鐵路頂進框構橋兩側路基旋噴樁加固防護

摘要：本文通過沈阜開發大道穿越西部工業走廊鐵路公鐵立交橋工程框構橋施工，采用旋噴樁施工方案作為框構橋頂進施工時線路兩側土質不良路基固化處理和防護的主要方式加固施工，確保頂進施工中，頂進前、側天窗懸空跨度在安全范圍以內，確保施工過程中鐵路行車安全。

關鍵詞：框構橋 頂進 旋噴樁 加固 防護

1 工程概況

旋噴樁加固示意圖

沈阜開發大道穿越西部工業走廊鐵路公鐵立交橋工程，在西部工業走廊鐵路K10+715.64處新建12.5m+

12.5m框構橋一座，橋全寬27.4m，軸長為24.05m全高9.49m，機動車道雙向6車道，橋下凈高5.0m，采用工字鋼橫抬梁法加固線路。此工程基底以上有軟塑粉質粘土層，地下水位較高，頂進開挖施工時路基極易坍方，為頂進時為防止框構橋兩側路基側天窗過大，采用常規控制單次開挖長度方案施工勢必施工進度慢，列車慢行時間長，鐵路行車安全無法得到有效保證，實際施工中采用對框構橋頂進兩側鐵路路基進行高壓旋噴樁固化加固處理方案施工，旋噴樁樁長9m，直徑0.6m，框架兩側相鄰四排樁間距和排距為0.6m，以外部分樁間距1.5m，排間距2.0m。

2 旋噴樁作業的施工準備

2.1 材料準備。①水泥和水是高壓噴射注漿法主要使用的灌漿材料，如有需要時也可加入少量外加劑。②應根據環境和工程需要確定所采用的水泥品種和標號，通常情況下，宜采用強度等級不低于32.5的普通硅酸鹽水泥，并應符合《硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥》GB 175-1999中的規定，若想使用其他水泥注漿，必須得到設計的許可。③所用水泥應嚴格防潮和縮短存放時間，必須符合質量標準，不得使用受潮結塊和過期的水泥，在施工過程中應進行抽樣檢查。④細砂、早強劑、速凝劑、粉煤灰、水玻璃等外加劑在施工中可根據需要在水泥漿液中適當加入。⑤水泥漿攪拌時所用的水，應符合《混凝土拌合用水標準》JGJ 63-89的規定。⑥一般使用純水泥漿液做為高壓噴射的注漿。根據工程需要，在有特殊要求或特殊地質條件下，可使用不同類型漿液，但需要通過現場注漿試驗，比如，也可用水泥砂漿等。

2.2 旋噴樁施工時所用的機具、設備準備。施工機具設備有國產的，也有進口的。地質成孔設備、供氣、供水、供漿設備，噴射注漿設備，攪拌制漿設備，控制測量、檢測設備是施工中所需的主要設備機具。

2.3 施工現場準備。①清除地面和地下可移動障礙，平整場地，并應有防止施工機械失穩的措施。②風、水、電應設置專用管路和線路，施工平臺應做到平整堅實，滿足施工要求。③施工用的臨時設施應齊備，如：道路、供水、供電、臨時房屋、材料庫等。④施工單位在施工現場應設置廢水、廢漿處理和回收系統，應布置開挖冒漿排放溝和集漿坑，應制定出相應的環境保護措施。⑤施工場地范圍內地上和地下的管線及構筑物的位置在施工前應準確測量出。⑥應對基線、水準基點，軸線樁位和設計孔位等位置進行復核測量并做相應的保護。⑦施工前在施工場地范圍內應設置安全標志和安全保護措施。⑧旋噴樁所需的機械，在組裝和試運轉時要求符合安全操作規程規定。

2.4 技術準備。建設單位、設計單位、監理單位在施工前應向施工單位提供完善的文件、圖紙和資料，并進行相應的技術交底。

3 旋噴樁施工工藝

3.1 先用全站儀確定第一根樁中心位置及旋噴樁的內外邊線，此時的放樣誤差不應大于5cm，并按規定對樁位進行復核。

3.2 鉆機進場后在樁位上進行安設，鉆桿端對準樁位中心，垂直度符合要求。

3.3 鉆機就位后開始鉆孔，直至達到設計深度。并且，在鉆孔過程中通過隨時調整機架來保證樁傾斜角度要求。

3.4 鉆孔完成后即可以插入噴射注漿管，水泥漿的配制與插管同時進行，水灰比控制在1:1，摻入水泥用量2%的早強劑來防止離析，按現場試噴后確定單樁水泥用量，使用時濾除水泥漿的硬塊、砂石等。

3.5 旋噴樁施工中最關鍵的一個環節是噴射作業，當帶有噴頭裝配的旋噴鉆桿鉆至預定深度后啟動高壓泵，當泵量泵壓均正常，并且達到設計要求后自孔底自下而上進行噴射作業，邊噴邊提升鉆桿，直至達到設計標高時為止。

3.6 當旋噴作業完成后即可拔出注漿管，在樁頂做好標記。

3.7 注漿施工完成后要對注漿泵、噴嘴、送漿泵、漿液攪拌機等設備進行清洗，以免殘留的漿液凝固造成堵塞。

3.8 將旋噴機具設備移到下一個孔位后進行同樣的循環操作。

3.8 每個旋噴樁在施工過程中能產生出占樁固結體體積20%的廢液，將這些廢液引導進入排漿溝并用10cm厚的粘土進行覆蓋。

4 旋噴樁施工質量的控制

4.1 在進行旋噴樁施工前應檢查壓力表、流量表的靈敏度和精度以及高壓噴射設備的性能。施工中應檢查壓力、水泥漿量、提升速度、旋轉速度等施工參數及施工程序。待施工結束28d后，對樁體強度、承載力、樁體中心位置、平均直徑、樁體均勻性等質量及承載力進行檢驗，以此來判斷其是否達到規范的要求。

4.2 因為噴射漿液的離析在噴射完成后而產生不同程度的收縮，導致凹穴在固結體頂部出現，此時的補救措施是采用水灰比為0.5的水泥漿進行補灌。可以采用提高噴射壓力、泵量或降低回轉與提升速度、復噴工藝等措施來加大固結體尺寸。

4.3 噴射注漿成樁過程中，只有在停止提升和回轉，同時停止注漿，停機后才能進行拆卸注漿管的作業，當拆卸完畢需要繼續噴漿時，應重新啟動高壓泵，只有等到泵量泵壓正常并達到設計要求后，才能開始繼續注漿，并且要求與前段噴射注漿的孔段有長為10cm搭接，從而防止固結體脫節出現斷樁的現象。

4.4 設計位置與鉆孔的位置偏差應小于50mm，高壓注漿泵與噴射孔的距離小于50m。應詳細記錄有關實際孔位、孔深和每個鉆孔內的地下障礙物、洞穴、涌水及與巖土工程勘察報告不符等情況。

4.5 施工完畢后及時將泥漿運出或經現場短期堆放晾干后運出，并做好剩余泥漿處理工作。當噴射完畢后，應用清水噴射沖洗噴射管。

5 旋噴樁施工中常見問題的處理

5.1 施工中當注漿壓力驟然上升時應停機檢查，首先進行卸壓工作，當噴嘴堵塞時，可將鉆桿提升，用銅針進行疏通；如果是其他堵塞，就應及時松開接頭進行疏通，待堵塞排除后方可繼續進行旋噴作業。

5.2 當出現冒漿或冒漿量過大時，應及時查明具體原因，然后進行相應的處理，當冒漿量小于20%并且土層空隙較大時，向漿液中摻加適量的速凝劑以加速固結；如果冒漿量過大，可適當縮小噴嘴孔徑，提高噴射壓力，加快提升和旋轉速度來調整注漿量的大小。

5.3 當固結體頂部出現下凹現象時，在旋噴樁完畢后將固結體頂部鑿去部分，在凹穴部位直接在旋噴孔中再次注入漿液或用混凝土填補。

6 結語

由于框構橋的頂進施工涉及到既有線鐵路行車，在兩側路基土質不良情況下頂進施工過程中如何保證正常行車及鐵路運輸尤為重要，通過采用對框構橋兩側路基進行固化加固處理，確保在框構橋頂進施工時兩側路基穩定，使行車安全得到了很大保障。

以上結合工程實例，對鐵路既有線框構橋頂進施工過程中的旋噴樁加固地基及防護工作做了簡單的敘述，以供各位同行在今后的工作中參考。

參考文獻:

[1]《建筑地基處理技術規范》（JG79-2002）.

[2]《鐵路橋涵施工規范》(TB10203-2002).