简谈适用性高压旋喷桩处理残坡积性质地基土适用性尝试学位

论文导读：
摘要：本文用工程实例的形势介绍高压旋喷桩在处理残坡积地基土的适用性上的一种尝试。
关键词：地基处理残坡积 硬塑土高压旋喷桩适用性
0引言
高压旋喷桩一直多用来处理各种软弱地基土，对于多以硬塑状态存在的残坡积性质的地基土进行加固处理是否适用一般都在方案讨论阶段都予以否定了。但工程实践中往往现场条件复杂，不可机械教条地去运用。该工程实例中运用高喷桩成功处理了一段残坡积性质的铁路地基土。
工程概况
该工程所在地处于湖北省鄂州市球团厂，在该厂常年通过铁路向武汉钢铁集团公司输送球团矿，在出厂时铁路上设置了用以称重的轨道衡，该轨道衡基础因地基问题出现了严重的断裂，生产运输又不能因此中断，急需处理。
拟处理的轨道衡所在段铁路长约50m，宽3.1m。根据原设计图纸，DK9+522.08处为轨道道床设计起点，路基道床混凝土埋深1048mm，从轨道面起算：钢轨及轨枕198mm、C30钢筋混凝土450mm、C15素混凝土200mm、炉渣石灰土200mm。轨道衡50米段内已有多处路基断裂，翻浆冒泥严重，严重影响行车安全。
经过调查研究，发现该段地基下并没有按照原设计图纸铺设炉渣石灰土，而残坡积性质的地基土虽是硬塑状态，但其孔隙比很高，在轨道落成后由于地表水慢慢浸入，轨道衡又长期处于动荷载的作用下，致使原本力学性能很好的地基土软化，从而导致轨道衡基础断裂、基底翻浆冒泥。
工程地质条件
该轨道衡所处场地地质条件比较简单，上覆第四系残坡积（Qel+dl）粉质粘土，硬塑状态，含有少量未风化石屑；下卧白垩-下第三系（K-E）基岩。
地基处理方案的选定

3.1加固处理方案选择原则

需满足堵水防渗要求，轨道基础翻浆冒泥处地基经过源于：论文格式字体www.7ctime.com
加固处理后在较短时间内一次性满足解决冒浆问题，同时确保轨道运输安全运行。

3.2加固处理方案选择

考虑到地基处理施工与轨道运输交叉进行，施工作业面有限，为尽量减少对生产影响和缩短工期，选择的施工设备要求尽量小，且移动方便。
XP-20型高压旋喷桩桩机体积小，够轻便，方便移动，可以满足设备要求，但仍有两个问题需要解决：
高压旋喷桩是否能成功处理该地基；
在钢筋混凝土基础底实施高压旋喷桩如何穿过该基础；
经过一番讨论认为，该轨道衡地基土虽然属硬塑土，但已经被浸泡软化，强度并不高，从理论和经验角度考虑，应可实施，需经过试桩确定相关施工参数；至于如何穿过钢筋混凝土基础，可先用小型勘察钻机XY-100型进行引孔，合金钻头钻进可以穿过钢筋混凝土基础，成功引孔后再用XP-20型高喷桩机施工。
故轨道基础地基加固处理选择高压旋喷桩复合地基方案：在轨道刚性基础和柔性基础交接的地方向外扩展2m处开始处理，采用单管法在轨道衡两侧分别形成U型防渗帷幕从而达到堵水防渗的要求。高压旋喷桩直径选800mm，轨道刚性基础和柔性基础交接部分垂直轨道剖面段高压旋喷桩按双排布置，横向间距1384mm，纵向间距1200mm，与轨道平行方向按单排布置，间距692mm，高喷桩挡墙桩体重叠216mm，桩长在轨道刚性基础和柔性基础交接部分垂直轨道基础剖面桩长为6m，平行轨道基础剖面桩长为4m。
试成桩：
在设计方案论证阶段，中冶集团武汉勘察研究院有限公司组织人员、设备进行了试成桩工作。

4.1φ800mm桩采用单管施工工艺。

4.2材料采用P·O4

2.5普通硅酸盐水泥，水泥掺入量30％，水灰比1:1。即水泥掺入量280Kg/m。

4.3桩机选用XP-20旋喷桩机，高压泵选用GZB-40C型。

4.4在轨道四周做了四根试桩，并在7d后进行了开挖，检查桩径。具体参数见下表：

4.5试桩结果

根据试桩报告确定了具体施工工艺：
φ800单管旋喷桩：注浆压力≥28MPa，泵量＝96L/min，提升速度＝20cm/min，转速＝20r/min。
施工
根据已确定的施工参数，组织了2台XY-100钻机和2台XP-20型旋喷桩桩机进行施工，从2008年10月20日~2008年11月30日，历时40天，完成旋喷桩468根。施工过程中发现了局部地基软化或悬空的问题，采取了如下措施处理：
由于原先的地基土已严重软化，经过动荷载的论文导读：向（垂直方向）为-16mm；从第二周开始数据分布开始收敛，至完工后90d，监测数据已基本稳定。目前该轨道衡运行状况良好。结论7.1该轨道衡运用高压旋喷桩处理非常成功。7.2采用高压旋喷桩处理残坡积性质的地基土有一定的适用性。7.3高压旋喷桩在不均匀的地基土中难以形成均匀的有效桩径，应按可达到的最小有效桩径选
长期作用后局部地基土已呈坑洼状，轨道衡基础已呈悬空状态。在高压旋喷桩实施过程中，通过桩顶复喷的方法成功的解决了该问题所带来的质量上的隐患。桩顶复喷，即是在自下向上旋喷的过程中，在喷至基底的时候不立即停止喷浆而是向下继续喷浆，自基底向下行2m，然后再次向上旋喷，如此往复直至孔口冒浆为止。
监测、检验及应用情况
在施工中和施工后的1年内，对轨道基础上布置的10个监测点进行了监测。监测数据显示：在施工期间，最大位移在X方向（东西方向）为2mm，Y方向（南北方向）为3mm，Z方向（垂直方向）为-15mm，没有影响轨道正常运行；在施工完工后的1周内，由于轨道一直处于运行状态，监测数据没有明显规律，数据分布较为离散，最大位移在X方向（东西方向）为3mm，Y方向（南北方向）为2mm，Z方向（垂直方向）为-16mm；从第二周开始数据分布开始收敛，至完工后90d，监测数据已基本稳定。目前该轨道衡运行状况良好。
结论

7.1该轨道衡运用高压旋喷桩处理非常成功。

7.2采用高压旋喷桩处理残坡积性质的地基土有一定的适用性。

7.3高压旋喷桩在不均匀的地基土中难以形成均匀的有效桩径，应按可达到的最小有效桩径选用。
参考文献
《地基处理手册》（第三版），龚晓南，中国建筑出版社，2008年；
《高压旋喷桩加固起重机基础施工技术》，李五红，《铁道建筑》，2006年第02期；
《某工厂设备基础不均匀沉降加固处理》，胡燕云，《山西建筑》2009年第14期；