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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(yīng)用
[摘要]單管旋噴樁施工工藝應(yīng)用于高速公路弧陡坡路基加固,能較明顯減少樁體范圍內(nèi)土體沉降及側(cè)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(guān)鍵詞]單管旋噴樁 工藝流程 路基加固 技術(shù)參數(shù) 質(zhì)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(jīng)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(duì)滑坡體下方320國道的安全行車造成威脅。
滑坡體現(xiàn)內(nèi)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。基巖為龍?zhí)督M的泥頁巖、炭質(zhì)泥巖及煤層,巖層產(chǎn)狀為330～350o∠21～35o,強(qiáng)風(fēng)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(qiáng)風(fēng)化炭質(zhì)泥巖,鉆孔取出的巖芯呈可塑狀。
此段路基采用高壓?jiǎn)喂苄龂娮{法進(jìn)行路基加固,右側(cè)至左幅路基寬度,左側(cè)至填方外2.5米或填方界外設(shè)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(zhǎng)15米,共3025根。采用無錫20型鉆機(jī)、42mm地質(zhì)鉆桿鉆孔, ZJB-90D型高壓泵注漿。
二、單管旋噴樁施工技術(shù)參數(shù)及工藝流程
1.清理表土
地表分布耕植土,土質(zhì)松散,并富含有機(jī)質(zhì)及植物根莖,有機(jī)物容易腐*導(dǎo)致土體松散強(qiáng)度大幅降低,不能作為填方路基的承壓層,因此施工前對(duì)地表先進(jìn)行30㎝的清表外理。
三、單管旋噴樁施工要點(diǎn)及技術(shù)要求
1.布孔。先用全站儀確定旋噴樁的內(nèi)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(fù)核樁位一次。樁位偏差均保證≤5cm。
2.鉆機(jī)就位。鉆機(jī)進(jìn)場(chǎng)安置在布設(shè)的樁位上,鉆桿桿端必須對(duì)準(zhǔn)樁位中心,垂直度偏差≤0.5o。
3.鉆孔。鉆機(jī)就位后鉆孔至設(shè)計(jì)深度,在鉆孔過程中隨時(shí)調(diào)整機(jī)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(jìn)行插管同時(shí)需進(jìn)行水泥漿的配制,旋噴樁使用的水泥用強(qiáng)度等級(jí)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(qiáng)劑。使用時(shí)濾去硬塊、砂石等。單樁水泥用量按現(xiàn)場(chǎng)試噴后確定水泥用量。施工前在每只攪拌桶上作好標(biāo)記,放入一定量水泥和水,攪拌均勻后,使?jié){液面達(dá)到相應(yīng)位置。
5.噴射作業(yè)。該項(xiàng)操作是高壓旋噴樁施工中最關(guān)鍵的一個(gè)環(huán)節(jié),帶有噴頭裝置的旋噴轉(zhuǎn)桿至預(yù)定深度后,啟動(dòng)高壓泵,待泵量泵壓正常并達(dá)到設(shè)計(jì)要求后,自孔底由下而上進(jìn)行噴射施工作業(yè),旋噴鉆桿邊噴邊提升,直至設(shè)計(jì)標(biāo)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(biāo)記。
7.清洗機(jī)具。注漿施工完成后,清洗注漿泵、噴嘴、送漿泵、漿液攪拌機(jī)以免堵塞。
8.移動(dòng)機(jī)具。將旋噴機(jī)具設(shè)備移至下一個(gè)孔位,進(jìn)行同樣的循環(huán)操作。
9.廢漿處理。施工過程中,每個(gè)旋噴樁會(huì)產(chǎn)生樁固結(jié)體體積的20%的廢液,引導(dǎo)廢液進(jìn)入排漿溝,然后用粘土覆蓋10㎝。
四、單管旋噴樁施工質(zhì)量控制及注意事項(xiàng)
1.施工前應(yīng)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(shè)備的性能。施工中應(yīng)檢查施工參數(shù)(壓力、水泥漿量、提升速度、旋轉(zhuǎn)速度等)情況及施工程序。施工結(jié)束后28d,對(duì)樁體強(qiáng)度、承載力、平均直徑、樁體中心位置、樁體均勻性等質(zhì)量及承載力進(jìn)行檢驗(yàn),達(dá)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(jié)體頂部出現(xiàn)凹穴,所以應(yīng)及時(shí)采用水灰比為0.5的水泥漿進(jìn)行補(bǔ)灌,并要防止其它鉆孔排出的泥土雜物進(jìn)入。為了加大固結(jié)體尺寸,或?yàn)楸苊夤探Y(jié)體尺寸減小,可以采用提高噴射壓力、泵量或降低回轉(zhuǎn)與提升速度等措施,也可采用復(fù)噴工藝。
3.在噴射注漿成樁過程中須拆卸注漿管時(shí),應(yīng)先停止提升和回轉(zhuǎn),同時(shí)停止注漿,最后停機(jī);待拆卸完畢繼續(xù)噴漿時(shí),須重新啟動(dòng)高壓泵,待泵量泵壓正常并達(dá)到設(shè)計(jì)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(jié)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(duì)冒漿的觀察,可以及時(shí)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(jīng)驗(yàn),冒漿量小于注漿時(shí)的20%者為正�，F(xiàn)象。超過20%或完全不冒漿時(shí),應(yīng)查明原因并采取相應(yīng)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(shè)計(jì)位置的偏差不得大于50mm。實(shí)際孔位、孔深和每個(gè)鉆孔內(nèi)的地下障礙物、洞穴、涌水、漏水及與巖土工程勘察報(bào)告不符等情況均應(yīng)詳細(xì)記錄。
6.噴射完畢后,應(yīng)沖洗噴射管,可用清水噴射沖洗。施工中應(yīng)做好剩余泥漿處理,及時(shí)將泥漿運(yùn)出或現(xiàn)場(chǎng)短期堆放后作土方運(yùn)出。
參考文獻(xiàn):
[1]公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范 (JTG D30-2004).
[2]公路軟土地基路堤設(shè)計(jì)與施工技術(shù)規(guī)范(JTJ017-96).
[3]公路路基施工技術(shù)規(guī)范(JTJ033-95).
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