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路桥工程建设中的软土路基施工关键技术

2021-12-10

智能城市 2021年21期
关键词:技术参数软土浆液

林 宁

(保利长大工程有限公司,广东广州 510000)

1 工程概况

本文以某景点的快速通道建设工程为研究对象,该项目中的一段属于软土路基,整个路基范围的结构组成为:砂黏土(深度约4 m、承载能力100 kPa)、中砂(深度约9 m,含有少量的砾石)。结合设计图纸,路基部分的承载能力必须超过200 kPa,实际施工设计的时旋喷桩数量为300根,每根桩的直径为60 cm,桩的长度设计为7.2 m,按照梅花状进行布置,每根桩之间的间距控制为1.3 m。选择普通硅酸盐水泥,掺加适量的减水剂。

2 施工准备工作

2.1 施工技术参数确定

进行旋喷桩施工前,应该先进行试桩试验,结合试验过程中的具体情况确定最佳施工技术参数,确保提杆速度、泵入压力可以有效满足设计规范要求。结合施工现场的实际情况确定以术参数,每根桩的直径为60 cm,桩的长度设计为7.2 m,按照梅花状进行布置,每根桩的间距控制为1.2 m,试验桩的长度设计为16 m,试验桩的数量为8根。

实际进行试桩试验的过程中,施工单位选择使用单管施工,试块经过28 d龄期后,自身抗压强度达到1 800 kPa,每根桩的承载能力为R=170 kN。

项目施工技术参数分析如表1所示。

表1 施工参数分析

2.2 施工准备

旋喷桩施工前,需要做好施工前的准备工作,保证所有的施工设备全部准备就位。结合施工现场的实际情况合理安排安装作业,对各施工设备的性能进行检测,确保后续施工中不会出现故障现象。应严格按照规范要求对施工设备进行试机检测。在检测过程中,设备的各项检测指标必须完全满足规范要求。

3 施工关键技术

3.1 测量放线

为有效保证状体结构的定位可以满足规范要求,提高定位的精准性,施工单位应严格按照规范要求设置控制网,在施工现场设置多个控制点,形成整体的控制网。

实际施工过程中,控制点的位置应结合桩位的实际情况确定,一般设置场内、外两个控制网,促桩位的精准度得到提升。控制网设置完成后开始测量,对桩位位置进行放线。所有的桩位全部确定后,在施工现场设置标桩。为了保证标桩不会在施工过程中被破坏,应对标桩做加强保护措施。待标桩设置完成,对标桩的位置进行复核,复核无误以后报监理单位进行验收。

3.2 钻孔就位

桩机作业应结合孔位的具体情况进行确定,桩机与孔位相互对正视为精准度合格。钻机安装作业结束后,对钻杆的垂直度进行检测,检测不合格时应该立即进行校正,避免钻进过程中出现桩孔倾斜现象。

3.3 钻孔

为了确保桩孔垂直度、孔壁稳定性全部满足规范要求,可以使用钻机事先完成钻孔作业,钻孔直径控制为130 mm。在实际钻孔的过程中,应随时对钻进的情况进行检查,保证桩孔的垂直度满足规范要求。若钻进过程中出现钻杆倾斜现象,应立即停止钻进作业,整改完成后继续钻进。应合理控制钻机的钻进速度,确保成孔的质量符合设计要求。

3.4 下注浆管

下放注浆管时应妥善做好防护工作,避免出现注浆口、风嘴堵塞的现象。下放的过程中,若发现高喷管无法下放,应结合施工现场的实际情况制定合理完善的处理方案。注浆管无法深入内部空间时,可以借助注浆泵将注浆管下放至内部空间。

3.5 制浆

该项目使用强度32.5的普通硅酸盐水泥,浆液的比重应控制为1.6~1.8,结合试验结果确定水灰比的技术参数。使用搅拌机备制浆液,使用称重的方式确保原材料的掺加比重满足设计要求,原材料的掺加比例误差应控制在5%以内。若采用高速搅拌的处理方式,混合料的搅拌时间应控制在60 s内,普通搅拌方式的持续时间应控制在90 s内。浆液备置完成后,应在4 h内进行灌注,超出4 h后进行废弃处理。

3.6 喷射注浆作业

注浆管进入指定部位,使用送浆、送风方式展开施工作业。在桩孔底部采取顶喷方式进行施工,严格按照设计要求调整泵压、风压。返浆口的设置满足设计要求时,开始喷射注浆作业。在实际作业过程中,设备旋转的速度控制为20~25 r/min,灌浆管提升速度控制为20~25 cm/min。

喷浆作业完成后,开始进行二次回灌作业,结合前期的试验结果确定施工技术参数,进行高压旋喷作业。在实际施工过程中,应对浆液的配合比进行检测,浆液配合比不达标时应停止喷浆作业,将浆液的水灰调整至合格后继续施工。

3.7 回灌浆液

高压喷射回灌作业完成后,浆液在凝固的过程中会出现体积收缩现象,导致孔内的浆液下沉速度小幅度增大,应采取连续回灌浆液处理措施,浆液不再下沉即为合格。

3.8 提管冲洗

在喷射浆液的过程中,施工人员应将吸浆管移动至水箱中,保证管道及时得到清理,避免管道内部堵塞,促使施工顺利进行。

4 效果评价

钻芯取样无侧限抗压强度如表2所示。

表2 钻芯取样无侧限抗压强度 单位:MPa

预留水泥土标准试件无侧限抗压强度如表3所示。

表3 试件无侧限抗压强度 单位:MPa

该项目的地基深度约为5 m,实际施工存在一定难度,为了有效保证软土地基的施工质量,应在施工完成后对地基进行力学试验,检查地基技术参数的具体情况。

喷射回灌浆液作业完成28 d后,通过现场取芯检测抗压强度,成桩试验应该按照1 个/2 m的标准进行取芯,施工面积比较大时应分层取芯,选择具备代表性的深度进行取芯。将取出的3个样品进行无侧限抗压强度检测,检测结果不得低于设计强度,检测的频率控制在2%。

每一个施工部位检测数量不少于3根,桩长不满足设计要求、浆液喷射不均匀、存在断喷现象,为不合格[1]。

取芯中间部位与注浆中心部位的距离应控制为150 mm,取芯的直径控制为89 mm,共需要取芯18个。

18个检测样品全部合格,使用施工现场预留的水泥土制作标养试块18个。经过28 d的养护后,检测试块的无侧限抗压强度,标养试块的无侧限抗压强度检测与取芯检测结果基本上相同,全部合格。

对该项目的后续跟踪发现,在竣工交付180 d后,路面沉降完全稳定,期间累计沉降量未超出20 mm,该道路交付后的两年内,路面仍然保持较为理想的平整度。

5 施工注意事项

在高压旋喷桩施工过程中,必须保证施工质量,需要严格地按照设计要求进行施工,兼顾其他因素对施工质量造成的影响。

(1)施工前先检测钻杆的垂直度,对桩孔的深度进行检查,保证桩孔深度符合设计要求。

(2)水泥浆液的配比应结合试验段的情况进行确定,浆液搅拌完成超过4 h后,不得再次使用。

(3)浆液喷射的过程中,应保证喷射量以及喷射压力参数的合理性。

(4)喷射过程中,浆液冒出的数量应该控制在注浆量的10%~20%;不冒浆或冒浆量超出合理范围时,立即采取有效措施进行优化处理。

(5)旋喷时应该合理控制高压水泵的压力与提速,作业过程中遇见体积比较大的石块时,应结合实际受力情况,小幅度调整桩位,在桩位调整的过程中尽可能避免断桩现象。

(6)旋喷桩作业完成后的30 d内,应加强保护,严禁施工人员对加固区域进行施工。

6 结语

将高压旋喷桩运用在软土路基处理活动中可以发挥出理想化的效能,高压旋喷桩能够与桩周围的土体形成牢固的地基,提高地基的整体承载能力,降低沉降量。随着我国的铁路建设规格及要求不断提升,软土路基的处理要求也在不断变化。通过不断实践、分析、总结,对软土路基施工技术进行优化、创新,可以保证软土路基处理质量不断提升。

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