綜述桂林鐵路紅嶺專用線軟基處理施工方案

摘要：針對桂林紅嶺鐵路專用線地下水系發育，溝渠水田交錯，軟土地基覆蓋面大，采取的處理方案類型多，現根據我們承建桂林紅嶺鐵路專用線的軟基處理施工，對涉及的軟基處理方案作簡要的綜述。

關鍵詞：軟基處理方案；粉噴樁；袋樁砂井；深層攪拌樁；淺層處理；土工格柵；土工格室

1.概述

桂林紅嶺鐵路專用線工程位于桂林南站東南側，從桂海線K5+277.78（DK0+000）引出，新建專用線正線5.447km。其中DK0+25～+370、DK0+610～+840、DK0+848～+942、DK1+586～DK2+221、DK2+281～+556、DK3+381～+430、DK3+530～+850、DK4+070～+322、DK4+442～+546、DK4+582～+779、DK5+452～+486為軟基路段，共計2336m。

2.工程地質

桂林紅嶺鐵路專用線地下水系發育，溝渠水田交錯，沿線工程地質條件總體較為簡單，主要不良地質為軟土，軟土以流塑狀淤泥質低液限粘土為主，間夾低液限粘土等，排水條件較差。

3.處理方案

在原設計圖紙中，一般路堤段采用袋裝砂井結合排水墊層和土工格柵等載預壓處理方案；小型構造物地基采用粉噴樁等載預壓處理方案，換填處理方案，采用預拋高法施工；特殊路堤段采用粉噴樁等載預壓處理方案。在實際施工中，DK0+848～+942段地質變化復雜，經過重新地質勘測和靜力觸探后，將原來的粉噴樁設計變更為深層攪拌樁處理。

3.1粉噴樁（Ф50cm）

粉噴樁處理軟土是通過專門的機械將粉體水泥噴出后在地基深處就地與軟土強制攪拌，利用水泥和軟土之間所發生的一系列物理化學反應，在原地基中形成強度、剛度較大的樁體，同時也使樁周土體性質得到改善，樁體與樁間土形成復合地基共同承擔外荷載。

3.1.1施工技術參數

1、水泥摻入比13%，在實際施工當中每延米的水泥用量在52～56kg；要求不能小于52kg；

2、各項施工技術參數為：

鉆進下沉速度：0.8-1.2m/min

噴粉提升速度：0.5-1.0m/min

復攪：0.5-1.0m/min

壓縮空氣壓力：0.2-0.4MPa

氣流量：20L/s

鉆頭攪拌速度：15mm/轉

3.1.2粉噴樁的施工工藝流程

a）打粉噴樁采用PH-5型機進行施工，配備空壓機、噴粉機、儲灰罐等。

b）對場地進行平整，清除地面雜物，低洼地段回填粘性土。

c）測量放樣：將每個樁位用木樁明顯標出，并灑出白灰點。

d）鉆機就位，調平機座，用垂球檢測鉆桿和桅桿垂直度，確保鉆進中不發生傾斜。

e）發動空壓機，使氣流正常運轉時，開動鉆機向正向轉動，一直鉆進至設計標高，停止。

f）開動噴粉機輸送水泥粉，同時開動鉆機反轉，邊旋轉噴粉邊提鉆至距設計標高30cm處停止噴粉，提升鉆頭，再二次鉆進復攪，對于10米以內的樁全樁復攪，對于樁長大于10米的樁也要全樁復攪或按監理工程師指示的深度，但復攪深度不得小于10米，然后關閉空壓機，將鉆機移至下一樁位。

3.1.3影響質量的關鍵因素

樁體的強度及支承樁體的地層承載力，要求樁長打穿淤泥層，打入持力層。對樁體本身來說，樁身強度達到設計要求，主要控制噴灰量及噴灰的均勻性滿足要求，同時，復攪工藝必不可少。

3.1.4施工中采取的具體措施

a）試驗室通過實驗確定水泥摻入比為13%，即噴灰量為54kg/m；

b）測量隊精確放樣，嚴格按照施工圖的樁位布置每根樁；

c）噴粉量由電子計量設備控制，同時每臺樁機施工時項目部安排一名旁站人員現場監督并做出詳細的施工記錄，晝夜有技術員值班，質檢工程師不定期檢查，嚴格控制水泥用量，確保質量；

d）為了控制樁長，除去電腦直接控制外，每臺樁機的支架上均作了每延米的反光標志，保證白天和夜間施工都能很直觀的控制鉆進深度；同時，旁站人員隨時注意電流值的變化，當電流值>90mA，持續鉆入50cm時認為已鉆至持力層，并及時做好記錄；

e）對于復攪工藝，規范要求復攪深度不小于樁長的1/3，在馬蕪高速公路的施工中，要求樁長小于10米的樁必須全樁復攪，樁長大于10米的樁，復攪深度不小于10米。而在實際施工中，由于樁長大，摩阻力相應增大，難以做到一次復攪到位，在征得監理工程師的同意后，我們采用了兩次復攪的方法，即第一次復攪下面約1/3樁長的部分，然后再復攪剩余的部分，兩次復攪中間重疊長度不小于1米，防止斷樁。這樣做雖然較為費時，但保證了成樁的質量。

3.1.5質量檢驗

1、成樁7天后進行開挖檢查樁體成型情況和攪拌均勻程度，檢查深度0.5-1.0米，在樁頂用輕便動力觸探檢查樁體強度，檢查深度4m以內。

2、成樁28天后在監理工程師指定樁體的不同部位（樁頭、樁身及樁底）鉆取芯樣，進行無側限抗壓強度試驗，無側限抗壓強度試驗方法按JTJ051-98執行。

3.1.6施工結果

在項目部領導和全體職工的共同努力下，我標段在全線率先完成了粉噴樁處理，并全部檢驗合格，順利地進行了下道工序的施工。

3.2袋裝砂井（Ф7cm）

袋裝砂井是利用排水固結的原理進行軟基處理的方法。

3.2.1施工工藝

a）恢復中線：放出路段邊線樁，清理平整施工段地工表面。做好排水系統，保證排水通道的暢通。

b）測繪擠密砂樁平面圖，準確放出樁位并編號。

c）樁機就位：機械采用履帶式專用砂井機設備，打設深度不小于22米。樁機就位后，校正樁管垂直度和樁管長度，使之符合設計樁長。

d）整理好樁尖。

e）邊震動邊下沉樁管至設計深度。

f）將灌滿砂的砂袋置入導管并向導管內注水。

g）稍提升樁管使樁尖打開，啟動拔管，拔管前留振1分鐘，以后邊振動邊拔管，拔管速度需均勻。

h）提升樁管高于地面，停止振動，完成一根樁的施工，移機進行下道工序施工。

3.2.2影響質量的關鍵因素

砂袋及砂的質量及灌砂的飽滿程度直接影響排水效果，進而影響總體施工質量。

材料要求：砂袋采用聚丙烯編織袋，抗拉強度不小于150N/cm，滲透系數不小于5×10-3cm/s，直徑7cm；灌砂采用風干的中粗砂，滲透系數不小于5×10-3cm/s，含泥量小于3%。

3.2.3施工中采取的具體措施

1、加強對砂袋及砂的試驗檢測頻率，各項技術指標滿足要求方可使用，不合格材料堅決清除出現場。

2、在實際施工中，項目部有專人在現場監督灌砂，因為現場的砂不能都保證干燥，因此機械灌砂后砂袋難以飽滿，我們采取的措施是用人工進行逐袋抖實補砂，旁站人員和監理工程師檢查合格后才允許施工。現場的施工也要求施工人員做好詳細的原始記錄。對于設計井長大于10米的砂井，其淤泥層厚度較厚，施工中容易出現回袋現象，此時，用注水法施工，保證井長和排水效果。

3.3深層攪拌樁（Ф50cm）

深層攪拌樁處理后的地基為復合地基。

3.3.1施工參數

1、滿足設計水泥用量的各種技術參數：

（1）鉆進速度，參考值V=0.5～0.8m/min；

（2）提升速度，參考值噴漿時V=0.3～0.8m/min，復攪時V≤0.7m/min；

（3）攪拌速度參考值P=30～50轉/min；

（4）鉆進、復攪與提升時泵的工作壓力：參考值P=1.5Mpa，并根據機械類型及管道長度調整；

（5）噴漿時噴漿口處壓力：參考值0.5Mpa≤P≤0.7Mpa。

2、確定水泥漿液與土攪拌的均勻程度，掌握下鉆及提升（特別是復攪下鉆與提升）的困難程度，選擇合理的技術處理措施。

3.3.2施工工藝流程

（1）樁機就位，校正樁架垂直度≤1.5%；丈量鉆桿長度，使之滿足設計要求并保證3m左右的預留長度。

（2）向泥漿池中按比例投放規定用量的水泥及水并充分攪勻，制備好后送入噴漿池。

（3）啟動電機，鉆桿下沉鉆進至設計深度。

（4）泵送噴漿，提升鉆桿進行強制攪拌，根據電腦監測記錄儀上顯示的段漿流量對鉆桿提升速度進行控制。

（5）鉆桿提升至原地面時停止噴漿，重復攪拌并下沉至樁底，速度不宜大于0.7m/min，繼續攪拌并提升至地面。

（6）將鉆桿提升出孔，關閉攪拌機械。

（7）制樁結束后，電腦記錄儀自動打印出成樁資料，包括整理后的監測數據和成樁工藝曲線。

（8）鉆機移位，進行下一根樁施工。

3.3.3影響質量的關鍵因素

樁體的強度主要控制每延米的水泥用量，因此控制水泥漿的比重及段漿量是關鍵。

3.3.4施工中采取的具體措施

a）、試驗室通過實驗和計算確定水泥用量與比重的關系；

b）、測量隊精確放樣，嚴格按照施工圖布置每根樁的樁位；

c）、施工中每臺樁機都有旁站人員，每半小時測一次水泥漿比重，確定噴漿量，以保證每延米水泥用量，同時做好施工原始記錄；

3.4淺層處理（換填片石）

淺層地段的軟基處理采用換填片石法處理，將深度小于0.7米的軟土清出，達到地基承載力的要求后，換填片石，再逐層填土達設計標高。

3.5土工格室

為滿足軟基段涵洞或通道結構物對地基承載力的要求和保證工后沉降不大于0.2米，對軟土地基采用粉噴樁和土工格室的處理方案。

3.5.1材料要求

要求土工格室具有較高的抗拉、抗剪強度，并能適應地基的變形要求，采用國標內專用產品。采用電阻加熱焊接PP板材而成的，高20厘米，幅寬500×440厘米，焊距為40厘米的蜂窩格室，格室焊點剝離強度不小于10KN/m，聯接剝離強度不小于10KN/m，片材屈服強度不小于18MPa。

3.5.2施工方案

在箱涵通道基底加密處理區粉噴樁頂先鋪設一層5cm厚的砂墊層找平，再鋪設20厘米厚土工格室裝碎石回填，上覆10cm厚碎石作為土工格室保護層，用壓路機壓實，以此調整樁頂應力的分布，提高承載能力。

3.5.3施工工藝

開挖基坑→整平場地→砂墊層→找平鋪幅放樣

銷釘鉚→接U型釘→錨固→回填碎石→壓實

3.5.4施工質量控制及注意事項

1、開挖至設計高，在四周開挖排水溝及集水井，地面局部高差不大于2厘米。

2、要求格室內填料具有一定的水穩性，最大粒徑不大于3厘米，與上覆碎石保護層一起施工填筑，考慮1.3～1.4的松鋪系數。

3、壓實時，禁止振動壓路機直接作用在格室表面，先靜壓整平，再微振動兩遍，最后強振兩遍，使壓實度達到要求，不小于93%。

3.5.5土工格室的工程特點

土工格室作為一種新型的地基處理材料，具有極佳的承載性能，是一種優秀的淺層地基處理方法，填料可就地取材，經濟高效；其材料可重復使用，并可折疊，倉儲、運輸效率高；將其用于邊坡防護，還可起到綠化環境、改善自然景觀的作用。

4、總結

2013年6月底，該施工順利完成了所有的軟基處理，并全部通過驗收，質量優良。施工中出現的問題和難題在項目領導和技術人員的共同努力下均順利得到了解決，從中積累了寶貴的經驗。