淺談西安地鐵施工軟基處理施工技術(shù)應(yīng)用

張濤

摘 要：在進(jìn)行地鐵施工的過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)遇到軟土地基這一問(wèn)題，如果未能夠?qū)浲恋鼗M(jìn)行有效的加固處理，也就會(huì)導(dǎo)致該路面的穩(wěn)定性、耐久性以及平整度都難以達(dá)到地鐵的施工標(biāo)準(zhǔn)，并會(huì)對(duì)后續(xù)的地鐵施工造成嚴(yán)重的影響。本文就西安地鐵施工過(guò)程中的軟土地基處理技術(shù)進(jìn)行了簡(jiǎn)要分析與研究。

關(guān)鍵詞：地鐵施工 軟土地基 施工技術(shù)

中圖分類號(hào)：U445.55 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2017）08（c）-0077-03

隨著西安城市化建設(shè)速度的不斷加快，市民們對(duì)于地鐵的需求也變得越來(lái)越高。而在進(jìn)行地鐵施工的過(guò)程中，勢(shì)必會(huì)遇到軟土地基這一復(fù)雜的施工地質(zhì)，為了確保地鐵施工能夠取得一個(gè)良好的施工效果，也就需要首先進(jìn)行軟土地基的合理加固。現(xiàn)階段在西安地鐵的建設(shè)過(guò)程中，多是借助于鉆孔法以及高壓旋噴樁法來(lái)進(jìn)行軟土地基的加固處理，本文就其施工工藝以及流程進(jìn)行了詳細(xì)闡述。

1 鉆孔樁施工

1.1 施工工藝

借助于鉆孔樁施工法來(lái)進(jìn)行軟土地基的處理時(shí)，首先需要借助于降低地下水位以及疏干地表水的方式來(lái)進(jìn)行原不良地段的處理，然后在此基礎(chǔ)上進(jìn)行樁基施工，其具體施工流程為施工準(zhǔn)備→平整場(chǎng)地→埋設(shè)護(hù)筒→鉆機(jī)就位→鉆孔→成孔檢查→清孔→鋼筋籠制作、安裝→導(dǎo)管安裝→混凝土灌注→拔出護(hù)筒→樁基檢測(cè)。

在鉆孔樁開(kāi)工之前，需要進(jìn)行其孔樁中心位置的確定，并要求將其偏差控制在5mm以內(nèi)。在埋設(shè)護(hù)筒的過(guò)程中，護(hù)筒內(nèi)徑以及樁徑D+20～40cm；要求其中心線與孔樁中心線進(jìn)行重合，其平面允許誤差保持在5cm，豎直線的傾斜程度也需要控制在1%以內(nèi)。在進(jìn)行護(hù)筒埋置過(guò)程中，其需要高出地面0.5m，而當(dāng)鉆孔中含有承壓水時(shí)，則需要高出承壓水位2.0m；在鉆機(jī)就位之后需要將鉆機(jī)中心以及孔樁中心的誤差控制在5mm以內(nèi)，并需要在實(shí)際工作之前做好鉆機(jī)各個(gè)部位的檢查工作，對(duì)其檢查結(jié)果進(jìn)行詳細(xì)記錄。

1.2 鉆孔流程

在施工之前首選需要構(gòu)建一個(gè)完善的泥漿循環(huán)系統(tǒng)，在施工中需要由專人對(duì)其進(jìn)行測(cè)定，并需要做好儲(chǔ)漿池中泥漿相關(guān)密度、粘度以及含沙量等指標(biāo)的測(cè)量工作。此外，如果鉆孔排渣或者提鉆頭因?yàn)楣收隙霈F(xiàn)停機(jī)現(xiàn)象時(shí)，則需要在確?？變?nèi)規(guī)定水位以及要求泥漿相對(duì)密度這一基礎(chǔ)上，將鉆頭直接提出孔外，并盡量避免埋鉆以及卡鉆情況的發(fā)生。

1.3 成孔檢測(cè)

在進(jìn)行成孔檢測(cè)時(shí)，其具體檢測(cè)流程為孔深初檢→清孔→提鉆→檢孔器或探籠檢測(cè)。當(dāng)鉆孔達(dá)到了設(shè)計(jì)深度之后，需要立即通知技術(shù)人員進(jìn)行初檢工作，在初檢合格之后對(duì)孔洞進(jìn)行移清，并需要在此過(guò)程中保持孔內(nèi)水頭，來(lái)避免塌孔現(xiàn)象的出現(xiàn)。在清孔完成之后需要立即提鉆、下探籠，該部分的施工時(shí)間還需要控制在2h以內(nèi)。

1.4 鋼筋籠的制作與安裝

在鋼筋籠制作過(guò)程中多采用箍筋成型的方式來(lái)進(jìn)行，首先對(duì)鋼筋籠兩端以及一個(gè)中部箍筋的位置上做好記號(hào)，然后按照順序?qū)⑺鼈兒椭鹘钸M(jìn)行焊接。此外，為了確?；鶚兜谋Ｗo(hù)層厚度，還需要將孔壁與鋼筋籠之間保持一個(gè)良好的保護(hù)層距離。

完成鋼筋籠制作之后，在對(duì)其進(jìn)行吊裝就位處理時(shí)，需要對(duì)準(zhǔn)孔位輕放慢放，在遇到障礙的情況下需要借助于正向旋轉(zhuǎn)的方式來(lái)使其下放，并需要在此過(guò)程中避免鋼筋籠碰撞到孔壁。在鋼筋籠的吊裝過(guò)程中還需要注意孔內(nèi)的水位變化情況，一旦發(fā)現(xiàn)異常需要立即停止施工。鋼筋籠在定位標(biāo)高過(guò)程中其允許偏差為5cm，并需要在下鋼筋籠之前首先放置具備有隔離作用的篾籠。

1.5 混凝土灌注

在地鐵施工過(guò)程中多采用導(dǎo)管法進(jìn)行水下混凝土的灌注工作，其具體流程如圖1所示。

在該灌注過(guò)程中多采用φ273mm的快速卡口垂直提升導(dǎo)管，具體施工之前需要進(jìn)行導(dǎo)管的組裝編號(hào)，并對(duì)其進(jìn)行拉力以及水密試驗(yàn)。在導(dǎo)管下放過(guò)程中需要避免其與鋼筋籠出現(xiàn)碰撞情況?；炷辆唧w灌注之前需要保持足夠多的混凝土儲(chǔ)存量，并需要保證其導(dǎo)管埋置深度在1.0m以上。在灌注過(guò)程中要對(duì)導(dǎo)管的埋置深度進(jìn)行嚴(yán)格控制，將其保持在2～4m。當(dāng)混凝土灌注到達(dá)鋼筋籠底部之后，需要適度放慢灌注速度，防止鋼筋籠出現(xiàn)上浮現(xiàn)象。灌注工作需要連續(xù)進(jìn)行，不得隨意中途停頓。

當(dāng)混凝土灌注到了鋼筋籠的底部之后，還需要對(duì)其灌注速度適當(dāng)調(diào)整，并需要盡可能減少導(dǎo)管埋深的情況發(fā)生，來(lái)避免鋼筋籠上浮等情況的發(fā)生。此外，灌注作業(yè)還需要連續(xù)進(jìn)行，避免隨意出現(xiàn)中途停頓的情況，并借此來(lái)保證該混凝土能夠在初凝期內(nèi)完成其灌注作業(yè)。

1.6 樁基檢測(cè)

當(dāng)灌注后的水下混凝土達(dá)到了一定強(qiáng)度之后，可以鑿去多余的樁頭浮漿不等，并需要對(duì)樁體進(jìn)行鑿平以及局部磨光處理，在此基礎(chǔ)上開(kāi)展樁基的檢測(cè)工作。

2 高壓旋噴樁施工

2.1 加固原理

在運(yùn)用高壓旋噴樁施工來(lái)進(jìn)行軟土地基的處理時(shí)，需要其抗壓強(qiáng)度能夠達(dá)到3.0MPa，其加固原理在于通過(guò)鉆機(jī)來(lái)將帶有噴嘴的注漿管鉆到軟土層的預(yù)定位置之后，通過(guò)高壓設(shè)備來(lái)將20MPa左右的高壓流噴射出來(lái)，使得土粒與漿液能夠攪拌混合，并需要按照一定的漿土比例來(lái)進(jìn)行重新排列，當(dāng)漿液凝固之后，就會(huì)直接在土中形成固結(jié)體，并起到一個(gè)良好的地基加固效果。

2.2 施工工藝

高壓旋噴樁的施工工藝流程圖如圖2所示。

在進(jìn)行高壓旋噴樁施工的過(guò)程中，首先需要做好鉆機(jī)的安放工作，其需要將鉆機(jī)安放在設(shè)計(jì)的孔位上面并保持其安放的垂直性。要求在具體施工過(guò)程中旋噴管的傾斜度保持在1.5%以內(nèi)。在現(xiàn)階段的高壓旋噴樁施工過(guò)程中采用76型旋轉(zhuǎn)振動(dòng)鉆機(jī)來(lái)進(jìn)行工作，該鉆機(jī)的鉆進(jìn)深度能夠達(dá)到30m以上，其能夠應(yīng)用于一些標(biāo)準(zhǔn)貫入度小于40的砂土以及粘性土層。因此當(dāng)施工時(shí)的地層比較堅(jiān)硬時(shí)，還需要借助于地質(zhì)鉆機(jī)來(lái)進(jìn)行鉆孔工作，并要求在實(shí)際工作過(guò)程中將鉆孔位置與設(shè)計(jì)位置控制在50mm以內(nèi)。

在高噴管的插管過(guò)程中需要直接將噴管插入到地層預(yù)定的深度，通常在運(yùn)用鉆機(jī)進(jìn)行鉆孔作業(yè)時(shí)，還需要同時(shí)進(jìn)行插管以及鉆孔這兩道施工工序。這也就需要在地質(zhì)鉆機(jī)鉆孔工作完畢之后立即拔出鹽芯管，然后將置換后的旋噴管插入到預(yù)定深度中。為了避免插管過(guò)程中出現(xiàn)的泥沙堵塞噴嘴這一情況發(fā)生，也就可以選用邊射水邊插管的方式來(lái)進(jìn)行工作，并需要將水壓力控制在1MPa以內(nèi)。

將噴管插入到預(yù)定的深度之后也就可以按照由下而上的順序進(jìn)行噴射工作，在具體噴射過(guò)程中需要對(duì)漿液的初凝時(shí)間、注漿流量以及旋轉(zhuǎn)提升速度等參數(shù)進(jìn)行嚴(yán)格控制，并需要將其控制在施工規(guī)劃的要求范圍內(nèi)。而當(dāng)漿液的初凝時(shí)間超過(guò)了20h之后，也就需要立即停止該水泥漿液的使用，并進(jìn)行注漿管等極具設(shè)備的沖洗工作。通常情況下可以通過(guò)把漿液換做水的方式來(lái)進(jìn)行管內(nèi)以及機(jī)內(nèi)的沖洗，并能夠?qū)⒛酀{泵、注漿管以及軟管內(nèi)的漿液全部排出。對(duì)所有施工機(jī)械完成沖洗工作之后，也就可以將該鉆機(jī)等機(jī)械設(shè)備移動(dòng)到新孔位上面，并能夠?yàn)橄乱粯妒┕みM(jìn)行準(zhǔn)備。

2.3 主要技術(shù)要求

為了確保高壓旋噴樁施的施工質(zhì)量，還需要在具體施工過(guò)程中遵循以下幾點(diǎn)施工要求來(lái)進(jìn)行：（1）在旋噴機(jī)就位的過(guò)程中還需要保障機(jī)座的平穩(wěn)性，并需要將傾角的設(shè)計(jì)誤差保留在0.5°。（2）在具體的噴射注漿工作之前需要對(duì)高壓設(shè)備以及管路系統(tǒng)進(jìn)行細(xì)致檢查，并需要確保該設(shè)備的壓力與排量能夠充分滿足該項(xiàng)工程的施工要求。在具體施工之前還需要確保管道系統(tǒng)密封圈的性能，并要求各個(gè)通道與噴嘴中不得存在雜物。（3）在注射噴漿的過(guò)程中還需要估算水泥漿前鋒流出噴頭之后，再進(jìn)行注漿管的提升，并需要按照自下而上的順序來(lái)進(jìn)行注漿作業(yè)。此外，在噴射注漿過(guò)程中，要求噴射注漿孔段與前端搭接0.1m，來(lái)避免固結(jié)體脫節(jié)等情況的發(fā)生。（4）為了進(jìn)一步加大固結(jié)體的尺寸，還可以通過(guò)提升噴射壓力、泵量以及降低提升速度等措施來(lái)達(dá)到這一效果。此外，還可以通過(guò)復(fù)噴工藝來(lái)避免固結(jié)體尺寸減少這一情況發(fā)生。（5）在旋噴處理過(guò)程中經(jīng)常會(huì)存在有一定數(shù)量的土粒，并會(huì)有一部分隨著注漿關(guān)閉冒出地面。在這一情況下需要保障冒漿量小于注漿量的20%，一旦超過(guò)20%或者出現(xiàn)了不冒漿的情況時(shí)，則需要暫停旋噴施工，并需要及時(shí)查明原因加以處理。

2.4 質(zhì)量檢測(cè)

一般情況下需要對(duì)固結(jié)體的整體性與均勻性、有效直徑、垂直度、強(qiáng)度特性以及耐久性能進(jìn)行檢測(cè)，而大不過(guò)高壓旋噴樁長(zhǎng)遠(yuǎn)大于樁的直徑時(shí)，則需要通過(guò)小應(yīng)變法來(lái)進(jìn)行樁身質(zhì)量的檢測(cè)工作。

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)實(shí)踐證明，在進(jìn)行軟土地基的處理過(guò)程中借助于鉆孔樁、高壓旋噴樁這兩種形式，均能夠取得良好的加固效果，希望能夠?qū)I(yè)內(nèi)同行提供一定的技術(shù)參考。

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