高压旋喷桩在铁路路基加固中的应用

高压旋喷桩在铁路路基加固中的应用

李珊珊

中铁第五勘察设计院集团有限公司东北分院辽宁150000

摘要：文章首先简述了高压旋喷桩在铁路路基加固中的作用，然后分析了高压旋喷桩概述，最后重点探讨了高压旋喷桩在铁路路基加固中的应用。

关键词：高压旋喷桩；铁路路基加固；应用

一、前言

随着我国铁路工程的发展，我国铁路规模不断扩大，路基工程是高速铁路的重要环节，路基的好坏直接关系着铁路的运行安全。因此，本文就高压旋喷桩在铁路路基加固中的应用进行探讨。

二、高压旋喷桩在铁路路基加固中的作用

高压旋喷加固法为路基加固的一种方法，现应用到铁路路基防护中。在顶进框构的两侧铁路路基上钻进旋喷桩，加固了铁路路基的稳定，防止了由框构顶进造成的铁路路基侧天窗过大现象的发生。高压旋喷加固法作为路基加固处理的一种方法，现应用到铁路路基防护中。从路基两侧分别钻入的旋喷桩形成柱体网格对桥两侧路基进行防护。增加了路基的稳定性，大大减少了桥涵施工对铁路路基的影响，提高了施工中对行车安全的保证。同时在顶进等施工中对侧向天窗也起到了很好的控制作用。

三、高压旋喷桩概述

高压旋喷桩，是指通过高压旋转的喷嘴，将水泥浆喷注入土层中，与土体充分混合，从而形成连续搭接的水泥浆固体，对土层进行加固的一种施工方法。这种施工方法具有占地面积小、振动小、噪音低等优点，但对于特殊的不能使喷出浆液凝固的土质则无法产生良好的效果。这种施工方法一般用于加固软弱地表或地基、提升土层的抗剪强度、改变土体的变形性质，使得地层在各种荷载作用下，不至于产生过大的变形。

高压旋喷桩的加固原理，主要是在超高压（20-45MPa）旋转喷射的水泥浆的作用下，对软弱土层进行冲切破坏，进而实现与水泥浆的原位搅拌混合，形成具有高承载力、低沉降的混凝土桩体，与被水泥浆挤得更加密实的桩间土体一起，形成复合地层，大幅提升地层的承载能力及抗变形能力。

四、高压旋喷桩在铁路路基加固中的应用

1、高压旋喷桩适用范围

高压喷射注浆法适用于处理淤泥、淤泥质土、流塑、软塑或可塑黏性土、粉土、砂土、黄土、素填土和碎石土等地基。当土中含有较多的大粒径块石、坚硬黏性土、含大量植物根茎或有过多的有机质时，对淤泥和泥炭土以及已有建筑物的湿陷性黄土地基的加固。高压喷射注浆法，对基岩和碎石土中的卵石、块石、漂石呈骨架结构的地层，地下水流速过大和已涌水的地基工程，对地下水具有侵蚀性，应慎重使用。高压喷射注浆法可用于既有建筑和新建建筑的地基加固处理、深基坑止水帷幕、边坡挡土或挡水、基坑底部加固、防止管涌与隆起、地下大口径管道围封与加固、地铁工程的土层加固或防水、水库大坝、海堤、坝体坝基防渗加固、构筑地下水库截渗坝等工程。

2、地面处理

水田地段，挖除地表0.3m厚种植土（旱田地段，挖除地表植物根系），用土回填至原地面并碾压密实，其宽度不小于路堤加护道底宽。

水泥采用32.5普通硅酸盐水泥，水泥浆水灰比可选用1：1。旋喷桩施工前必须进行成桩试验，以掌握该场地的成桩经验和各种技术参数。根据设计要求，将旋喷桩位置用白粉定位，桩位误差不得大于5cm，垂直偏差不得超过1%，桩直径和桩长不得小于设计值。旋喷桩施工时，注浆管分段提升的搭接长度不得小于100mm。成桩过程中，因故停止，应将搅拌头下沉至停浆点以下0.5m处，待恢复供浆时再喷浆搅拌提升。因故停机超过3小时，应拆卸管道清洗。对喷射深层长桩，应针对不同地层土质情况，选用合适的喷射参数，以确保桩身均匀密实。

4、注浆施工工艺

（一）、注浆加固及止水原理

注浆时在不改变地层组织的情况下，将土层颗粒间存在的水强迫挤出，使颗粒间的空隙充满浆液并使其固结。其注浆特性是使该土层粘结力（C）内摩擦角（φ）值增大。从而使地层粘结强度及密实度增加；颗粒间隙中充满了不流动而且固结的浆液后，使土层透水性降低。

（二）、注入材料特性

无收缩注浆液比较安全，高渗透性的注浆材料，固结硬化时间可以根据施工现场要求进行调节。

（三）、无收缩注浆液特点

固结硬化时间可以调整，时间越长浆的强度也就越高。渗透性良好，特别适用于对微细砂层的使用。固结性能较强，不会因为地层中有流水而受到影响。浆液强度，硬化时间，渗透性能都可以随着施工现场需求而调整。浆液不流失，固结后不收缩，硬化剂无毒。

（四）、浆液配比

AB型浆液：采用P.O42.5硅酸盐纯水泥浆及水玻璃混合液。水泥浆液：水灰比1∶1～1.1∶1。水玻璃掺量为水泥用量的5%（重量比）。

（五）、注浆压力参数及扩散半径

注浆压力为20～25MPa，最大28MPa；扩散半径按0.5m考虑。施工时根据现场试验而定。

（六）、注浆工艺要求

（1）注浆

一般情况下浆液由稀到浓，根据具体情况逐步提高浆液浓度和注浆压力，注浆顺序宜先外侧，后内侧。注浆根据不同深度，采用不同规格的花杆进行长度搭配，使每次提升时浆孔顶点满足标高要求及注浆要求。注浆随着深度的不同，注浆压力应随时调节。

（2）当注浆达到下列标准时，可结束该孔注浆

当注浆量满足设计要求时，当注浆孔口压力突然上升时，注浆难以注入时。当路基面跑浆，路基出现异常，有影响铁路运行安全的苗头时，应立即终止注浆。

（七）、注浆承载力要求

加固后的地基，其基本承载力为：150kPa。

（八）、工程质量的保证措施

（1）布孔：严格按照施工设计图布孔并进行复核。（2）钻机定位：定位准确，钻头点位误差≤20mm。钻杆垂直度误差≤1度。（3）钻孔：密切观察钻进尺度及溢水出水情况，如果有大量出水的情况，要立即停钻，先行注浆止水，再分析原因。确认止水无误后，再继续钻孔。（4）配料计量工具必须经过检验合格按照设计配方配料。（5）注浆按照试验确定的注浆程序施工。进浆量必须准确，严格控制注浆压力，注浆方向，要由专人进行操作，当压力突然上升或从孔壁、地面溢浆以及跑浆时，立即停止注浆。应采取措施解决并确保注浆量。（6）注浆结束后，要进行护理，防止溢浆、跑浆。（7）整个操作过程要有专人记录。（8）注浆全过程应加强施工检查和监测，防止地面出水溢浆。隆起和施工地段的地面沉降。

（九）、质量标准

（1）测量放线：根据设计的施工图测量放出的施工轴线，允许偏差为10mm，当长度大于60m时，允许偏差为15mm。（2）确定孔位：测量孔口地面高程允许偏差不超过1cm，定孔位允许偏差不超过2cm。（3）钻机造孔：钻机就位，主钻杆中心轴线对准孔位允许偏差不超过5cm。

5、直孔、斜孔注浆

在路基土体下注浆时，当直孔无法满足注浆要求时，需要斜孔注浆，斜孔注浆角度以及深度要根据路基边坡角度以及既有路基承载力进行调整，以便达到最佳。

五、结束语

总之，高压旋喷桩在铁路路基加固中的应用是一项综合的系统工程，高压旋喷桩应加强对自身技术水平，实现现代施上技术在铁路路基施工中的应用，从而有效降低路基沉降的发生率，保障路基的稳定、保障铁路行车的安全。

参考文献：

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