关于高压旋喷桩技术在铁路地基施工中应用的探析

马元祥

【摘 要】高压旋喷转技术在铁路地基施工中使用能够对铁路地基加固，使原有地基硬度和强度都得到提高，更大幅度的提高铁路地基的稳固性，保证铁路运输的安全。本文对高压旋喷桩技术、高压旋喷桩技术在铁路地基施工中的流程以及施工方式与注意事项进行了探讨分析。

【关键词】高压旋喷桩技術；铁路地基施工；施工流程；注意事项；

高压旋喷桩是通过利用高压将水泥喷到土质中，从而实现桩体加固形式的施工技术。这种技术具有多种优点，如震动幅度很小、施工所占地面积小以及声响极低等特点。

一、高压旋喷桩技术

高压旋喷桩技术的工作原理是：利用高压旋转式的喷嘴工具将已搅拌均匀的水泥浆对准已圈定好的喷射位置，通过压强超过20Mpa左右的高压将水泥急速喷向喷射位置，当水泥浆喷射速度足够强劲将土体的表层冲破，同时与固定的图层相互交融为一体，在通过冷却凝固之后与土体形成一个具有很强的抗压性、抗渗性以及高硬度的固体时，再利用喷嘴将水泥浆旋转360°将喷射而成的固体的截面截成圆形状，也就形成旋喷形状，这种技术也就是高压旋喷桩技术。将这种技术加入铁路地基施工建设中，能够使铁路地基实现最大的强度和最高稳定性，将基地变形和坍塌等发生率降到最低，保障铁路运输的长久安全。高压旋喷桩技术在具体施工工程中能够根据实际的需要改变其喷射方法，目前该种技术的喷射方法有三种：单管法（即单种机具设备进行水泥浆液喷射工作）、双管法（即内外喷射压力形式喷射水泥浆液，其作用力相对单管法破坏性较强）、三管法（即高压喷射、水泥浆液喷射以及压缩空气喷射三种形式）。这三种喷射管法的直径在0.3～2.0m之间，具体工程要谨慎选取。同时高压喷射形式还包括定向喷射、摆动喷射以及本文提及的旋喷形式。这三种喷射形式根据喷射体质面积以及工程需要进行选择，而旋喷形式过程中比较常用以上三种管喷法。

二、高压旋喷桩技术在铁路地基施工中的流程

1、前期准备工作。（1）材料准备。使用材料是决定整体工程质量的首要因素，因此在进行材料选择方面要谨慎选取。选择的水泥为硅酸盐水泥，质量较好的速凝剂和固定剂，渗入幅度为26%左右的粉煤灰。（2）环境设施。保障铁路周边路边畅通、水管随时能够提供充足水量、电量满足需要且供电正常、地基施工地点干净平整，地表杂草全部清除干净。（3）机械设施：高压浆液喷射机、钻机。（4）人员准备。

2、施工阶段。（1）浆液准备。一般使用水泥浆液，水泥浆液需搅拌均匀，确保将内部所有的空气全部排清，浆液塑性较好且能够适度的调整其凝固的时间。其性能具有较高的硬度以及强度。（2）钻机准备。浆液搅拌设备安装好之后进行调节，将其调整至平常所需值后固定好。预先确定好喷射区块，钻机钻嘴对准预留地点，适度调整其左中右三个区块的角度，将这三个区块全部调平之后技术员测试钻机到钻点的距离、钻机钻嘴的尺寸以及长度，钻机钻进土体最大深度，确保在进行钻孔时能够位置精准且保证质量。（3）高压喷桩试喷。高压喷桩在装好水和石灰按1：1比例搅拌好的水泥浆后，先用高压液浆喷射器机嘴对准地面先行试喷，若出现喷射受阻或喷射速度不够等问题，则及时解决，排除一切施工时可能出现的故障。（4）喷射浆液施工。试喷，在钻机和高压喷射机全部到位之后先行试喷，无问题之后对准早已钻开的孔口喷射。喷射，将装好水泥浆液的高压喷射机机嘴放入深孔中，固定后将水泥浆液源源不断的向内喷射，喷射时注意高压喷射机的压力值以及该压力之下的泥浆流量和流速，及时控制压力和流量，当喷射的水泥浆液塞满孔口并溢出时，立即进行高压旋喷，将喷嘴由下至上慢慢旋转360°，来回反复旋转，使其形成旋转喷浆形式，将土体和水泥浆搅拌均匀融为一体，等待冷却后即成为一个既有高硬度和强度且稳定性极高的固形体，起到稳固基地的作用。在喷浆过程中需要注意以下几点：高压喷浆液需要一次过关，因此对期中间出现的暂停喷浆等问题，需要严格按照要求施工，即第二次喷浆时喷射的长度必须要超过0.2m，否则第二次喷浆就会无法达到质量要求；喷射管在完成喷浆时要及时拔除并冲洗干净，避免喷射管在空气中停留久后由于沾有凝固剂等凝固，影响下次使用。

3、检验阶段。施工检验包括对高压喷装机的检验、材料检验以及结果质量检验等。（1）对高压喷桩设备进行检验工作，严格按照国家规定的计量要求进行购买，且旋喷使用的设备需处在表明的使用期限内，过期则立即淘汰使用。（2）对使用的材料，包括水泥、凝固剂、速凝剂等要求在有效使用期限内，且在投入使用前做简单的试用实验，保证其质量过关。（3）灌浆使用的浆液要严格按照设计要求，使用水和石灰1：1比例搅拌而成的水泥浆液，水泥浆液在搅拌之后确保均匀无杂质。在喷浆时，对浆液的流量以及密度等要不断的观察和记录，及时调整水泥浆的密度。（4）高压喷桩在数量和长度以及安装位置上均符合设计要求，通过测量仪器进行测量。（5）使用测量尺以及测试计将桩的位置尺寸大小等进行测量，确保其尺寸和安装位置均符合施工要求。（6）旋喷灌浆凝固后处理，其地基在硬度、强度和稳定性上都能够满足铁路地基的设计需要，确保地基在使用时不受人为或自然震动等原因出现变形、坍塌现象，在实际测量中能够承载高荷载量而不出现变形。（7）桩芯抗压强度需要严格控制为，当桩芯处在桩长的2/3时，桩尖抗压强度为≥1.4MPa，桩顶抗压强度为≥1.6MPa。

三、施工方式与注意事项

1、应用二重管法施工，应注意将二重管法的提升速度限制在20cm/min，旋喷速度则应限制在15r/min。注浆管在分段提升的搭接长度上不可短于10厘米。施工时，首先送高压水，约半分钟后再送水泥浆，对桩底部以边旋转边喷射的方式进行工作，待1分钟后，再以旋转、提升、喷射的方式继续进行工作。

2、在进行喷射时，若达到喷浆量与喷射压力的预定标准后，应将渐渐将注浆管提升，若途中出现故障问题，应立即停止旋喷与提升并对故障进行排除。在旋喷过程中，应限制冒浆量在10%至20%范围内。

3、当喷至软土层顶之后，应马上降低注浆压力，将其限制为3兆帕斯卡左右并引孔内灌泥浆至地表。施工结束后应马上将注浆管拔出，并利用清水对管路进行清洗，避免因凝固而造成管路堵塞问题。

4、水泥浆配方必须根据室内试验所得结果进行配制，保证水灰比为1比1，不可任意更改，同时应用三层滤网进行严格的过滤工作，避免管路堵塞；水泥浆可随搅随用，注意在使用时，为防止浆液沉积，应对其进行持续性的轻微搅拌，每罐搅拌时间不可低于3分钟。按照搅拌机容量确定水泥浆搅拌量，进行施工时，每次搅拌需用速凝剂8千克、水泥400千克。在高压喷射中，会产生出一些废浆，处理废浆的方式是将其抽至储浆池内，而后通过泥浆车将其送到特定地点。

结束语

铁路地基施工需要多种技术参与，从路基填筑到最后建成均需要多种施工技术投入才能最终完成且保证质量。高压旋喷桩技术由于其具有的占地面积小以及声响小等优点受到铁路地基施工的青睐。

参考文献：

[1]刘新宇.浅谈高压旋喷桩进行软基处理的施工控制[J].科技传播，2010.

[2]侯建杰.高压旋喷桩处理铁路软弱地基施工技术[J].山西建筑，2010

[3]张荣.高压旋喷桩在软土地基处理中的应用[J].科技创业月刊，2011