黄土地基加固中旋喷桩技术的应用分析
2018-02-16李世阳
李世阳
中铁十八局集团第二工程有限公司 河北 唐山 063030
将旋喷桩技术应用到黄土地基加固施工中,应提前明确其加固处理的原理,并总结以往经验,确定技术应用要点,以及存在的各种影响因素,结合现场实际情况,编制科学可行的施工方案,作为后续工艺实施的依据。相比其他地基加固方法,旋喷桩技术在黄土地基施工中具有较大优势,以较大压力将浆液喷入到地基内,通过与原有土质的混合,来提高地基结构稳定性。
1 旋喷桩加固原理
旋喷桩技术现在已经相对成熟,被广泛地应用到地基加固处理中,具有较强的适应性,可满足不同场地环境施工要求,并且可保证处理后地基具有良好强度与稳定性。正式施工时,即通过钻机将带有特质喷嘴的注浆管钻到提前设计好的土层内位置,然后通过高压设备通过喷嘴将浆液喷射到土层内,在喷射过程中同时旋转并提拉钻杆,确保高度集中的浆液可以对土体造成较大冲击后将其破坏,通过浆液的搅拌来混合凝固成一个具有特殊结构的固结体,对地基进行可靠加固处理,使其具有良好的强度与承载力,避免在后期荷载影响下出现沉降、塌陷等问题[1]。旋喷桩施工工艺相对简单,对机械设备的要求也比较低,现场更容易操控,受到外界因素的干扰较小,可以满足大部分工程施工要求。
2 旋喷桩技术要点
2.1 前期准备
为保证最终施工效果达到最终目的,必须要在正式施工前做好充分的准备工作,排除一切干扰因素,确保施工作业可以顺利进行。一般施工技术人员需要进行现场全面勘察,结合地质勘查方案,现场确定地质、地形条件,对比施工设计方案,对不合理内容进行适当调整。同时,还需要做好材料准备与机具准备,作为支持施工作业顺利展开的重要因素。另外,基于工程施工要求,还应保证电通、水通、路通要求,对施工场地进行平整处理,确保机械设备可以正常工作。对于施工所用的材料,进场前均要进行质量验收,必要时可进行抽检,检验材料各性能指标是否达标,严禁任何不合格材料应用到工程中。尤其是使用数量最多的水泥,进场后还要将其堆码整齐,做好防晒防淋处理,避免受潮凝结成块影响性能。
2.2 选择参数
旋喷桩技术虽然施工工艺相对简单,但是依然需要严格按照专业规范进行作业,保证每项参数的合理性。在正式施工前,应严格进行洞外旋喷桩现场试验,确定注浆压力、水灰比、钻头转速、钻头提速以及注浆浆液流量等,以不同施工工艺为基础得到的单桩承载力、桩体强度、桩径、冒浆量、桩体沉降量等进行确认。另外,设计洞外试桩时,还需要结合实际要求确定不同提升速度与喷浆压力条件,以及对应的桩体强度、桩径以及冒浆量等参数。即便是进入到正式施工阶段,依然需要做好各参数控制,要求旋喷6m试桩长度,每2m就需要一组施工参数,等到桩体成型后,将其全部挖出,对不同桩体对应的强度以及桩径进行测量[2]。为保证成桩效果,在施工过程中,需要不断对桩体底部工艺参数进行调整,使其可形成较大的底部桩径旋喷桩,来提高旋喷桩单桩的承载力,对地基结构进行全面加固改善。
2.3 放样与旋喷
桩位放样需要以设计方案为依据,提前在现场勘察阶段,对比现场完成测量与放样,保证桩位点的准确性。一般可先放出轴线与中桩,并根据各排桩断面布置形式逐一放样。同时,还需要重视旋喷,安排实践经验丰富的人员负责,确保各道工序的规范性,保证成桩质量达到设计标准。为保证钻杆接头喷浆效果,应将杆节旋喷搭接长度控制在10cm以上。
3 旋喷桩技术在黄土地基中应用实例
3.1 工程概述
以某高速工程黄土地基加固施工为例,工程处于黄土丘陵区,现场地形非常复杂,两边为黄土冲沟,坡脚分布均匀,基本上均在50°以上,并且坡面基本上不存在植被,大部分为灌木[3]。就现场勘察后,可知该路段湿软黄土涌出,且初支下沉,部分还出现裂缝,情况严重的还造成塌陷。
3.2 地质条件分析
结合地质勘察报告可知,主要围岩为粉质黏土,呈现可塑状,遇水后易软化,稳定性比较低。并且,隧道顶部为较小冲沟发育而成,两边存在较深切冲沟,降雨量集中时,会沿着隧道斜坡留下,部分水会渗入到黄土底部,形成一个含水层。
3.3 施工技术要点
(1)材料准备
本工程选择应用32.5级普通水泥,配置时需要重点注意水灰比为1:1,并将掺水玻璃控制在2%~3%。
(2)钻机定位
提前对施工现场进行平整和清理,确保可达到施工标准。另外,还需要根据设计方案将所需的机械设备就位,做好所有准备工作,最后将钻机定位在提前设定好的位置,要求管架放置的稳定性,以及钻机应与地面保持水平。
(3)钻孔作业
进行钻孔时,应用低压1.0N/mm黏土或清水进行喷射,同时旋转钻杆,确保钻头可以达到设计的高程参数。整个钻进过程中要全程观察,对遇到的各影响因素进行排除,确保钻孔达到设定深度。
(4)浆液喷射
钻孔完成并检查无误后便可进行横向喷射施工,为保证效果需要利用钢球等将喷出孔关闭,然后与相关管理可靠连接,促使浆液进行横向喷射。最后进行旋喷施工,要求提前进行现场试验,结合实际情况对工艺以及参数进行适当调整,确保整个施工工序可以顺利进行。
(5)质量检验
完成所有工序后,需要做好最后的质量验收工作。一般可采取随机抽查的方式,选择总工程的2%~5%进行质量检验,确定成桩整体性、均匀性以及强度和稳定性等。必要时可采取钻孔取芯检验或者开挖检验等,杜绝存在任何质量隐患。
4 结束语
对高压旋喷技术在黄土地基加固施工中的应用进行分析,需要确定技术要点,并结合实际需求来编制科学可行的施工方案,以求为整个施工过程提供指导,达到最佳施工效果。
[1]刘建成.高压旋喷桩地基加固技术应用分析[J].中国水运(下半月),2015,15(03):308-309.
[2]王铭.浅析旋喷桩在黄土隧道地基加固中的应用[J].科技创新导报,2014,11(33):83.
[3]任军军.高压旋喷桩在梨树塔隧道湿软黄土加固中的应用[J].交通建设与管理,2014,(14):48-50.