旋噴樁在鐵路橋梁軟土地基加固中的應用研究

王楊

摘要：旋噴樁本身具有施工占地比較小、施工噪音比較低以及振動小的特點，在軟土地基加固中的使用是比較高的，并且隨著社會的不斷發展，旋噴樁也進一步在鐵路橋梁軟土地基加固中進行應用，旋噴樁的應用增強了鐵路橋梁軟土地基穩定性的同時也為之后工程的順利施工奠定了堅實的基礎。

關鍵詞：旋噴樁;鐵路橋梁;軟土地基

高壓噴射注漿樁簡稱為旋噴樁，旋噴樁和一些比較傳統的強夯置換法、換填墊層法以及強夯法等地基加固方法進行比較，其特點是施工的工藝比較簡單，可人為控制固結體的形狀，使其可以進行水平、垂直、傾斜方式的噴射;并且漿液也比較集中，生產非常安全，對鐵路橋梁軟土地基加固見效也非常快，因此旋噴樁的使用也越來越廣泛。例如：應用在加固淤泥、流塑、可塑性飽和粘性土以及砂土等一系列的軟土地基中其效果非常顯著，尤其是旋噴樁使用在比較狹窄、上層土質硬下層土質軟以及凈空低的一些作業場地時，其效果就更加的顯著。

一、旋噴樁工作的特點

旋噴樁的原理就是使用鉆機把注漿管的噴嘴和噴頭鉆到樁底土層設計的高程后，使用20～40MPa壓力把之前配好的漿液或者水使用高壓發生裝置從注漿管邊的噴嘴里快速噴射出來（如圖1），以此形成噴射流進行沖切來破壞土層，當土層結構的強度小于射流的動壓時，土層中土顆粒就會剝落下來，有些細小的顆粒隨著水或者漿液冒出地面，有些土顆粒就會在射流沖擊力、重力以及離心力的影響下，和漿液進行攪拌混合，隨后按照質量的大小和漿土比例來重新進行比較有規律的排列，漿液在凝固之后，就會在土層中形成一個固結體[1] 。之后鉆桿一邊進行旋轉一邊進行提升，使土體和漿液進行充分的攪拌混合后形成柱狀的固結體，并且使其凝固硬化形成樁，進一步使鐵路橋梁軟土地基加固的目的達到。

二、旋噴樁在鐵路橋梁軟土地基加固中的施工方法

1、定孔位、安放鉆機和鉆孔

首先，定孔位按照之前設計的位置先進行放樣，但前提是誤差≯2cm，之后定孔位使用木樁進行固定;其次，固定樁的位置要設置在高噴灌漿軸線的拐彎處，并且控制樁的設立要在施工抽線5～10m的范圍內;最后，鉆機在進行安放時，要垂直放置在設計的孔位上，使旋噴管在進行鐵路橋梁軟土地基的加固施工時允許的傾斜角度不應超過1.5%。

鉆機要放置在將要鉆孔的位置，鉆機在對準孔位時，使用水平尺來對機臺的水平進行掌握，同時鉆機在使用時要墊牢機架并立軸垂直，使鉆機的垂直度滿足設計的要求，并且對鉆機的水平進行檢測，合格之后才可以開鉆。一旦鉆機在鉆孔時出現傾斜，就務必要停止鉆孔，找到水平后在進行開鉆工作。當使用合金鉆頭進行鉆進施工時，鉆孔的直徑要?600mm，并且在進行鉆孔時要是遇到特殊情況就要立刻進行檢查，同時采取有效的措施進行解決，另外，還要對顆粒的大小、硬度以及底層的變化要進行記錄，在結束鉆孔后，要安排專業人員對其質量進行嚴格的檢查，確保檢查合格后在進行后續的施工。

2、下放噴射管、準備噴漿材料

把噴射的臺車開到成孔位置之后，首先，要在地面上對漿和氣進行試噴射，對其各項工藝參數進行檢查，確認符合設計的要求之后再把噴射管下放到設計的土層深度，然后現場的專業人員要進行嚴格的檢查，保證合格后在進行高壓旋噴灌漿工作，要是旋噴樁在進行噴射時遇到問題，比如出現噴嘴堵塞或者漿壓過高等情況時，就要把噴射管先從土層中提出來在地面處理好之后再進行工作[2] 。

噴漿的材料使用P.O32.5普通的硅酸鹽水泥進行攪拌制成，但前提是水泥的使用必須是新鮮沒有結塊的。所以對水泥在使用時要先通過0.08mm的方孔篩進行篩選，使方孔篩內的水泥篩選余量≤5%，并且每批次的水泥在進入作業現場時必須要有相關的產品合格證書，同時對水泥要依據有關的規定進行一定比率的檢驗。還有在進行制漿時，其所需的用水務必確保是沒有污染過的干凈的水，從而使其符合制漿用水的要求。

3、制漿

在制漿時要按照之前設計的配比來進行，并且在制漿的過程中要不定時的對漿液比重進行測量，同時要對每孔材料的使用量在高壓旋噴灌漿工作結束之后進行準確的統計。漿液在使用高速攪拌機進行攪制時，必要要滿足以下幾個條件：（1）漿液攪拌必須連續的同時也要均勻的使漿液混合;（2）務必要按照規定的時間對漿液進行攪拌，并且每次漿液的攪拌時間要控制在4個小時以內。

4、噴射提升

噴射管下放到設計的土層標度后，開始把符合要求的漿液和氣送入土層中進行觀察，查看注入的漿液在孔口冒出之后再根據當時設計的提升速度和方式開始自下而上的進行提升，直到提升至當時設計的終噴高程[3] 。在噴射提升期間相關的技術人員務必要對漿液的初凝時間、注漿的流量和風量以及旋轉的提升速度等參數時刻進行觀察，同時做好相應的工作記錄并繪制漿液噴射提升過程曲線。

漿液在進行噴射時，相關的技術人員要對各個環節的運行情況時刻進行檢查和觀察，同時對實際情況采用以下相關的措施：首先，管子的接、換、卸務必要快，避免出現堵嘴和塌孔;其次，漿液在噴射時出現故障要中斷時，要根據情況進行酌情處理;再次，機械出現問題時，要對中斷時間盡力進行縮短，使灌漿作業能盡早恢復;最后，如果灌漿作業中斷一個小時以上時，務必要采取相關的補救措施直到恢復灌漿作業。但是要注意的是，故障恢復再次進行灌漿作業時，噴射管必須要在之前的作業位置上往下0.3米，以此使漿液的凝結體連續性得到保障。

5、回灌、記錄和沖洗

當漿液的噴射工作結束后，就要在噴射孔內開始靜壓充填灌漿工作，使其漿液表面不再下沉，從而確保高壓噴射的樁體在固結之后符合之前設計的訂標高度。另外，漿液在進行回灌時要使用鄰孔高噴冒漿來進行靜壓充填工作。

對鉆孔和高壓噴射灌漿的每道工序要使用一樣的表格進行明確的記錄。漿液噴射工作完成之后，必須要把相關的機械設備清洗干凈，避免殘存的水泥漿液還附著在機具設備上。一般情況下對漿液進行清洗時，把旋噴機中的漿液換成水，然后進行噴射，從而使注漿管和泥漿泵以及軟管里面的漿液完全清洗干凈。

三、旋噴樁在鐵路橋梁軟土地基加固中的使用要點

使用旋噴樁進行鐵路橋梁軟土地基加固時，對旋噴樁的使用要滿足以下幾點：（1）對旋噴樁的長度和直徑以及噴射注漿的一系列操作必須要按照之前的設計要求進行作業;（2）對管路系統和高壓設備進行檢查是噴射注漿的前提;（3）設備的排量和壓力務必要滿足前期的設計要求，高壓泵在使用時要對安全閥進行檢測，以此來保證高壓泵的安全運行;（4）對閥門和活塞缸等相關零件進行仔細檢查，及時更換磨損比較大的零件，對活塞進行檢查時，要保證其每分鐘的往復次數符合相關要求，避免系統轉動出現打滑情況;（5）對高壓管路要進行詳細的檢查，減少堵塞和泄露的情況出現，確保噴嘴內和注漿管沒有任何的雜物，還有注漿管接口的密封圈必須確保是完好的，對過度磨損的噴嘴也要及時進行更換。

結束語

旋噴樁在鐵路橋梁軟土地基加固中進行應用時涉及的環節比較多，并且參與現場施工的人員也比較多，因此施工單位要對旋噴樁在鐵路橋梁軟土地基加固中的使用要做好相關的部署工作，對施工的相關工藝和流程要進一步明確的同時也要對施工的相關細節進行詳細的研究，以此來保證旋噴樁在鐵路橋梁軟土地基加固中的正確使用。

參考文獻：

[1] 殷濤.旋噴樁在鐵路橋梁軟土地基加固中的應用[J].哈爾濱鐵道科技，2018，251（01）：44-46.

[2] 趙艷玲.旋噴樁在加固軟土地基中的應用[J].圖書情報導刊，2006，16（13）：248-249.

[3] 陳楠.旋噴樁在公路橋梁基礎處理中的應用[J].四川水泥，2017（8）：47-47.

（作者單位：中鐵三局集團橋隧工程有限公司）