旋喷桩在铁路桥梁软土地基加固中的应用研究

王杨

摘要：旋喷桩本身具有施工占地比较小、施工噪音比较低以及振动小的特点，在软土地基加固中的使用是比较高的，并且随着社会的不断发展，旋喷桩也进一步在铁路桥梁软土地基加固中进行应用，旋喷桩的应用增强了铁路桥梁软土地基稳定性的同时也为之后工程的顺利施工奠定了坚实的基础。

关键词：旋喷桩;铁路桥梁;软土地基

高压喷射注浆桩简称为旋喷桩，旋喷桩和一些比较传统的强夯置换法、换填垫层法以及强夯法等地基加固方法进行比较，其特点是施工的工艺比较简单，可人为控制固结体的形状，使其可以进行水平、垂直、倾斜方式的喷射;并且浆液也比较集中，生产非常安全，对铁路桥梁软土地基加固见效也非常快，因此旋喷桩的使用也越来越广泛。例如：应用在加固淤泥、流塑、可塑性饱和粘性土以及砂土等一系列的软土地基中其效果非常显著，尤其是旋喷桩使用在比较狭窄、上层土质硬下层土质软以及净空低的一些作业场地时，其效果就更加的显著。

一、旋喷桩工作的特点

旋喷桩的原理就是使用钻机把注浆管的喷嘴和喷头钻到桩底土层设计的高程后，使用20～40MPa压力把之前配好的浆液或者水使用高压发生装置从注浆管边的喷嘴里快速喷射出来（如图1），以此形成喷射流进行冲切来破坏土层，当土层结构的强度小于射流的动压时，土层中土颗粒就会剥落下来，有些细小的颗粒随着水或者浆液冒出地面，有些土颗粒就会在射流冲击力、重力以及离心力的影响下，和浆液进行搅拌混合，随后按照质量的大小和浆土比例来重新进行比较有规律的排列，浆液在凝固之后，就会在土层中形成一个固结体[1] 。之后钻杆一边进行旋转一边进行提升，使土体和浆液进行充分的搅拌混合后形成柱状的固结体，并且使其凝固硬化形成桩，进一步使铁路桥梁软土地基加固的目的达到。

二、旋喷桩在铁路桥梁软土地基加固中的施工方法

1、定孔位、安放钻机和钻孔

首先，定孔位按照之前设计的位置先进行放样，但前提是误差≯2cm，之后定孔位使用木桩进行固定;其次，固定桩的位置要设置在高喷灌浆轴线的拐弯处，并且控制桩的设立要在施工抽线5～10m的范围内;最后，钻机在进行安放时，要垂直放置在设计的孔位上，使旋喷管在进行铁路桥梁软土地基的加固施工时允许的倾斜角度不应超过1.5%。

钻机要放置在将要钻孔的位置，钻机在对准孔位时，使用水平尺来对机台的水平进行掌握，同时钻机在使用时要垫牢机架并立轴垂直，使钻机的垂直度满足设计的要求，并且对钻机的水平进行检测，合格之后才可以开钻。一旦钻机在钻孔时出现倾斜，就务必要停止钻孔，找到水平后在进行开钻工作。当使用合金钻头进行钻进施工时，钻孔的直径要∅600mm，并且在进行钻孔时要是遇到特殊情况就要立刻进行检查，同时采取有效的措施进行解决，另外，还要对颗粒的大小、硬度以及底层的变化要进行记录，在结束钻孔后，要安排专业人员对其质量进行严格的检查，确保检查合格后在进行后续的施工。

2、下放喷射管、准备喷浆材料

把喷射的台车开到成孔位置之后，首先，要在地面上对浆和气进行试喷射，对其各项工艺参数进行检查，确认符合设计的要求之后再把喷射管下放到设计的土层深度，然后现场的专业人员要进行严格的检查，保证合格后在进行高压旋喷灌浆工作，要是旋喷桩在进行喷射时遇到问题，比如出现喷嘴堵塞或者浆压过高等情况时，就要把喷射管先从土层中提出来在地面处理好之后再进行工作[2] 。

喷浆的材料使用P.O32.5普通的硅酸盐水泥进行搅拌制成，但前提是水泥的使用必须是新鲜没有结块的。所以对水泥在使用时要先通过0.08mm的方孔筛进行筛选，使方孔筛内的水泥筛选余量≤5%，并且每批次的水泥在进入作业现場时必须要有相关的产品合格证书，同时对水泥要依据有关的规定进行一定比率的检验。还有在进行制浆时，其所需的用水务必确保是没有污染过的干净的水，从而使其符合制浆用水的要求。

3、制浆

在制浆时要按照之前设计的配比来进行，并且在制浆的过程中要不定时的对浆液比重进行测量，同时要对每孔材料的使用量在高压旋喷灌浆工作结束之后进行准确的统计。浆液在使用高速搅拌机进行搅制时，必要要满足以下几个条件：（1）浆液搅拌必须连续的同时也要均匀的使浆液混合;（2）务必要按照规定的时间对浆液进行搅拌，并且每次浆液的搅拌时间要控制在4个小时以内。

4、喷射提升

喷射管下放到设计的土层标度后，开始把符合要求的浆液和气送入土层中进行观察，查看注入的浆液在孔口冒出之后再根据当时设计的提升速度和方式开始自下而上的进行提升，直到提升至当时设计的终喷高程[3] 。在喷射提升期间相关的技术人员务必要对浆液的初凝时间、注浆的流量和风量以及旋转的提升速度等参数时刻进行观察，同时做好相应的工作记录并绘制浆液喷射提升过程曲线。

浆液在进行喷射时，相关的技术人员要对各个环节的运行情况时刻进行检查和观察，同时对实际情况采用以下相关的措施：首先，管子的接、换、卸务必要快，避免出现堵嘴和塌孔;其次，浆液在喷射时出现故障要中断时，要根据情况进行酌情处理;再次，机械出现问题时，要对中断时间尽力进行缩短，使灌浆作业能尽早恢复;最后，如果灌浆作业中断一个小时以上时，务必要采取相关的补救措施直到恢复灌浆作业。但是要注意的是，故障恢复再次进行灌浆作业时，喷射管必须要在之前的作业位置上往下0.3米，以此使浆液的凝结体连续性得到保障。

5、回灌、记录和冲洗

当浆液的喷射工作结束后，就要在喷射孔内开始静压充填灌浆工作，使其浆液表面不再下沉，从而确保高压喷射的桩体在固结之后符合之前设计的订标高度。另外，浆液在进行回灌时要使用邻孔高喷冒浆来进行静压充填工作。

对钻孔和高压喷射灌浆的每道工序要使用一样的表格进行明确的记录。浆液喷射工作完成之后，必须要把相关的机械设备清洗干净，避免残存的水泥浆液还附着在机具设备上。一般情况下对浆液进行清洗时，把旋喷机中的浆液换成水，然后进行喷射，从而使注浆管和泥浆泵以及软管里面的浆液完全清洗干净。

三、旋喷桩在铁路桥梁软土地基加固中的使用要点

使用旋喷桩进行铁路桥梁软土地基加固时，对旋喷桩的使用要满足以下几点：（1）对旋喷桩的长度和直径以及喷射注浆的一系列操作必须要按照之前的设计要求进行作业;（2）对管路系统和高压设备进行检查是喷射注浆的前提;（3）设备的排量和压力务必要满足前期的设计要求，高压泵在使用时要对安全阀进行检测，以此来保证高压泵的安全运行;（4）对阀门和活塞缸等相关零件进行仔细检查，及时更换磨损比较大的零件，对活塞进行检查时，要保证其每分钟的往复次数符合相关要求，避免系统转动出现打滑情况;（5）对高压管路要进行详细的检查，减少堵塞和泄露的情况出现，确保喷嘴内和注浆管没有任何的杂物，还有注浆管接口的密封圈必须确保是完好的，对过度磨损的喷嘴也要及时进行更换。

结束语

旋喷桩在铁路桥梁软土地基加固中进行应用时涉及的环节比较多，并且参与现场施工的人员也比较多，因此施工单位要对旋喷桩在铁路桥梁软土地基加固中的使用要做好相关的部署工作，对施工的相关工艺和流程要进一步明确的同时也要对施工的相关细节进行详细的研究，以此来保证旋喷桩在铁路桥梁软土地基加固中的正确使用。

参考文献：

[1] 殷涛.旋喷桩在铁路桥梁软土地基加固中的应用[J].哈尔滨铁道科技，2018，251（01）：44-46.

[2] 赵艳玲.旋喷桩在加固软土地基中的应用[J].图书情报导刊，2006，16（13）：248-249.

[3] 陈楠.旋喷桩在公路桥梁基础处理中的应用[J].四川水泥，2017（8）：47-47.

（作者单位：中铁三局集团桥隧工程有限公司）