高速鐵路地基加固技術(shù)

摘要我國地域遼闊，幅員廣大，自然地理環(huán)境不同，土質(zhì)各異，地基條件區(qū)域性較強。隨著當前經(jīng)濟建設(shè)的蓬勃發(fā)展，有時不得不在地質(zhì)條件不好的地方從事建設(shè)。因此，就需對天然軟弱地基進行加固。高速鐵路是20世紀交通運輸領(lǐng)域的重大成果，是一個專業(yè)面極廣，技術(shù)先進成熟的龐大系統(tǒng)工程，是人類的共同財富。而地基作為路基支承，絕不允許發(fā)生基底破壞，也不允許發(fā)生過大的工后沉降和沉降速率。對支承高速鐵路路基的地基來說，除了強度要求外，還有變形條件和抗震要求。因此，高速鐵路對地基要求相應較高。目前，國內(nèi)外地基加固方法眾多，很多方法還在不斷發(fā)展和完善中。每一種處理方法都有它的適用范圍和局限性，因而選用某一種地基加固方法時，一定要根據(jù)地基土質(zhì)條件、工程要求、工期、造價、料源、施工機械設(shè)備條件等因素綜合分析后確定。本設(shè)計綜合國內(nèi)外現(xiàn)行的各種地基加固方法，結(jié)合地下建筑工程，交通運輸?shù)葌€專業(yè)內(nèi)容進行設(shè)計。通過查閱各種科技文獻，參考專業(yè)資料，本設(shè)計對地基加固技術(shù)進行了專業(yè)，透徹的分析，系統(tǒng)的闡述了高速鐵路地基加固技術(shù)的基本知識和基本原理。關(guān)鍵詞：安全荷載計算地基加固AbstractChina'svastterritoryandvast,geographicaldifferences,differentsoil,thestrongfoundationofregionalconditions.Withthecurrentvigorousdevelopmentofeconomicconstruction,andsometimeshadtogeologicalconditionsinpoorareasinthebuilding.Therefore,theneedfornaturalweakfoundationreinforcement.High-speedrailwaytransportinthe20thcenturythemajorachievementsofthearea,isaprofessionalfaceawideandadvancedtechnology,maturehugeproject,isthecommonwealthofmankind.Thefoundationsupportedasaroadbed,inthebasementmustnotbeallowedtodestroy,orallowtoomuchinthepost-settlementandsettlementrate.Supportinghigh-speedrailwayroadbedontheground,apartfromthestrengthofdemand,thereareanti-seismicdeformationconditionsandrequirements.Therefore,high-speedrailwaydemandsonhigherground.Atpresent,domesticandforeignfoundationstrengtheningmanyways,arestillmanywaystocontinuetodevelopandimprovein.Eachapproachhasitsscopeandlimitations,thuschooseacertainkindoffoundationstrengtheningmethods,thefoundationmustbebasedonsoilconditions,engineeringrequirements,Time,cost,sourcematerials,constructionmachineryandequipmentconditionsandotherfactorscomprehensiveanalysisDetermined.Theintegrateddesignofthevariousdomesticandforeignfoundationstrengtheningtheexistingmethodofundergroundconstruction,transportation,andotherprofessionalcontentdesign.Availablethroughvariousscientificliterature,informationandprofessionalinformation,thetechnicaldesignofthefoundationstrengtheningaprofessional,thoroughanalysis,thesystem'shigh-speedrailwayonthefoundationstrengtheningthebasictechnicalknowledgeandbasicprinciples.Keywords:securityloadcalculationfoundationstrengthening目錄TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"第1章緒論11.1課題研究的目的意義1\o"CurrentDocument"1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀2\o"CurrentDocument"1.3課題研究方法3\o"CurrentDocument"第1章高速鐵路路基荷載基本理論和計算方法4基本理論42.2靜荷載計算方法52.3動荷載計算方法8\o"CurrentDocument"第3章地基加固方案12軟土地基加固133.1.1軟土的工程性質(zhì)133.1.2軟土地基加固措施163.2鹽漬土地基加固20鹽漬土的工程性質(zhì)213.2.2鹽漬土地基的設(shè)計施工與加固243.3其他常見土質(zhì)地基加固27\o"CurrentDocument"第四章工程實例324.1秦沈客運專線路基新技術(shù)324.2各提速鐵路地基加固措施37參考文獻42致謝43附錄44第1章緒論1.1課題研究的目的意義1水泥土攪拌法加固機理水泥土攪拌法是用于加固飽和軟基的一種新技術(shù)，它是用水泥、粉煤灰等作為固化劑，通過特制的機械，在地基深處將軟土和固化劑強制攪拌，由固化劑和軟土之間產(chǎn)生一系列物理一化學反應，使軟土硬結(jié)成具有整體性、水穩(wěn)性和一定強度的水泥加固土，從而提高地基強度和增大變形模量，形成優(yōu)質(zhì)地基。該地基不同于鉆孔樁、打入樁地基，為復合型地基。2施工中注意事項2.1在沿海地區(qū)用水泥土攪拌法加固深層軟土地基，必須確定地下水的侵蝕類別，經(jīng)試驗，用普通水泥拌制的水泥土受硫酸鹽溶液侵蝕會出現(xiàn)結(jié)品性開裂、崩壞、喪失強度，選用抗硫酸鹽侵蝕水泥，使水泥中產(chǎn)生的結(jié)品膨脹物質(zhì)控制在一定數(shù)量范圍內(nèi)，則可大大提高水泥土的抗侵蝕性能。2.2為保證樁端施工質(zhì)量，當漿液達到出漿口后，噴漿底座30秒，使?jié){液完全到達樁端。特別是設(shè)計中考慮樁端承載力時，該點尤為重要。2.3攪拌機噴漿提升速度和次數(shù)必須符合施工工藝的要求，要有專人記錄攪拌每米下沉和提升的時間。深度記錄誤差>100mm,時間記錄誤差:>5s。2.4基坑開挖時，要注意保護樁頭質(zhì)量，在基底標高以上0.3m宜采用人工開挖.1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀1.2.1國外研究現(xiàn)狀世界上第一條鐵路于1825年誕生于英國，至今已有180多年。在那以前地面的交通運輸工具主要就是馬車。與馬車相比，火車運量大，速度快,具有明顯優(yōu)越性,因而得到迅速發(fā)展。19世紀末到二十世紀初是鐵路大發(fā)展的時期。作為一種新興的運輸方式，鐵路運輸具有集中，大宗，便捷，安全，全天候的優(yōu)勢，對于西方資本主義經(jīng)濟的發(fā)展是功不可沒的。隨著經(jīng)濟的迅速發(fā)展，科技的不斷提高，傳統(tǒng)鐵路已不能滿足社會發(fā)展的需求。20世紀60年代以來，高速鐵路在世界發(fā)達國家崛起。百年鐵路重振雄風，傳統(tǒng)鐵路再展新姿。鐵路發(fā)展進入了一個嶄新的階段。高速鐵路的蓬勃發(fā)展，在世界范圍內(nèi)引發(fā)了一場深刻的交通革命。高速鐵路因為具有安全性高，能耗少，效益好等一系列技術(shù)經(jīng)濟優(yōu)勢而發(fā)展迅速，但也有許多問題是不容我們忽視的，地基加固便是其中的一個重要方面?，F(xiàn)代鐵路修筑經(jīng)驗表明，作為支乘路基的地基不允許發(fā)生基底破壞，也不允許發(fā)生過大的工后沉降和沉降速率。以往的鐵路設(shè)計標準，只考慮對基底強度作要求，即不允許發(fā)生基底破壞，而對其變形的要求沒有給予重視。日本東海道新干線建成后，由于軟土地基沉降造成軌道狀態(tài)不良，不能達到設(shè)計速度和運量的要求。在吸取了東海道新干線經(jīng)驗教訓后，日本對支乘高速鐵路路基的地基提出了強度要求。對不符合強度要求的地基要采取加固或減少工后沉降的措施。許多國家對路堤（尤其是低路堤）的基底相應提出了強度和土質(zhì)的要求。不符合要求者均要采取措施進行加固處理。前聯(lián)邦德國在地基條件差的地方修建新線路基時，采取了各種加固措施，如振動搗固，混凝土噴漿，化學加固，砂漿或排水管構(gòu)筑，土層加固，更換土層等。國內(nèi)研究現(xiàn)狀我國鐵路長期以來一直是各種運輸方式的骨干。直到20世紀50年代初期，鐵路運輸還是賣方市場，買票難，乘車難。90年代以來，各地紛紛建設(shè)高速公路，幾乎所有的高速公路都與鐵路平行，民航事業(yè)也飛快發(fā)展，鐵路事業(yè)一度陷入低谷。究其原因，鐵路速度太慢是原因之一。1995年，鐵道部領(lǐng)導決定，在既有線上在不做大的改造的條件下進行普遍提速，并逐步發(fā)展建設(shè)高速鐵路。自從20世紀60年代，世界上第一條高速鐵路開通運營以來，世界上已有近10個國家的31萬多公里各種類型的高速鐵路投入運營。多數(shù)國家的高速鐵路都取得了良好的社會和經(jīng)濟效益。在鐵路運輸業(yè)，尤其是客運業(yè)很不景氣的時候，給新興鐵路注入了一劑強心針。我國更是提出了建設(shè)京滬高速鐵路的計劃。京滬高速鐵路沿線地區(qū)包括北京，上海，天津三個直轄市以及河北，山東，安徽，江蘇等省份，沿線地形復雜，地基加固便顯得尤其重要。我國鐵路路基主要病害是路基下沉。除因填土壓實度不足造成外，還有不少是因基底變形所致的。對支乘高速鐵路路基的地基來說，除了強度要求外，還有變形條件要求。此外，即使發(fā)生地震，也不致發(fā)生破壞和下沉。為確保上部軌道結(jié)構(gòu)的平衡性，減少養(yǎng)護維修工作量，高速鐵路必須嚴格控制沉降變形。因此，對地基的要求相應較高。根據(jù)日本，法國及德國的經(jīng)驗，滿足高速鐵路的軌道平順性，除要嚴格控制路基的均勻沉降外，不均勻沉降更為關(guān)鍵。路基與橋臺及路基與橫向結(jié)構(gòu)物過渡段地層變化較大處和不同地基處理措施連接處，是不均勻沉降容易產(chǎn)生的常見部位。故在地基處理和路堤設(shè)計中應采取逐漸過渡的方法，減少不均勻沉降，以滿足軌道平順性要求。建國以來，我國在地基工程的建設(shè)上取得了難能可貴的成績，特別是對特殊土地基，以及各種復雜地形，地質(zhì)，氣候條件下的地基。無論在科研，工程實踐水平，測試技術(shù)上都有很大發(fā)展和提高，積累了豐富的經(jīng)驗。隨著我國高速鐵路，重載鐵路和大運量鐵路的興建，對鐵路地基工程的質(zhì)量和標準提出了新的要求。雖然過去50年來地基工程取得了很大成績，但為了適應上述要求，還存在著一些必須重視，急待解決的問題。首先是地基施工必須滿足技術(shù)標準要求的問題，尤其是基床直接受動荷載和季節(jié)循環(huán)的影響，并與軌道結(jié)構(gòu)相互作用。沒有穩(wěn)定可靠的基床，軌道強度再高，也不能適應運量增長的要求。所以，在施工時就要嚴格把關(guān)，對基床土質(zhì)和密度加強檢測，健全施工管理制度。地基質(zhì)量問題已逐漸被人們認識和重視，根據(jù)運輸發(fā)展的緊張趨勢，提高客貨列車速度和增大運量，已成為提高運輸質(zhì)量的主要目標。因此。只有保證施工質(zhì)量，才能改變地基在鐵路工程結(jié)構(gòu)中歷來是最薄弱環(huán)節(jié)的現(xiàn)狀。其次，應繼續(xù)組織地基科研工作，如抗滑支擋工程中，黏性土抗滑樁中樁上荷載的研究；軟土地基加固措施及設(shè)計計算方法的研究，運籌管理原則在施工中的應用；養(yǎng)護工作中處理基床病害的新材料，新技術(shù)的開發(fā)等。借鑒國外高速鐵路經(jīng)驗，為了滿足京滬高速鐵路設(shè)計速度的要求，必須嚴格控制路基的工后沉降量。規(guī)定有碴軌道路基工后沉降量一般地段不大于5cm.橋臺與臺尾路堤的沉降不同，將造成軌道不平順，導致輪軌動力作用加劇，因而影響軌道結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，影響列車高速安全，舒適運行。因此對臺尾過渡段工后沉降量控制較一般地段更為嚴格，要求工后沉降量不大于3cm。因為沉降速率過快，即在短時間內(nèi)沉降過大，會造成維修困難而危及行車安全。同時，維修量加大，會影響線路的通過能力，故還規(guī)定了年工后沉降速率應小于2cm。目前，國內(nèi)外對地基處理方法名目繁多。本設(shè)計只針對幾種常用加固方法加以簡單介紹，并列出工程實例，使自己對高速鐵路地基加固技術(shù)有一個整體認識。1.3課題研究方法212布設(shè)樁位根據(jù)設(shè)計加固范圍繪制樁位平面布置圖，在圖上定出樁位并將每樁樁號標于其上?！皹短枴敝饕笜端诘呐艛?shù)及位數(shù)，如12-5,意為此樁為第12排（自左向右）的第5根樁（從小里程往大里程）。測量班根據(jù)加固范圍先定出控制樁，再按設(shè)計要求定出樁位，將樁號標在樁上。通過圖紙及現(xiàn)場樁位雙重布控，確保樁體對號入座，施工現(xiàn)場情況也能得到及時反饋，避免漏打、重打。213試驗樁試驗樁主要檢驗設(shè)計的樁徑及樁距等能否滿足施工要求，確定樁體密實電流、留振時間及填料量等施工技術(shù)參數(shù)。樁體呈梅花型布置的試驗樁為7根，呈矩形布置的試驗樁為9根。加固效果檢驗加固效果檢驗在成樁28d后進行，內(nèi)容有樁身密實度、樁間土強度和復合地基強度。（1）樁身密實度檢驗采用重型動力觸探法，檢驗數(shù)量不少于總樁數(shù)的5%;單樁平均擊數(shù)不小于設(shè)計擊數(shù)為合格（設(shè)計擊數(shù)不小于7擊/100mm）。小于設(shè)計擊數(shù)的連續(xù)長度不大于500mm,累計長度不大于樁長的15%。最小擊數(shù)不少于計擊數(shù)的70%。合格的樁數(shù)不應低于90%,如低于90%,再抽檢總樁數(shù)的5%,如合格率仍不超過90%，則應補樁。（2）樁間土強度檢驗采用靜力觸探法，檢驗點不少于總樁數(shù)的3%。（3）復合地基強度檢驗采用載荷板試驗進行，壓板面積應不小于單樁加固面積，試驗數(shù)量不少于總樁數(shù)的1%，且不少于3點。4結(jié)束語本段軟土地基加固共完成振沖碎石樁5366根,檢驗了其中的5%即269根,合格率達100%,地基承載力達到250kPa以上。采用振沖碎石樁加固軟土地基,施工工藝簡單，可操作性強，質(zhì)量容易控制，但是施工過程排放的污水中有泥漿，不利于環(huán)境保護；另外,振動沉管機移位的效率較低，有待廠家進一步改進。第2章高速鐵路路基荷載基本理論和計算方法2.1基本理論路基荷載是指作用在路基面上的應力。它包含兩部分，一部分是線路上部結(jié)構(gòu)的重量作用在路基面上的應力，即靜荷載；另一部分是列車行駛時輪載力通過上部結(jié)構(gòu)傳遞到路基面上的動應力，即動荷載。工程概況濱綏鐵路十線325K+850?326K+000段路基,015m道渣下部地層依次為:煤灰渣013m，粉質(zhì)粘土017m，亞粘土及淤泥夾層415m。鐵路一側(cè)3m處沿鐵路走向有一條深115m的引水渠，其水面與鐵路路軌高差僅1m。由于粉質(zhì)粘土的抗壓強度低,尤其經(jīng)水浸后，粘土的彈塑性系數(shù)變大。在火車經(jīng)過時，鐵軌產(chǎn)生較大的彈性變形，受疲勞破壞。由于車輪與鐵軌撞擊而產(chǎn)生的振動使砂土液化,粘土的抗壓強度進一步降低，流動性加大，使靠近水渠一側(cè)的軌道比另一側(cè)低4mm。使濱綏線火車在該路段限速行駛，大大影響鐵路的運輸能力。為提高火車運行速度,保障交通安全，鐵路部門曾對該路段進行隔水防滲等方法進行處理，但均未收到良好效果。我們針對地層及地理條件,在火車照常運行的情況下，決定采用鉆孔壓漿的方法對該鐵路路基進行恢復加固，提高路基抗壓強度，建立防滲墻隔水。經(jīng)現(xiàn)場邊施工、邊測試，該方法效果顯著，軌道高程恢復正常，路基抗壓強度增加3倍，滿足了火車高速運行的要求。施工設(shè)備及工具211鉆機由于施工設(shè)備只能在鐵路和引水渠之間3m寬的場地上施工，要求設(shè)備體積小、質(zhì)量輕，故選用我校自行研制的SNG-1型振動鉆機進行鉆孔施工。該鉆機總質(zhì)量130kg,動力機與主機之間軟軸連接。鉆機功率515kW。鉆進能力:鉆孔直徑56mm，鉆孔深度30m，適于軟塑粘土及砂土層。鉆機解體性強，搬遷、移位極為方便。鉆機、卡夾給進機構(gòu)合為一體，結(jié)構(gòu)簡單。主機工作原理如圖1所示。振動器與外殼，上、下卡圈剛性連接?？刂剖直谕鈿さ能壽E槽內(nèi)可轉(zhuǎn)動，具有上、中、下3個位置。雙偏心輪振動器產(chǎn)生的上下振動經(jīng)外殼傳給上、下卡圈。當控制手柄處于上位時，通過上鋼球座壓縮上彈簧,下彈簧伸長推動鋼球座上移，上排鋼球松開鉆桿，下排鋼球在卡圈斜面的作用下夾緊鉆桿;當振動器外殼振動下移時,下卡圈通過鋼球帶動鉆桿向下振動鉆進;振動器外殼上移時，由于鉆桿不動，下卡圈與鋼球脫離松開鉆桿。振動器再向下振動時，又通過鋼球卡住鉆桿向下鉆進,如此往復進行。當控制手柄處于下位時，則下排鋼球處于松開狀態(tài)，上排鋼球處于工作狀態(tài)，振動器上振時卡住鉆桿，下振時松開鉆桿，這樣可實現(xiàn)提鉆。而當控制手柄處于中位時，上、下兩排鋼球均處于松開狀態(tài)，這時鉆桿可自由上、下竄動圖1SNG-1型鉆機主機工作原理示意圖—上彈簧；2—外殼；3—上卡圈；4—控制手柄；5一鋼球座；6一下卡圈；7一振動器；8一下排鋼球;9一上排鋼球；10一鉆桿注漿設(shè)備采用北京探礦機械廠生產(chǎn)的SNB-90型往復式泥漿泵2臺，分別灌注水泥漿和水玻璃。該泵流量、壓力分8級，最低流量18L/min,最高泵壓5MPa,滿足了施工要求。鉆具鉆桿為a42mm普通地質(zhì)鉆桿，鉆頭為自行研制的三翼硬質(zhì)合金全面鉆頭,底錐角70°?？變?nèi)注漿管為a2514mm（1in）鋼管，底端封閉，管壁鉆孔?？卓谥?jié){采用膠囊。016450探礦工程2000年第1期m3水泥攪拌桶1個,011m3水玻璃攪拌筒1個。施工方案鉆孔施工根據(jù)地層條件和施工目的,沿鐵路走向鉆3個不同方向的鉆孔，如圖2所示。鉆孔方向及深度分別為15。孔5m、45°孔215m、75。孔2m。首先施工15。^L。為使?jié){液在地層中充分擴散,該孔采用分段壓漿（分2次），即鉆215m后壓漿，再鉆至5m，再壓漿。該方向鉆孔注漿的主要目的是提高道渣下部粉質(zhì)粘土層的抗壓強度。其次施工45。孔。該方向鉆孔一次成孔，一次壓漿，其目的是提高基礎(chǔ)的抗壓強度和建立防滲墻。最后施工75。孔。亦為一次成孔，一次壓漿，其主要目的是建立防滲墻，止住引水渠中的水向路基滲透。3個方向鉆孔循環(huán)布置，鉆孔間距015m。首先用a65mm全面擠密鉆頭鉆先導孔，再將a89mm、長600mm的孔口管擊入孔內(nèi)，然后繼續(xù)鉆進成孔。采用振動擠密鉆進法，由鉆機動力端經(jīng)軟軸傳到主機的回轉(zhuǎn)運動，在振動器處產(chǎn)生高頻振動（900?1000次U基-|/min），主機帶動鉆桿進行鉆進。由于鉆機的高頻振動,使鉆頭下部粘土液化，流塑性增強，鉆進阻力減小，鉆進速度非常大，純鉆進效率達90m/h。壓漿工藝注漿材料為水泥、水玻璃雙液漿。水泥采用525普通硅酸鹽水泥，水灰比為1。水玻璃37Be。水泥漿和水玻璃體積比1：1。壓漿參數(shù):注漿壓力012?110MPa,或單孔注漿量016m3,漿液擴散半徑019m,灌注速度36L/min。封孔方式:膠囊密封（見圖2），在A89mm孔口管中，在注漿管外纏繞機動三輪車車輪內(nèi)胎，胎中充入高壓氣體，壓力012MPa,靠車胎與內(nèi)、外管的摩擦力封注孔口。由于水泥漿與水玻璃混合后，水玻璃（Na2O?nSiO2）與水泥水化時產(chǎn)生的Ca（OH）2發(fā)生強烈反應，生成大量的硅酸鈣和析出二氧化硅膠體，從而使水泥迅速凝結(jié)硬化,凝結(jié)時間僅有5s，為防止混合液在高壓管中凝固，采用2臺泵分別輸送水泥漿和水玻璃，經(jīng)過高壓管后,在孔口處混合器中混合，然后直接經(jīng)注漿管進入地層。在注漿泵的高壓作用下，混合液在孔內(nèi)壓裂孔壁，并沿孔壁土體小主應力面處楔入地層,形成不規(guī)則的網(wǎng)格狀。由于道渣、灰渣松散，粉質(zhì)粘土強度低，在壓漿時（尤其是在15°方向鉆孔中）極易向地表竄漿，故要求混合漿液初凝時間短。在地表竄漿時，立即停止注漿,待漿液初凝后，竄漿孔自行封閉，再繼續(xù)壓漿。若其它地方再次出現(xiàn)竄漿，重復上述操作。這樣可保證漿液非常均勻地壓入地層，達到規(guī)定的擴散半徑圖2鉆進示意圖1一鐵軌；2—孔口管；3—主機；4一軟軸；5一動力機；6一水渠;7一膠囊;8一注漿管采用這種壓漿方法,地基強度增強的因素主要有2個方面:一是漿液形成網(wǎng)格狀，降低粉質(zhì)粘土整體的流塑性;二是壓漿過程中，部分漿液與粘土混合，水泥漿與土發(fā)生化學反應，使分散的土團粒被凝聚成具有整體性、水穩(wěn)定性和一定強度的土，提高了地基強度。4結(jié)語該工程保質(zhì)、保量提前完成施工任務，經(jīng)取心、探槽和動力觸探驗證，混合漿液形成了明顯的網(wǎng)格狀，擴散半徑達112m，地基強度提高3倍，滿足了工程的要求。（上接第49頁）由此可見，對于2幢工程地質(zhì)條件相近、結(jié)構(gòu)類型相同的I類高層建筑物大口徑灌注樁基礎(chǔ)，由于采用不同的護壁方法，樁側(cè)阻力和樁端阻力發(fā)揮的程度不同,單樁承載力差異極大，樁基工程造價相差約125萬元。全套管護壁成孔灌注樁的優(yōu)點⑴可以用最小的投入，獲得最大、最快的產(chǎn)出，能給業(yè)主和承包商帶來明顯的經(jīng)濟效益。施工過程中,不會在樁身和樁周地基土間形成泥皮，使樁周土的摩阻力能夠充分發(fā)揮。人工清底后，樁底無沉渣，樁端土的承載力能夠得到充分發(fā)揮。由于地基土的承載力得到充分發(fā)揮，單樁豎向承載力高，可以大大地節(jié)省樁基工程投資。樁的嵌巖深度、樁底巖性、風化程度等可通過肉眼直接觀察，便于施工管理和質(zhì)量控制。十作業(yè)成孔、孔底無積水或少量積水,可減少地下水和孔隙水壓力對樁身質(zhì)量的影響，使樁身不易產(chǎn)生縮頸、離析、夾泥和蜂窩等不良現(xiàn)象?，F(xiàn)場無泥漿，有利于文明施工;不需排放或傾倒泥漿，有利于城市環(huán)境衛(wèi)生。4結(jié)語通過比較分析，證明全套管護壁與傳統(tǒng)的泥漿護壁成孔灌注樁相比，具有工效快、質(zhì)量好、投資省和有利于文明施工等方面明顯的優(yōu)勢，應在實際工程中大力推廣使用，其經(jīng)濟效益和社會效益是非常明顯的。粉噴樁技術(shù)概述粉體噴射攪拌樁俗稱粉噴樁，是一種利用水泥等粉體材料作加固材料，通過壓縮空氣將加固材料呈霧狀噴入軟土深層，依靠特別機械并憑借鉆頭就地強制攪拌，使地基軟土與水泥粉體得到充分混合，經(jīng)過一系列的物理化學反應，促使混合物在軟土層中固結(jié)成具有較好整體性、水穩(wěn)性和高強度的柱狀水泥土加固體，從而使地基性質(zhì)得到改善，形成由樁體和樁間土共同承擔上部荷載的復合地基承載模式。這種方法較好地提高了軟土地基的承載能力。工程中，粉噴樁可用于淤泥質(zhì)土、含水量較高的粘土、粉質(zhì)粘土、粉土等軟土地基的處理，且處理效果顯著，造價相對于其它處理軟土的方法為低，同時具有工期短、便于施工的特點，因而應用日益廣泛。粉噴樁技術(shù)基本原理及應用211加固原理水泥、生石灰等粉體材料是粉噴樁施工中最常用的工程材料。以水泥作為加固材料時，一般水泥摻入量占被加固體的7%?15%,水泥的水解和水化反應，完全是在土這種具有一定活性的介質(zhì)圍繞下進行的。因此，水泥土的強度增加較慢，作用復雜，一般選用3個月齡期強度作為樁身的標準強度。普通硅酸鹽水泥主要由CaO,SiO2,A12O3,Fe2O3等組成，由這些不同的氧化物分別組成了不同的水泥礦物，3CaO?SiO2,2CaO?SiO2,3CaO-A12O3,4CaO-A12O3,Fe2O3-CaO4等。用水泥粉體加固土中的水份，增加了土顆粒間的粘結(jié)，同時產(chǎn)生氫氧化鈣、水化硅酸鈣、水化鐵酸鈣等化合物。這些水化物有的自身繼續(xù)硬化，形成水泥石骨架，有的則與其周圍具有一定活性的粘土粒發(fā)生離子交換和團粒化作用、固結(jié)反應、炭化反應，這些反應使水泥土具有一定的強度和水穩(wěn)性，從而提高了整個地基的承載能力，達到所需目的。212應用范圍根據(jù)水泥水化反應的特點，對于有機質(zhì)含量高、PH值小以及含伊利石、氯化物和水鋁石英石等粘土礦物的軟土加固效果較差，而對含高嶺石、多水高嶺石等粘土礦物的軟土加固效果很好。目前粉噴樁處理軟土地基的深度已達十幾米甚至更深，適用范圍也隨著研究的深入在不斷地擴大。粉噴樁不僅可以提高軟土地基的承載力，減少地基沉降量，而且在提高路基邊坡穩(wěn)定性方面也有顯著作用。下面結(jié)合張集鐵路專用線路基下軟土處理方法案例，談談粉噴樁在實際工程中的應用。粉噴樁加固鐵路下軟土路基311工程地質(zhì)概述張集鐵路專用線全長914km，區(qū)間8km，施工中發(fā)現(xiàn)DK1+042?DK1+697段路基下為軟土。主要土層地質(zhì)描述為：表土層：厚017?117m,褐色，松散，含植物根莖及腐爛物。該層靜力觸探比貫入阻力PS大約0180MPa,地基承載力標準值50=96?100kPa。(1B)層淤泥：黑色，飽和，含腐殖質(zhì)、有機質(zhì)，具有腥臭味。層厚014?116m,該層靜力觸探比貫入阻力PS大約0149?0161MPa,地基承載力標準值。0=59?74kPa。(1A)層淤泥質(zhì)砂粘土：灰黑色，很濕，軟塑?可塑，含有機質(zhì)、粉質(zhì)、砂質(zhì)。厚115?816m,靜力觸探比貫入阻力PS為0176?0191MPa,地基承載力標準值。0=90?110kPa。砂粘土層：灰褐色、黃褐色，濕，可塑?硬塑，含鐵錳結(jié)核、粉質(zhì)。層厚013?610m,靜力觸探比貫入阻力PS為1162MPa,地基承載力標準值。0=180kPa。粘砂土層：灰黑、灰綠色，飽和，中密?密實，含有機質(zhì)、生物碎屑、粉細砂。該層未鉆穿，靜力觸探比貫入阻力PS為614?716MPa,地基承載力標準值。0=200kPa。施工場地地下水豐富，埋藏類型為潛水，該處

地下水對混凝土無侵蝕性。由于鐵路路基為線型結(jié)構(gòu)物，在該段軟土范圍內(nèi)，軟土深度及分層狀況也是不斷變化的。因此，需要將該軟土段再細分成若干段，分別進行粉噴樁設(shè)計。設(shè)計參數(shù)粉噴樁設(shè)計樁徑DP=0150m,每米噴粉量為50kg,水泥摻入量約為14%,與樁身加固土配比相同的室內(nèi)加固土試塊90d的無側(cè)限抗壓強度平均值，即樁身強度PCUK=1500kPa,根據(jù)地質(zhì)勘探情況、試驗室資料及施工技術(shù)水平分別定出樁身強度的折減系數(shù)〃=0135,樁端土的承載力折減系數(shù)。=0150,樁間土的承載力折減系數(shù)乃=0140,施工采用425#普通硅酸鹽水泥。粉噴樁設(shè)計31311驗算基底應力最大值oSP鐵路路基隨路基填方高度和填筑材料的不同，其基底最大應力也不同，設(shè)計的粉噴樁樁長及樁間距也將發(fā)生變化。因此，在粉噴樁設(shè)計之前，首先要確定基底最大應力值。張集鐵路專用線DK1+042?DK1+697段，路基填高h=613?618m,填料為新集礦砰石。砰石密度Y2=21kN/m3,線上活載q=60kN/m,活載寬度為311m。由于路基橫斷面為梯形，其基底應力分布也大體呈梯形分布，因此將路基橫斷面分成A,B兩區(qū)，分別計算A區(qū)最大應力及B區(qū)平均應力。計算圖示如圖1。osp=osp=15410(kPa)osp=15519(kPa)osp=15718(kPa)osp=15917(kPa)osp=16116(kPa)A區(qū)路基不同填高基底應力最大值為:當h=613m時，osp=Y2Xh+(311Xq)/(311+h)=21X613+(311X60)/(311+613)=15211(kPa)同理：當h=614m時,當h=615m時,當h=616m時,當h=617m時,當h=618m時,B區(qū)路基不同填高基底應力平均值為:當h=613m時,Osp=Y2X2/3h+(311Xq)/(311+h)=21X2/3X613+(613)=10810(kPa)同理：311X60)/(311+當h=614m當h=615m當h=616m當h=617m當h=618m時，Osp=時，Osp=時，Osp=時，Osp=時，Osp=10912(kPa)11014(kPa)11116(kPa)11218(kPa)11410(kPa)將Osp值按5kPa的整數(shù)倍劃分A,B區(qū)段，則有:A區(qū)：當h=613?615m時，按Osp=155kPa設(shè)計樁長及樁間距；當h>615?618m時，按Osp=160kPa設(shè)計樁長及樁間距。B區(qū)：當h=613?617m時，按Osp=110kPa設(shè)計樁長及樁間距；當h>617?618m時，按Osp=115kPa設(shè)計樁長及樁間距。31212劃分設(shè)計區(qū)段按照路基縱斷面圖上的路基填方高度h和A,B區(qū)Osp值劃分設(shè)計區(qū)段。在設(shè)計區(qū)段劃分時，對于地質(zhì)分層層數(shù)有變化的地方，還應再按照地質(zhì)勘探土層情況分段，以利于計算。這樣可以根據(jù)劃分的區(qū)段，在每一區(qū)段內(nèi)按照Osp值分別設(shè)計粉噴樁樁長及樁間距。第3章地基加固方案3.1軟土成因類型與工程性質(zhì)軟土在我國濱海平原、河口三角洲、湖盆地周圍及山間谷地均有廣泛分布。在軟土地基上修筑路基，若不加處理，往往會發(fā)生路基失穩(wěn)或過量沉陷，導致路基病害的發(fā)生，繼而影響列車正常運行。所謂軟土，從廣義上說，就是強度低、壓縮性高的軟弱土層。根據(jù)軟土的孔隙比及有機質(zhì)含量，并結(jié)合其他指標，可將其劃分為軟粘性土、淤泥質(zhì)土、淤泥、泥炭質(zhì)土及泥炭五種類型。軟土的物理力學特征如表3-1.表3-1軟土類型及其物理力學特征類型天然密度Y(kN/)含水量3(%)孔隙比e有機質(zhì)含量(%)壓縮系數(shù)滲透系數(shù)快剪強度標準貫入值軟粘性土16-19淤泥質(zhì)土淤泥習慣上常把淤泥、淤泥質(zhì)土、軟粘性土總稱為軟土，而把有機質(zhì)含量很高的泥炭、泥炭質(zhì)土稱為泥沼。泥沼比軟土具有更大的壓縮性，但它的滲透性強，受荷后能夠迅速固結(jié)，工程處理也比較容易。本節(jié)主要討論天然強度低、壓縮性高且透水性小的軟土地基問題。軟土按其成因大致可分為海洋沿岸沉積和內(nèi)陸湖盆地沉積兩大類。按其沉積環(huán)境和特征差別，則可分為如表3-2所列的七種類型。我國各地成因不同的軟土都具有近于相同的特性，主要表現(xiàn)在：天然含水量高，孔隙比大。透水性差。壓縮性高?？辜魪姸鹊?。具有觸變性，一旦受到擾動，圖的強度明顯下降，甚至呈流動狀態(tài)。流變性顯著。其長期抗剪強度只有一般土質(zhì)抗剪強度的40%-80%。表3-2軟土的成因類型成因類型特征瀉湖相沉積顆粒細、孔隙比大、強度低、常夾有薄層層炭溺谷相沉積孔隙大、結(jié)構(gòu)疏松、含水量高、分布范圍窄濱海相沉積面積廣、厚度大、夾有粉砂薄透鏡體，孔隙大三角洲相沉積分選性差、結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定、粉砂薄層多、有交錯層理，不規(guī)則夾層及透鏡體夾層，結(jié)構(gòu)疏松湖相沉積粉土顆粒成分高、呈放射狀分布、層理均勻清晰，表層多有硬殼河漫灘相沉積沉積零亂、以淤泥與軟黏土為主，含有細砂交錯層，呈鏡透體分布丘陵谷地相沉積呈片狀、帶狀分布，靠山側(cè)淺，谷中心深，具有較大的橫向坡，顆粒由山前到谷中心逐漸變細在我國已建成的鐵路中通過軟土地區(qū)的線路是很多的，如肖穿線、津浦線、浙贛線、內(nèi)昆線、成昆線、三茂現(xiàn)等，經(jīng)過多年實踐，對軟土地區(qū)的路基設(shè)計理論，施工方法及加固處理措施等方面均積累了較豐富的經(jīng)驗和研究成果。3.1.2在軟土地基修筑高速鐵路的幾個土工問題表1土層參數(shù)層號厚度/m側(cè)摩阻力fi/kPa承載力標準值/kPa土層名稱1101298粘土1A11510110淤泥質(zhì)砂粘土51015180砂粘土3131312計算單樁承載力及樁長單樁豎向承載力標準值[P]可按以下2式計算求得：[P]=nXPCUKXAP(1)[P]=IPXZfiXLi+aXAPXqp(2)式中，AP為樁身截面積，AP=(DP/2)2Xn;UP為樁身周長；fi為樁周土的平均側(cè)摩阻力；Li為第i層土中的樁長，i為土層層數(shù)；qp為樁端土的承載力標準值。由⑴式：[P]=0135X1500X(015/2)2Xn=10311(kN)代入(2)式：10311=(015Xn)X(12X110+10X115+15XLi)+015X(015/2)2XnX180解得樁身伸入第三層土中的長度為：Li=118(m)則，設(shè)計樁長應為：L=110+115+118=413(m)偏于安全取單樁承載力[P]=100(kN)3131313計算面積置換率as由于路基填方高度是變化的，復合地基承載力標準值Pspk應取劃分區(qū)段的基底應力最大值。sp進行設(shè)計即：Pspk二osp(3)設(shè)計中，面積置換率as可由下式算出：Pspk=asp=asX[P]/AP+乃X(1-as)XPsk(4)式中，as為面積置換率，即單位面積中的樁截面積；Psk為樁間天然地基土承載力標準值。設(shè)計中，Psk一般取表層土承載力標準值，但當表層土承載力較高而下臥層承載力較低，并且下臥層厚度比表層土厚度大得多時，偏于安全設(shè)計Psk則取下臥層土的承載力標準值。由(4)式得：A區(qū)：osp=155(kPa)155二asX100/((015/2)2Xn)+0140X(1-as)X98as=2416%B區(qū)：osp=110(kPa)110=asX100/(015/2)2Xn)+0140X(1-as)X98as=1511%3131314求設(shè)計樁數(shù)該段路基填方高度均為613m,即h=613m,路基頂寬為612m,邊坡為1：115,因此路基底面寬度為：613X115X2+612=2511(m)為方便粉噴樁布置，取路基底面布樁寬度為25m,路基A區(qū)布樁寬度為6m。則可分別求出A區(qū)和B區(qū)的布樁面積S為：A區(qū)：SA=6X[1+11516-(1+42)]=44116(m2)B區(qū)：SB=(25-6)X:1+11516-(1+42)]=139814(m2)A區(qū)設(shè)計樁數(shù)：44116/[(015/2)2Xn]X2416%=554(根)B區(qū)設(shè)計樁數(shù)：139814/[(015/2)2Xn]X1511%=1075(根)3131315求樁間距并布樁A區(qū)單樁處理面積44116/554=0180(m2)B區(qū)單樁處理面積139814/1075=1130(m2)按照求出單樁處理面積即可以正方形均勻布樁，也可以根據(jù)復合地基的受力情況，采用三角形、菱形及不均勻等方式進行布樁。粉噴樁施工技術(shù)要求粉噴樁成樁質(zhì)量的優(yōu)劣直接關(guān)系到軟土地基的處理效果，質(zhì)量控制的關(guān)鍵是噴粉量以及噴粉攪拌的均勻程度。噴粉量控制施工中，應通過灰罐電子秤監(jiān)測實際噴粉量是否滿足設(shè)計要求，送粉管道要暢通，保證噴粉的連續(xù)性、均勻性和噴粉量的穩(wěn)定。同時還應控制好鉆機的提升速度和?；颐娓叱?。嚴禁使用受潮、結(jié)塊、超齡期的水泥作加固材料。噴粉攪拌控制攪拌的均勻程度與否直接關(guān)系到樁身水泥土的總體強度。在采用噴粉攪拌工藝的水泥土中，常不可避免地存在強度較高、水穩(wěn)性較好的水泥石區(qū)和水泥量噴入不足、強度偏低的土體區(qū)，因此，要求對樁身上部承載力較大的部分進行復攪或復噴。在噴粉成樁過程中遇有故障面停止噴粉，二次噴粉接樁時，其噴粉應重疊一定的長度。鉆機提升速度較快，將造成噴粉量不足、攪拌不均，因此要嚴格控制好鉆機的提升速度以保證樁身的總體強度。粉噴樁質(zhì)量檢測粉噴樁成樁后的質(zhì)量檢測，多以單樁復合地基靜荷載試驗和低應變動力檢測為主。通過單樁靜載檢測判別樁身質(zhì)量，確定單樁豎向承載力；通過單樁復合地基靜載試驗，檢測確定復合地基的強度。粉噴樁施工期間的質(zhì)量檢測，主要通過成樁7d內(nèi)采用輕便觸探儀(N10)檢查樁的質(zhì)量，觸探點應在樁徑方向1/4處，抽檢頻率為2%,當貫入100mm擊數(shù)N10少于10擊時，視為不合格。另一種方法是在成樁28d后，在樁體上部樁頂下015m,110m，115m分別截取3段樁體進行現(xiàn)場足尺樁身無側(cè)限抗壓強度試驗。檢查頻率為012%，每工點不少于2根。施工時，還應檢查粉噴樁的成樁直徑，對使用的鉆頭定期復查。其直徑磨耗不得大于20mm。結(jié)論粉噴樁是一項加固軟土地基的新技術(shù)，經(jīng)現(xiàn)場實踐來看，適應范圍較廣，其優(yōu)勢明顯，但必須根據(jù)粉噴樁的適用性、工程對象的具體特性，認真分析，區(qū)別對待。當土的含水率較低時，為保證成樁的質(zhì)量，施工時應加水進行噴攪或采用水泥漿液攪拌法施工。當軟土中PH值較小時，可以根據(jù)軟土類型，摻入一定的粉煤灰或其它堿性物質(zhì)，以改良土的理化性質(zhì)。粉噴樁具有剛?cè)嵯嗉娴奶匦?。作為軸向受力樁與樁間土組成復合地基，具有良好工程性質(zhì)，可顯著提高天然地基的承載能力并能減少地基的沉降量。但粉噴樁技術(shù)也存在一些不足之處，施工中鉆機的噪音比較大，不利于在市區(qū)內(nèi)進行施工作業(yè)；鉆機提升至停噴面時由于鉆頭內(nèi)壓力較大，致使大量的水泥粉塵飄散在空氣中，對周圍的環(huán)境有一定的污染。這將需要工程技術(shù)人員在今后的實踐中，加強研究和改進，不斷拓展粉噴樁的應用范圍。隨著基礎(chǔ)工程技術(shù)的不斷推新，近年來興起的高壓噴射注漿新工藝，在處理強液化軟地基施工中，已被國內(nèi)工程界競相采納?，F(xiàn)就高壓旋噴注漿工藝，在朔黃鐵路工程基礎(chǔ)處理中的應用，做如下總結(jié)。僅供參考。1高壓旋噴注漿法概述高壓旋噴注漿法（又稱旋噴法），是高壓噴射注漿工藝三種方法之一，是一種新型注漿方法。它具有加固體強度高，質(zhì)量均勻，形狀可控等特點。其工藝原理是引用高壓水射流技術(shù)對加固體（地層）的切割，并注入水泥漿而形成設(shè)計所需的各種形狀的基體（圓柱樁、扇壁、壩墻等）。它對于處理淤泥，淤泥質(zhì)粘土、粘性土、沙土，液化帶流沙等軟地基加固有明顯的效果。1高壓旋噴注漿法的工藝流程根據(jù)跨北同蒲鐵路特大橋地質(zhì)情況及技術(shù)標準要求，采用單管旋噴法：1.1單管旋噴法使用的機具使用改裝后的百米鏈條爬桿鉆機，配備石油用羅馬700高壓泵、攪拌機、漿桶、水箱等組成的高壓旋噴注漿機組。1.2單管旋噴法施工工藝流程（見圖1）I圖1單管旋噴法工藝流程圖（a）——鉆機就位鉆孔；（b）——鉆孔至設(shè)計標高；（c）——旋噴開始;（d）——邊旋噴邊提升；（e）——旋噴結(jié)束成樁2跨北同蒲特大橋高壓旋噴注漿實例跨北同蒲特大橋共實施了兩個高壓旋噴注漿工程，艮阡北同蒲鐵路路基高壓旋噴樁帷幕壩墻工程和跨北同蒲鐵路特大橋17#臺地基加固高壓旋噴樁網(wǎng)錐群工程。其地質(zhì)情況見圖2。1帷幕壩墻工程朔黃線跨北同蒲鐵路特大橋的12#、13#號墩，其承臺基坑開圖2跨北同蒲鐵路特大橋地質(zhì)示意圖挖邊沿距北同蒲鐵路路基中心線只有5.18?6.37m（見圖3）?；右坏╅_挖，邊坡及以外的基礎(chǔ)將被破壞。因此，北同蒲鐵路該段路基的防護至關(guān)重要。路基防護方案的可靠性，是保障北同蒲鐵路該段正常暢通的關(guān)鍵。經(jīng)過反復論正，決定采用高壓旋噴樁帷幕壩墻技術(shù)來解決基坑坍陷。圖3北同蒲鐵路護基高壓旋噴樁布置示意剖面1.1高壓旋噴樁的布置在北同蒲鐵路兩側(cè)的12#、13#號墩基坑與枕軌之間分別布置高壓旋噴計樁長5.5m,有效加固樁長5m。采用梅花狀交聯(lián)搭接，穿插式注漿法施工。1.2高壓注漿工程技術(shù)參數(shù)（單管）：-單孔樁徑：50cm;?設(shè)計樁長550cm,加固樁長500cm;-漿液濃度（水6灰比）：1：10;?漿液噴射流量：80L6min;?旋噴壓力：18?20MPa;?噴嘴直徑：2.8mm;?旋噴提升速度：25cm6min;?噴頭轉(zhuǎn)速：25r6min;?旋噴成樁搭接：200mm;?停噴再噴成樁搭接：500mm;?每延米水泥用量：240?280kg;?單樁加插18mm鋼筋4條；?單樁抗剪強度：6t6m2;加筋后：8?10t6m2;?固結(jié)墻樁體交聯(lián)：重疊搭交33.5mm;橫向軸心間距375mm;縱向軸心間距433mm;壩墻厚度875mm。?最大噴射流射程35cm。2.1.3高壓旋噴樁施工效果高壓旋噴樁帷幕墻工程，解決了以下幾個問題：?阻止了因12#、13#號墩基坑開挖后路基坍陷，保證了12#、13#承臺的順利施工，同時也確保了北同蒲鐵路路的安全暢通。?解決了自然地基承載力不足的問題，地基承載力自然承載力4tom2,提高到36?40tom2。?在加固朔黃線基坑強度的同時保證了北同蒲鐵路基礎(chǔ)的穩(wěn)定。?提高了原有路基的抗強度能力，提高了該段路基的垂直承載重力3倍、抗剪強度提高了3?4倍，反剪切力提高了3倍。?阻止了流沙對12#、13#號墩基坑的淤積。2.2網(wǎng)錐樁群工程跨北同蒲特大橋路橋交匯處地基液化程度高并具有流動性，為了防止因地層液化可能引起的橋臺變形移位及路基的坍陷和斷裂。在17#臺及全路基錐體區(qū)段，使用高壓旋噴注漿工藝進行地基加固處理。2.2.1高壓旋噴網(wǎng)樁錐群的布置為解決橋路接合部地基承載力不足的問題，在17#臺及臺與路基錐體地段布置長度34m、寬度為32m的網(wǎng)狀錐群。高壓旋噴樁群施工完成后，可以達到以下幾個目的：-加固原液化地基，提高地基強度和承載力；-控制橋臺下沉，提高路橋抗震能力；-阻止路基錐體對17#臺的沖擊，減少路基基土的向橋臺縱向滑坡；-控制路基與橋墩因流沙沖擊而出現(xiàn)的路橋斷陷。2.2.2高壓注漿工程技術(shù)參數(shù)（同理）?樁點距離：2mX2m;?設(shè)計樁長：10.5m，有效樁長：10m;?樁徑：60cm;?漿液濃度（水6灰比）：1：1;?噴嘴直徑：3mm;（單管噴射）?旋噴壓力：20?22MPa;?漿液噴射流量：8016min;?旋噴速度：26?28cmomin;?轉(zhuǎn)速：25r6min;?每延米水泥用量：180?220kg;?最大噴射流程：40cm。2.2.3高壓旋噴施工效果17#臺高壓旋噴樁錐群的施工，明顯的改變了該段地基條件，高壓旋噴樁完工后，解決了以下幾個問題：?經(jīng)過高壓旋噴注漿加固后的地基，承載力提高到40tom2,抗剪強度提高并超過自然抗剪強度的4倍；?提高了路基的抗震強度；?確保了路基與橋基的交聯(lián)的牢固性和安全性；?阻止和控制橋臺的下沉，阻擋了流沙及液化軟液體對路基、橋基的沖蝕性破壞；?阻止和限制了路基錐體對路橋基礎(chǔ)交聯(lián)處的壓性沖擊，降低了路基對橋基礎(chǔ)的沖壓力度；?限制或阻止了路橋基礎(chǔ)的斷裂或坍陷。3結(jié)論利用高壓旋噴注漿法處理軟地基的加固，充分顯示了高壓旋噴工藝的優(yōu)點，其主要特點是：?工藝施工流程簡單，操作方便；?設(shè)備較簡單、輕便、機械化程度高；?施工進度快，不受地貌限制；室內(nèi)外均可使用；?施工順序可控，加固形狀可控；?施工時加固體質(zhì)量均勻，加筋旋噴樁抗剪強度可與砼灌注樁相比，并具有相同的強度；?具有施工成本低，原料消耗低等優(yōu)點。總之，朔黃鐵路跨北同蒲鐵路特大橋，兩處高壓旋噴注漿工程，是處理高液化淤泥層，淤泥質(zhì)粘土層、粘性土、沙土、流沙等軟地基加固中較適用的手段。在今后施工中應推廣采用。第4章工程實例工程概況朔黃鐵路K269?273段路基位于河北省靈壽縣境內(nèi)，線路以填方通過平原，路基填高8?11m,2000年初建成通車。2000年7月經(jīng)歷較大降雨后，K269?270段路基邊坡方格型骨架被沖毀,路肩滑塌溜下，邊坡上沖溝密布，菘楊岔河大橋朔縣方橋臺錐體護坡變形破壞；K270?273段路基邊坡沖刷輕微,僅在坡上有少量沖溝，整個路基發(fā)生不同程度的沉降，軌道變形較為嚴重，影響行車安全。經(jīng)監(jiān)理、設(shè)計、施工等單位現(xiàn)場調(diào)查，部分路基填料為C組土（粉粘土，液限WL=3010?3718，塑性指數(shù)Ip=1010?1815）及D組土（粘土，液限WL=4214?5010，塑性指數(shù)Ip=1810?2310）,不符合重載鐵路基床表層填料要求，且填料分布不均勻，含水量較大。另外臺后路基施工期間壓實不足，在連降暴雨的情況下，雨水下滲，導致土體含水量過大，基床表層土體強度降低，在列車荷載作用下，沉降量增大，而且沉降不均勻，使邊坡滑塌，軌道發(fā)生變形。經(jīng)朔黃公司、監(jiān)理單位、工務段共同協(xié)商，決定采用夯實水泥土樁復合地基處理該段路基。夯實水泥土樁復合地基主要應用于地下水位以上各種松散、軟弱地基改良加固，在建筑地基處理中應用較為廣泛，在鐵路的既有線路上應用極為少見。因此，本項目被作為鐵道部的一個試點工程,取得經(jīng)驗后將應用于火車提速的各線路。施工條件施工現(xiàn)場位于已通車的路基上,施工作業(yè)空間很小，機具安置擺放困難,不利于機械化施工作業(yè)。在道軌、枕木之間的道渣中埋設(shè)護筒難度較大。另外,施工期間采用施工線路封閉，另一線路列車仍要運營，因此施工安全尤為重要。主要設(shè)計指標處理后復合地基承載力主150kPa;(2)成孔直徑280mm，成樁直徑300mm;成樁長度:橋臺后215m^組土路基為110m、D組土路基為115m，總計樁長40012m;(3)樁間距016m，排距01543m;(4)水泥用量為土質(zhì)量的10%;(5)樁身28天無側(cè)限抗強度主110MPa,樁身十密度主1170g/cm3。水泥土樁布置如圖1所示。圖1水泥土樁布置圖施工工藝4.1夯實水泥土樁復合地基工作機理夯實水泥土樁是由機械或人工成孔后,將水泥與接近最優(yōu)含水量并經(jīng)過篩后的粘性土、粉土，按一定比例混合攪拌均勻后,分層夯填全樁頂而成。在水泥土回填夯實過程中,水泥土被壓實，水分被擠出，水與水泥熟料礦物進行水化，生成水化硅酸鈣(3CaO?2SiO2-3H2O)凝膠體，將土顆粒包裹起來并膠凝成堅實的樁體，其剛度遠遠大于樁間土,靠樁身與土的摩阻力及樁端土層的端承力，將基底表層樁間土承受不了的剩余荷載,經(jīng)褥墊層調(diào)節(jié)，傳遞于深層樁間土層及樁端土層，共同承擔上部荷載構(gòu)成復合地基。4.2工藝流程夯實水泥土樁(鐵路路基)圖2夯實水泥土樁施工流程夯實水泥土樁(鐵路路基)4.3施工方法4.3.1清道渣、下護筒道渣厚度約50cm，用叉子等工具清理出枕木間的道渣，道渣清理后，人工下入護筒，護筒采用薄鋼板卷成，內(nèi)徑主28cm，外徑不能大于枕木間距，長度根據(jù)道渣厚度為40?70cm。實踐證明，間隔4排枕木清理4排道渣的方法效率較佳。4.3.2成孔下入護簡后，人工洛陽鏟成孔，因孔較淺，且填土較密實，可逐個逐排成孔。挖出的土放在土料盤上,不得污染道渣。成孔后檢查成孔直徑，垂直度及孔深,其容許偏差為:孔位100mm，垂直度115%,孔徑小于設(shè)計值不超過20mm,深度不小于設(shè)計值。4.3.3土料拌合運輸因現(xiàn)場孔內(nèi)挖出的土含水量很高（接近飽和），且土質(zhì)為粘土，與水泥不易拌合。施工中采用集中拌合，土采用粉土（由固定的取土點供應），過215cmX215cm篩網(wǎng)，水泥采用P.O3215普通硅酸鹽水泥，摻入量約為土質(zhì)量的10%。根據(jù)設(shè)計要求，土的含水量控制在15%左右,拌合后的水泥土含水量控制在13%左右，施工前由實驗員在現(xiàn)場采用酒精烘干法測定土及水泥土的含水量。拌合采用人工攪拌，攪拌次數(shù)不少于3次，配制好的水泥土達到色調(diào)一致。水泥土拌好后，裝入塑料袋，用機動軌道車運至各施工工作面，拌合后的水泥土必須在2h內(nèi)用完。4.3.4夯實成樁夯實機械采用夾板自落式夯實機。夯機底下加工軌道，便于夯機在鐵軌上能橫向、豎向行走和定位。夯錘呈紡錘型，質(zhì)量為110kg，落距N018m。先夯底，夯實擊數(shù)N5擊，然后邊填料邊夯實（填料1锨，夯擊2?3擊），夯實后的樁頂標高略高于基底。夾板自落式夯實機進行樁上部夯實時,夯錘晃動較大，將護筒砸壞或拔出，使上部道渣進入孔內(nèi)，影響成樁質(zhì)量。后經(jīng)過對夯實機改造加工，加入夯錘導正裝置，成功地解決了這一問題。4.5拔護筒、恢復道渣成樁完畢后，拔出護筒，并將道渣恢復,用振動器將道渣振實。加固質(zhì)量和效果的檢驗（1）開挖驗證:成樁7天后,將施工的樁頭挖出，樁頭整齊平整，實測樁徑為310?320mm。（2）取水泥土試塊:成樁7?15天，在8根樁的樁頭取水泥土試塊，進行抗壓強度試驗，結(jié)果表明，無側(cè)限抗壓強度為112?210MPa,滿足設(shè)計要求。（3）干密度測試:為檢測夯實質(zhì)量，施工中進行了鉆孔抽心取樣，測試水泥土干密度（pd）,隨機抽樣數(shù)為總樁數(shù)的4%，共120件試樣。測試結(jié)果表明，夯實水泥土十密度(pd)為1173?1191g/cm3，均大于1170g/cm3。輕型動力觸探測試(N10):為跟蹤檢測夯實質(zhì)量，施工中隨機進行了205次輕型動力觸探測試，擊數(shù)(N10)為72?115擊。在施工完畢后3天，火車就開始運行，通過近2個月時間的觀察,路基在處理后未發(fā)生明顯沉降,鐵軌未發(fā)生變形。6結(jié)語夯實水泥土樁復合地基加固朔黃鐵路路基，效果理想，可以在類似的工程中進行推廣；人工清理道渣費工費力,影響施工進度，宜研制專用的清渣機械，以減輕勞動強度，提高施工效率；鐵路線上場地狹窄，做大面積加固處理時，宜采用集中拌合,質(zhì)量容易控制，對道渣無污染；在鐵路線上施工夯實水泥土樁，需對夯實機進行改造,使其移動方便，提高夯實效率。技術(shù)關(guān)鍵因地方電力部門的電壓、電流波形不是理論上的周期性波形，其中疊加了大量的諧波，使其不是一個正弦波周期性函數(shù);同時,變壓器也是一種感性與容性同時存在負載，它在換能時產(chǎn)生一