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淺談單管旋噴樁施工工藝及其在路基加固處理中的應用
[摘要]單管旋噴樁施工工藝應用于高速公路弧陡坡路基加固,能較明顯減少樁體范圍內土體沉降及側向位移量,能承受較快的加荷速率,提高了路堤的抗剪能力,保證了路堤的穩(wěn)定。
[關鍵詞]單管旋噴樁 工藝流程 路基加固 技術參數(shù) 質量控制
一、工程概況
滬瑞國道主干線貴州境鎮(zhèn)勝高速公路ZK85+840～ZK86+100段路基恰好經古滑坡通過,古滑坡體為地貌形態(tài)上呈階梯狀,自然坡度較緩,成高20到30米弧陡坡。加載后古滑坡體位移明顯,如路基填筑加載后局部地段可能失穩(wěn),對滑坡體下方320國道的安全行車造成威脅。
滑坡體現(xiàn)內地層主要是第四系土層及二疊系上統(tǒng)龍?zhí)督M煤系地層;覆蓋層即第四系土層主要由泥頁巖碎石土組成,灰褐、褐黃色,稍濕,松散,呈硬塑狀。厚8～12米�；鶐r為龍?zhí)督M的泥頁巖、炭質泥巖及煤層,巖層產狀為330～350o∠21～35o,強風化較深,6～11米。覆蓋層與基巖接觸面分布有2至3米厚的全強風化炭質泥巖,鉆孔取出的巖芯呈可塑狀。
此段路基采用高壓單管旋噴注漿法進行路基加固,右側至左幅路基寬度,左側至填方外2.5米或填方界外設置兩根旋噴區(qū)域。旋噴樁的橫向中心間距為1.8米,沿路線縱向間距1.8米,呈梅花型布置,樁平均長15米,共3025根。采用無錫20型鉆機、42mm地質鉆桿鉆孔, ZJB-90D型高壓泵注漿。
二、單管旋噴樁施工技術參數(shù)及工藝流程
1.清理表土
地表分布耕植土,土質松散,并富含有機質及植物根莖,有機物容易腐*導致土體松散強度大幅降低,不能作為填方路基的承壓層,因此施工前對地表先進行30㎝的清表外理。
三、單管旋噴樁施工要點及技術要求
1.布孔。先用全站儀確定旋噴樁的內外邊線及第一根樁中心位置,放樣誤差≤5cm,然后每隔20根樁復核樁位一次。樁位偏差均保證≤5cm。
2.鉆機就位。鉆機進場安置在布設的樁位上,鉆桿桿端必須對準樁位中心,垂直度偏差≤0.5o。
3.鉆孔。鉆機就位后鉆孔至設計深度,在鉆孔過程中隨時調整機架垂直度,確保其偏差≤0.5o。
4.插管及水泥漿的配制。鉆孔完成后插入噴射注漿管。在進行插管同時需進行水泥漿的配制,旋噴樁使用的水泥用強度等級32.5的普通硅酸鹽水泥,要求新鮮無硬塊,水灰比控制在1:1,為消除離析,再加入水泥用量2%的早強劑。使用時濾去硬塊、砂石等。單樁水泥用量按現(xiàn)場試噴后確定水泥用量。施工前在每只攪拌桶上作好標記,放入一定量水泥和水,攪拌均勻后,使?jié){液面達到相應位置。
5.噴射作業(yè)。該項操作是高壓旋噴樁施工中最關鍵的一個環(huán)節(jié),帶有噴頭裝置的旋噴轉桿至預定深度后,啟動高壓泵,待泵量泵壓正常并達到設計要求后,自孔底由下而上進行噴射施工作業(yè),旋噴鉆桿邊噴邊提升,直至設計標主為止。
6.拔管。旋噴作業(yè)完成后拔出注漿管,并做好樁頂標記。
7.清洗機具。注漿施工完成后,清洗注漿泵、噴嘴、送漿泵、漿液攪拌機以免堵塞。
8.移動機具。將旋噴機具設備移至下一個孔位,進行同樣的循環(huán)操作。
9.廢漿處理。施工過程中,每個旋噴樁會產生樁固結體體積的20%的廢液,引導廢液進入排漿溝,然后用粘土覆蓋10㎝。
四、單管旋噴樁施工質量控制及注意事項
1.施工前應檢查水泥、外摻劑、樁位、壓力表、流量表的精度和靈敏度、高壓噴射設備的性能。施工中應檢查施工參數(shù)(壓力、水泥漿量、提升速度、旋轉速度等)情況及施工程序。施工結束后28d,對樁體強度、承載力、平均直徑、樁體中心位置、樁體均勻性等質量及承載力進行檢驗,達到規(guī)范要求。
2.噴射完成后,由于噴射漿液的離析作用,一般均有不同程度的收縮,使固結體頂部出現(xiàn)凹穴,所以應及時采用水灰比為0.5的水泥漿進行補灌,并要防止其它鉆孔排出的泥土雜物進入。為了加大固結體尺寸,或為避免固結體尺寸減小,可以采用提高噴射壓力、泵量或降低回轉與提升速度等措施,也可采用復噴工藝。
3.在噴射注漿成樁過程中須拆卸注漿管時,應先停止提升和回轉,同時停止注漿,最后停機;待拆卸完畢繼續(xù)噴漿時,須重新啟動高壓泵,待泵量泵壓正常并達到設計要求后,才能開始注漿,開始噴射注漿的孔段必須與前段搭接10cm,以防止固結體脫節(jié)出現(xiàn)斷樁現(xiàn)象。
4.冒漿的處理:在旋噴處理中,往往有一定數(shù)量的土粒,隨著一部分漿液沿著注漿管壁冒出地面。通過對冒漿的觀察,可以及時了解土層狀況、旋噴的大致效果和旋噴參數(shù)的合理性等。根據(jù)經驗,冒漿量小于注漿時的20%者為正�，F(xiàn)象。超過20%或完全不冒漿時,應查明原因并采取相應的措施。
5.噴射孔與高壓注漿泵的距離不宜大于50m。鉆孔的位置與設計位置的偏差不得大于50mm。實際孔位、孔深和每個鉆孔內的地下障礙物、洞穴、涌水、漏水及與巖土工程勘察報告不符等情況均應詳細記錄。
6.噴射完畢后,應沖洗噴射管,可用清水噴射沖洗。施工中應做好剩余泥漿處理,及時將泥漿運出或現(xiàn)場短期堆放后作土方運出。
參考文獻:
[1]公路路基設計規(guī)范 (JTG D30-2004).
[2]公路軟土地基路堤設計與施工技術規(guī)范(JTJ017-96).
[3]公路路基施工技術規(guī)范(JTJ033-95).
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