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1、高压旋喷注浆在市政道路软土地基加固中的应用探讨摘要:木文结合某大道市政工程为例,就审政道路软基加固中高压旋喷注浆技术的应用进行了探讨,以供同仁参考。关键词:道路工程;高压旋喷注浆;软土地基;加固引言软土是一种近代沉降的特殊性,一般具有强度低、压缩性大、含水量高、孔隙比大和灵敏度高等不良特性。在工程建设屮,软土地基是影响工程质量和安全的重要因索,如果处理不好将造成严重后果。随着科学技术的发展,我国对软土层地基处理方法日趋成熟,高压旋喷注浆技术是也是软土层加固最常用的方法。高压旋喷注浆技术是利用钻机把带有喷嘴的注浆管钻至软基底部,用高压设
2、备将配置好的浆液以20MPa左右的高压流从喷嘴喷射岀来,并按一定的旋转速度和提升速度提升,当能量大、速度快且呈脉动状的喷射流的动压超过土体结构物强度时,土粒便从土体剥落下來。一部分细小的土粒随着浆液冒岀地面,其余土粒在喷射流的冲击力、离心力和重力等作用下,与浆液强制搅拌混合,并按一定的比例和质量大小有规律地重新排列。浆液凝固后形成胶结体,从而达到提高地基承载力的口的。某道路软土地基采用了高压喷射注浆法处理,效果较好,现做一概略介绍。一、工程概况某道路为东西走向,道路等级:主干路I级标准;双向八车道,计算行车速度V=60km/h。其场地
3、地质情况见表1。二、软基处理方案根据《道路路基设计规范》,一级道路一般路段容许工后沉降<30cm,桥台与路堤和邻处<10cm,根据计算,道路一般路段的地基,采用浅层换填的方法,能满足地基对承载力与变形的耍求。但对桥头过渡段处地基,采用相同的处理方法,沉降过大,易产生桥头跳车现象。考虑桥头过渡段对地基承载力与变形的要求(地基承载力>110kPa,工后沉降SlOcm),以及软土层厚度较深的特点,如采用常用的超载预压法或粉喷桩、水泥搅拌桩复合地基处理法,效杲难尽人意,工后易产生较大沉降。高压旋喷桩设备简单、复合地基承载力大,工后沉降小,施工
4、速度快,施工质量易于控制(可通过孔口冒浆颜色判断浆液配比变化情况),相对工程造价也较为合理。通过经济、加固处理效果及工期等方面进行综合对比分析,决定使用高压旋喷桩处理方法。为保证桥头沉降均匀过渡,桥头30.0m范围内采用高压旋喷桩进行深层加固地基处理,靠近桥头15.0m范围内(A区)桩长16.0m,远离桥头15.0m范围内(B区)桩长14.0m,桩距16.m,桩径0.6m,正三角形布置。桩顶设置50cm级配碎石褥垫层。加固处理设计见图lo三、复合地基承载力计算复合地基承载力标准值可按式(1)计算式中,分别为复合地基、桩间土的承载力标准
5、值,kPa;为桩间土承载力折减系数;m为复合地基置换率,m=Ap/A,其Ap为桩体面积,m2;A为对应的加固而积,m2;Rkd为搅拌桥的单桥竖向承载力标准值,kN,取式(2)计算结果的小值oA(2)式屮为桩身试块在室内标准养护条件下,28天龄期无侧限抗压强度标准值,kPa;分别为桩身周长和桩长,m;为桩周土的平均摩阻力标准值,对于淤泥可取5〜8kPa,淤泥质土可取8〜12kPa,粘性土可取8〜12kPa;qp为桩端土的天然地基承载力标准值,kPa;,分别为折减系数,可取=0.4〜0.6,=0.35〜0.50。经计算,16.0m桩复合地
6、基承载力标准值为125kPa,14.0m桩复合地基承载力标准值为115kpa。四、沉降计算复合地基的沉降主要由两部分组成,一部分为被加固区域的沉降S1,另一部分为被加固区域下部(下卧层)未被加固的土体部分沉降S2o则总沉降量S为S=S1+S2对于S2,采用传统的分层总和法计算沉降;对于S1,采用地基复合模量方法进行计算。经计算,桥头处理后复合地基的最大沉降量为17.1mm。五、施工工艺(单管旋喷法)(1)钻机就位。钻机安放在设计孔位上,使钻杆轴线垂直对准孔位,并固定好钻机,施工吋旋喷管的允许倾斜不得大于1.5%。(2)钻孔。使用76型
7、旋转振动钻机,成孔后,校验孔位、孔深及垂直度是否符合设计要求,钻机口平而位置与设计位置偏差不得大于50mmo(3)下注浆管。钻孔完成后插入喷射注浆管。在下管过程屮,为防止泥砂堵塞喷嘴,可边射水边下管,水压力一般要求小于IMPa。(4)喷射注浆作业。旋喷管下到预定深度后立即搅拌浆液,开始自下而上旋喷作业。旋喷过程中严格控制旋转和提升速度,随时观察孔口冒浆颜色,根据冒浆情况随吋调整。值班人员必须时刻注意检查浆液的注浆流量、压力、旋转提升速度等参数。喷射注浆压力不小于2MPa,旋喷提升速度为20〜25cm/min,注浆管旋转速度为20〜25
8、r/mo(5)冲洗器具。喷射作业完成后,将注浆管等机具冲洗干净,管道内不得残存水泥浆。对于不合格的桩,应在其点位附近进行补喷。(6)移动机貝。将钻机等机具设备移到新孔位。六、处理效果检测(1)取芯检测。施工结束28天后,