閆薪宇 李克甲

摘 要：在臨近既有鐵路進(jìn)行旋噴樁施工時，土體受車輛荷載震動的干擾大，且受地域限制，其施工作業(yè)面小，給施工造成極大的困難，具體成樁效果難以預(yù)測。具體施工要避免對既有線的干擾，而控制工后沉降是其施工難點。通過研究臨近既有線高壓旋噴樁的相關(guān)施工工藝，本文總結(jié)了施工經(jīng)驗，為以后類似工程提供施工參考。

關(guān)鍵詞：臨近既有線;高壓旋噴樁;質(zhì)量控制

中圖分類號：U416.1文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1003-5168（2020）29-0113-03

Abstract： When the jet grouting pile is constructed near an existing railway， the soil is greatly disturbed by vehicle load vibration， and due to geographical restrictions， its construction area is small， which causes great difficulties in construction， and the specific pile-forming effect is difficult to predict. Specific construction should avoid interference to existing lines， and controlling post-construction settlement is the construction difficulty. By studying the related construction technology of high-pressure jet grouting piles near existing lines， this paper summarized the construction experience， so as to provide construction references for similar projects in the future.

Keywords： near existing line;high-pressure jet grouting pile;quality control

臨近既有線施工是指在既有鐵路的基礎(chǔ)上進(jìn)行各種擴(kuò)能改造工程，諸如進(jìn)行路基幫寬、增建二線以及實施各項改造工程等。在其施工過程中，人們不僅要保證既有線的安全穩(wěn)定運(yùn)營，還需要使不同工程達(dá)到相應(yīng)的施工質(zhì)量控制要求。

高壓旋噴樁施工會造成鄰近既有線路基周圍土體的應(yīng)力釋放及位移釋放，導(dǎo)致線路的沉降及位移，從而影響線路的平順度及行車安全。因此，高壓旋噴樁復(fù)合地基施工質(zhì)量是整個工程質(zhì)量控制的關(guān)鍵。

1 臨近既有線高壓旋噴樁復(fù)合地基施工面臨的問題

1.1 新舊路基設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)不同

在針對舊路基的幫寬施工中，其在設(shè)計時速、鐵路等級上往往存在差異，進(jìn)而導(dǎo)致其新舊路基的處理方式不同。這會使得整體工后沉降難以控制，在自重的作用下，新舊路基及上部結(jié)構(gòu)將出現(xiàn)不均勻的沉降變形，其主要發(fā)生在路基拓寬的部分，這會造成軌道線路不平順，威脅列車行車安全。

1.2 施工荷載產(chǎn)生的影響

高壓旋噴樁施工造成的鄰近既有線路基周圍土體的應(yīng)力釋放及位移釋放會引起線路的沉降及位移。施工過程中，周邊荷載（如堆載、列車荷載、施工機(jī)具荷載等）會進(jìn)一步加強(qiáng)施工帶來的應(yīng)力與位移釋放效應(yīng)，尤其是在鉆孔開挖后，順應(yīng)釋放方向，如有大量堆載存在，無疑會加劇這一效應(yīng)，使線路安全難以保障。

1.3 既有路基排水

路基工程施工多在每年的春、夏、秋三季進(jìn)行。全國綜合水文地質(zhì)資料顯示，每年的春夏交替以及夏秋交替時期，降雨量會達(dá)到峰值，且在南方的沿海城市中，夏季也為熱帶季風(fēng)高發(fā)季節(jié)，這會形成較大的降雨量，而水則往往是引發(fā)各種路基病害的重要原因。在對既有路基進(jìn)行施工時，有時會對原有的排水設(shè)施進(jìn)行拆除，幫寬施工還會對邊坡進(jìn)行削坡開挖等作業(yè)。若不及時進(jìn)行臨時排水設(shè)施的修筑，使路基暴露在空氣中，當(dāng)降雨發(fā)生時，會導(dǎo)致路基大面積進(jìn)水，從而引發(fā)路基病害。

1.4 防護(hù)措施的建立

既有鐵路路基往往投入運(yùn)營多年，其各種線路復(fù)雜，其中有些路段還存在老化嚴(yán)重等問題。在某些工程施工過程中，既有線還需要保持運(yùn)營，這會導(dǎo)致施工作業(yè)面狹窄、施工機(jī)具防護(hù)困難的問題，一旦操作不慎，發(fā)生傾倒，砸向既有線，后果無法想象。

1.5 高壓旋噴樁成樁效果

已有研究資料顯示[1]，高壓旋噴樁的成樁機(jī)理是將水或漿液以一定的壓力從噴嘴中噴出，破壞土體的同時提鉆，噴射時一邊旋轉(zhuǎn)，一邊提升，使?jié){液與土攪拌混合凝固后成形。但在臨近既有線進(jìn)行施工時，為減小對既有線的影響，預(yù)防可能產(chǎn)生的從既有線冒漿現(xiàn)象，有時會減小噴射壓力，此時所形成的高壓旋噴樁可能無法達(dá)到其設(shè)計要求。另外，某些特殊地區(qū)的地質(zhì)條件較差，水文情況復(fù)雜，高壓旋噴樁施工結(jié)束后，其成樁效果并不理想，會出現(xiàn)斷樁、樁身強(qiáng)度不足、縮頸或擴(kuò)頸現(xiàn)象。

1.6 施工期的限制

臨近既有線施工通常對工期要求嚴(yán)格，使用較為專業(yè)的施工團(tuán)隊進(jìn)行作業(yè)。施工結(jié)束后，路基預(yù)留自然沉降時間較短，導(dǎo)致難以完成堆載預(yù)壓等操作，在上述條件下，新舊路基的不均勻沉降效應(yīng)被進(jìn)一步放大[2-3]。由此產(chǎn)生的諸多病害問題可能會在施工完成不久后出現(xiàn)，嚴(yán)重時會導(dǎo)致線路停運(yùn)維修。

2 施工難點的技術(shù)對策

在進(jìn)行復(fù)合地基設(shè)計時，應(yīng)充分考慮既有路基可能帶來的影響，在經(jīng)過充分的現(xiàn)場調(diào)研后，可根據(jù)不同路段的工程實際情況選用不同施工方法，或針對路基病害較為嚴(yán)重的路段可先進(jìn)行加固補(bǔ)強(qiáng)，再進(jìn)行新路基的施工。

施工時應(yīng)采取周密的防護(hù)措施，避免對既有線或臨近的構(gòu)筑物產(chǎn)生影響，應(yīng)盡量減小施工堆載，避免施工材料存放點過于靠近既有路基。與此同時，提前做好路基臨時排水設(shè)施，如遇雨期無法施工，應(yīng)對施工斷面和路基的臨空面做好相應(yīng)防護(hù)，避免雨水侵入路基。

高壓旋噴樁的成樁效果可根據(jù)具體現(xiàn)場制樁試驗確定，若通過鉆芯取樣發(fā)現(xiàn)存在斷樁現(xiàn)象，在發(fā)生斷樁的位置應(yīng)分析具體原因，找到解決方法，在施工時采取措施避免發(fā)生類似的情況[4]。

3 高壓旋噴樁施工質(zhì)量控制及常見問題

3.1 施工前準(zhǔn)備

在高壓旋噴樁正式開始施工前，要認(rèn)真做好施工準(zhǔn)備工作。與新建鐵路路基工程相比，其間應(yīng)重點做好以下準(zhǔn)備工作：針對既有路基的電線電纜、接觸網(wǎng)、軌枕、道砟等既有設(shè)施，應(yīng)做好防護(hù)，避免因施工對其產(chǎn)生干擾或破壞;核對工程地質(zhì)資料，針對不同地層，確定具體樁長、樁徑、布設(shè)形式、噴射壓力，選取噴射機(jī)具和噴射方式，并進(jìn)行現(xiàn)場試樁試驗，養(yǎng)護(hù)過后進(jìn)行鉆芯取樣，確定成樁效果;做好既有路基的監(jiān)測裝置的布設(shè)，包括水平位移計、自動化沉降觀測設(shè)備，必要時需要設(shè)置測斜管。根據(jù)《上海鐵路局營業(yè)線施工工務(wù)安全監(jiān)督管理辦法》（暫行）規(guī)定：觀測頻次不少于2 h/次，當(dāng)路基水平位移或垂直位移變化量大于2 mm/d，或累計變化量大于10 mm時，必須停止施工，加強(qiáng)線路養(yǎng)護(hù)，并等到線路穩(wěn)定后方可繼續(xù)施工。施工結(jié)束后，應(yīng)繼續(xù)加強(qiáng)觀測，時間不少于3 d，頻次不少于2次/d。

3.2 高壓旋噴樁的施工

單管、二重管、三重管等高壓噴射注漿施工中，雖然其注入的介質(zhì)數(shù)量及種類不同，但其施工程序基本一致。其都是先將注漿管插入預(yù)定位置中，從下至上進(jìn)行噴射作業(yè)。其施工流程為：鉆機(jī)就位、鉆孔、插管、噴射作業(yè)、拔管、清洗、移開機(jī)具、回填注漿等。

3.3 施工質(zhì)量控制

高壓旋噴樁施工在質(zhì)量控制方面主要需要注意以下幾點：孔位應(yīng)由專人負(fù)責(zé)，在鉆孔前進(jìn)行復(fù)核，誤差不大于5 cm;鉆孔時，必須記錄鉆孔及注漿管插入深度，同時要核對是否相符，垂直度必須等于或者小于設(shè)計要求;關(guān)于水泥漿的配比，在制備水泥漿時，可用比重計或比重稱來抽查其是否符合設(shè)計要求;施工參數(shù)控制包括噴射方向、提升速度和旋轉(zhuǎn)速度、壓力以及流量的控制，施工現(xiàn)場應(yīng)由專人進(jìn)行抽檢，有條件的地方可使用自動化設(shè)備。

3.4 施工常見問題

3.4.1 樁體強(qiáng)度不均、縮頸。如果在施工時只選用一種固定的噴射參數(shù)，沒有按照其工程地質(zhì)條件針對不同土層和深度進(jìn)行選擇，其結(jié)果必然會形成直徑不均的固結(jié)體。若在旋噴時發(fā)生故障導(dǎo)致施工中斷，或是其注漿量配合比、提升速度、旋噴速度設(shè)計不足，也會導(dǎo)致樁身直徑不均。

3.4.2 冒漿問題。冒漿問題可以分為不冒漿和冒漿量過大兩個方面。不冒漿主要是由于其地層之中存在較大孔隙，可在漿液中加入適量速凝劑來縮短固結(jié)時間，也可增大注漿量將縫隙填滿凝固后重新施工。對于冒漿量過大的情況，其主要原因是噴射范圍與注漿流量不匹配，注漿量過大?？商岣邍娚鋲毫Αp小噴嘴直徑或者加快旋轉(zhuǎn)提升速度，有效解決該問題。

3.5 注漿壓力控制

在施工時，若突然發(fā)生注漿壓力下降或者增大，都表明其注漿管異常，或是產(chǎn)生漏漿、接頭松動、脫落、堵孔堵管等現(xiàn)象。此時，應(yīng)立即停止施工，進(jìn)行維修檢查，待修復(fù)作業(yè)完成后繼續(xù)施工。

4 高壓旋噴樁的質(zhì)量檢驗

由于高壓旋噴樁在地下施工，應(yīng)按照隱蔽工程類別進(jìn)行相關(guān)質(zhì)量檢測，人們無法通過目測方法判斷其成樁質(zhì)量，應(yīng)結(jié)合實際工程，采用適當(dāng)?shù)臋z查方法進(jìn)行質(zhì)量檢驗。

施工前，應(yīng)根據(jù)高壓旋噴樁設(shè)計要求進(jìn)行現(xiàn)場制樁試驗，通過試驗確定施工時的噴射方法、噴射壓力、漿液配比和外加劑等。施工后，應(yīng)檢驗其成樁整體性、均勻性、垂直度、有效直徑、強(qiáng)度和耐久性，且在成樁28 d后進(jìn)行鉆芯取樣和單樁復(fù)合地基荷載試驗檢測。

通過試驗檢驗，確定高壓旋噴樁復(fù)合地基承載力特征值、單樁承載力特征值以及復(fù)合地基壓縮模量，與設(shè)計值進(jìn)行比較，確定其是否滿足承載特性和變形特性要求。

5 結(jié)語

臨近既有線路基幫寬施工與普通路基施工不同，其受到各方條件的限制和及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的制約，特別是在地基工程的施工中，由于各項限制條件的制約，其施工難度成倍增加。綜上，因其在設(shè)計和施工方面的復(fù)雜性，人們應(yīng)高度重視高壓旋噴樁復(fù)合地基施工，做好針對既有線充分保護(hù)的同時，應(yīng)及時關(guān)注和加強(qiáng)沉降控制，避免因不均勻沉降造成路基下沉過大而引起既有線停運(yùn)。其間，人們要通過現(xiàn)場試驗準(zhǔn)確掌握各項施工參數(shù)，嚴(yán)格開展施工管理，保證施工質(zhì)量。同時，應(yīng)在施工過程中不斷總結(jié)技術(shù)經(jīng)驗，為以后類似工程提供技術(shù)參考。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊鳳靈.高壓旋噴樁復(fù)合地基在高層住宅樓中的應(yīng)用[D].杭州：浙江大學(xué)，2004.

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[4]林新兵.臨近既有線施工安全防護(hù)與控制[J].鐵道建筑技術(shù)，2018（3）：117-120.