使其放置達(dá)到平穩(wěn)和水平，將鉆桿垂直度實(shí)際偏差控制在1.0～1.5%范圍內(nèi)。將鉆機(jī)就位以后進(jìn)行鉆孔施工，要求引孔的深度達(dá)到導(dǎo)墻深度以上，到原狀土為止。再對(duì)旋噴機(jī)進(jìn)行就位，先以較低的壓力進(jìn)行試驗(yàn)，確認(rèn)噴嘴是否保持暢通，噴射壓力是否保持正常。

3.5 水泥漿的制備

對(duì)樁機(jī)進(jìn)行移位時(shí)，應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行水泥漿的制備。先向干凈的桶中加水，然后添加水泥與外加劑，啟動(dòng)攪拌機(jī)持續(xù)攪拌，待10～20min后，將桶底的閥門(mén)打開(kāi)，放置孔徑為0.8mm的篩網(wǎng)，完成過(guò)濾后使其進(jìn)入到漿液池當(dāng)中，再采用泥漿泵將其再次抽到篩網(wǎng)進(jìn)行過(guò)濾，完成此次過(guò)濾以后準(zhǔn)備在壓漿過(guò)程中使用[3]。

3.6 旋噴注漿

利用注漿管實(shí)施鉆孔時(shí)，在貫入土過(guò)程中，通過(guò)管段振動(dòng)及噴射作用持續(xù)貫入。這一過(guò)程主要為：將鉆機(jī)和泥漿泵開(kāi)啟，開(kāi)始以較低的壓力注漿，保證鉆桿在導(dǎo)向架方向上進(jìn)行振動(dòng)和射流，不斷成孔下沉。當(dāng)?shù)竭_(dá)孔底部的標(biāo)高后，對(duì)工作電流進(jìn)行觀察，要求不可超過(guò)額定值。

3.7 旋噴提升

在噴漿管下沉至設(shè)計(jì)要求的深度后，結(jié)束鉆進(jìn)過(guò)程，但旋轉(zhuǎn)保持，將泥漿泵的實(shí)際壓力提高到設(shè)計(jì)要求，持續(xù)注漿0.5min后，在噴漿的同時(shí)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，按設(shè)計(jì)提出的提升速度對(duì)鉆桿進(jìn)行持續(xù)提升。確認(rèn)達(dá)到設(shè)計(jì)要求的深度以后，將空壓管及水管等都接好，啟動(dòng)鉆機(jī)、水泵、泥漿泵及空壓機(jī)開(kāi)始旋轉(zhuǎn)，用儀表對(duì)實(shí)際的風(fēng)量、壓力與流量進(jìn)行監(jiān)控，檢查確認(rèn)達(dá)到要求的數(shù)值后，開(kāi)始緩慢提升，期間不斷進(jìn)行旋噴，到要求的高度后結(jié)束施工。

3.8 樁頭處理

在管段提升至與樁頂部相接近的位置后，從樁頂下部1m位置開(kāi)始，以較慢的速度進(jìn)行提升和旋噴，達(dá)到數(shù)秒之后，繼續(xù)向上以較慢的速度進(jìn)行提升，當(dāng)達(dá)到0.5m后，在樁頂處形成一個(gè)停漿面。

3.9 清洗與補(bǔ)漿

在漿液罐內(nèi)添加適量的清水，然后將高壓泵啟動(dòng)，對(duì)管路進(jìn)行清洗，清除所有水泥漿，達(dá)到干凈為止。同時(shí)還要對(duì)黏在管頭的土進(jìn)行清洗。在噴漿完成以后，因漿液具有一定吸水的功能，所以會(huì)產(chǎn)生收縮，導(dǎo)致固結(jié)體的頂面產(chǎn)生凹陷。此時(shí)應(yīng)立即使用新水泥漿進(jìn)行補(bǔ)漿。

3.1 0技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

在樁體施工過(guò)程中，應(yīng)滿(mǎn)足下列各項(xiàng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：

（1）樁孔的垂直度，不可超過(guò)1.5%，現(xiàn)場(chǎng)可使用經(jīng)緯儀進(jìn)行測(cè)試。

（2）樁孔具體位置，其偏差不可超過(guò)50mm，現(xiàn)場(chǎng)由專(zhuān)業(yè)測(cè)量人員進(jìn)行尺量測(cè)定。

（3）樁孔的深度，其偏差不可超過(guò)±200mm，現(xiàn)場(chǎng)由專(zhuān)業(yè)測(cè)量人員進(jìn)行尺量測(cè)定。

（4）樁體的直徑，其偏差不可超過(guò)50mm，在開(kāi)挖施工后由專(zhuān)業(yè)測(cè)量人員進(jìn)行尺量測(cè)定。

（5）樁身的中心線(xiàn)，其偏差不可超過(guò)樁徑的0.2倍，當(dāng)開(kāi)挖深度達(dá)到500mm時(shí)，由專(zhuān)業(yè)測(cè)量人員進(jìn)行尺量測(cè)定。

（6）漿液的初凝時(shí)間，一般要控制在20h以?xún)?nèi)。

（7）水泥土強(qiáng)度，28d齡期后應(yīng)能達(dá)到1.2MPa以上，通過(guò)試驗(yàn)檢測(cè)確定。

3.1 1質(zhì)量檢查

（1）檢驗(yàn)的時(shí)間和內(nèi)容

施工過(guò)程中對(duì)質(zhì)量進(jìn)行檢驗(yàn)，需要在注漿完成后7d實(shí)施，對(duì)于檢查的內(nèi)容，以取芯試驗(yàn)為主。

（2）檢驗(yàn)的數(shù)量和部位

檢驗(yàn)數(shù)量一般為樁孔總數(shù)2～5%，如果工程樁孔數(shù)量少于20個(gè)，則應(yīng)檢驗(yàn)2個(gè)點(diǎn)以上，若通過(guò)檢驗(yàn)確認(rèn)不合格，則應(yīng)立即實(shí)施補(bǔ)漿。對(duì)于檢驗(yàn)點(diǎn)的位置，應(yīng)處在以下部位：①荷載相對(duì)較大處；②樁體中心線(xiàn)；③施工過(guò)程中容易產(chǎn)生異常的位置。

（3）檢驗(yàn)方法

對(duì)于高壓旋噴樁，其檢驗(yàn)方法主要是鉆孔取芯法。首先，在完成施工的樁體上通過(guò)鉆進(jìn)取得巖芯，然后把巖芯制成試件，送到室內(nèi)開(kāi)展性能測(cè)試，確定樁體是否均勻，以及抗?jié)B能力能否達(dá)到要求[4]。

4 結(jié)束語(yǔ)

經(jīng)過(guò)全面的質(zhì)量檢查與測(cè)試，本地鐵車(chē)站高壓旋噴樁質(zhì)量合格，承載力能達(dá)到設(shè)計(jì)與規(guī)范的要求，說(shuō)明以上施工工藝和技術(shù)合理可行，具備良好的參考借鑒價(jià)值。