浅谈既有框构桥接长施工旋喷桩加固施工技术

摘要：笔者介绍了长江三角洲地区采用旋喷桩加固既有路基的施工方法，通过对铁路既有线复线施工过程中桥涵接长施工中的实践，较系统地论述了通过旋喷桩加固边坡是一种切实可行的施工方法，可供类似工程参考借鉴。
　　关键词：粉喷桩；边坡加固；施工技术
　　0前言
　　随着我国经济的飞速发展，铁路运营能力在社会的需求下不断提升，原有的设施条件已不能满足经济发展的要求，随之既有铁路提速改造、复线改造等工程相继而生。这些工程的特点在既有铁路两侧施工作业，施工战线长，局部作业面受限，工程中需改建的小桥涵众多。现以框构桥为例，大多数的框构桥均在既有断面上直接拼宽或接长，特点是在施工中需拆除既有桥头浆砌片石护坡，基坑下挖较深，对既有路基断面破坏性较大，对既有路基桥头段产生一定影响，在铁路正常运行的情况下存在一定的安全隐患。
　　上海浦东铁路工程K44+173既有框构箱涵位于新桥站东部咽喉区，由三座桥涵组成，桥上通行线路分别为沪杭上下行线、站内7道及站内13道。按设计施工图要求，将三座既有桥涵连接，并在外侧接长37m，以满足站场改造的需要。根据现场的实际情况，既有框构桥为桩基础，桥头段采用片石抛填处理，拼接施工中，原地面需下挖2.6米，河道采用筑堰排水。既有桥涵的路基桥头椎体防护均需拆除，开挖后形成1：0.2的坡面，路基极为不稳定，为确保运营线的施工安全，初步选定三种施工防护方案：
　　（1）采用架设钢桁梁桥头加固，特点是施工方便，安全系数高，安装周期短，架设后即可开挖施工；
　　（2）桥头采用钢轨桩防护，采用小型打桩机（3T），特点设备材料简单，施工即可开挖，缺点受原有路基填料情况影响较大；
　　（3）采用旋喷桩加固，特点设备较轻，便于安装及移动，适合于作业面狭小的位置，缺点桩体强度上升缓慢，旋喷桩施工产生较高压强，对既有桥涵路基容易产生扰动。
　　根据现场调查情况，既有框构桥位于站场咽喉区，道岔距离框构桥头仅有5米，正位于钢梁架设范围，加固难度加大，不利于行车安全，同时既有桥头段路基采用片石加固，钢轨桩无法施工。最后决定采用旋喷桩加固。
　　1 防护部位
　　根据施工现场的实际情况，选择在原有锥体护坡中间平台处，该处距线路轨面3米，距框构底面2米。防护位置距新建桥涵1米，按护坡方向进行。
　　2设备选择
　　选择G-2A型旋喷设备一台，该设备高度2.3m，质量轻，便于移动，施工不侵入限界。凿岩机一台和牙轮钻一台。设备操作人员应该进行上岗前培训,能够熟练操作设备及进行设备维修．严格按照“预防为主、安全第一”的指导方针，在操作过程中还应注意以下操作要点：
　　(1)对设备进行调试，确保设备能正常运行，各项运行指标达到施工的要求；旋喷灌注前，要检查高压设备和管路连接系统，注浆管和喷嘴应清理干净。
　　(2)在施工过程中应严格控制施工工艺的参数。
　　(3)在旋喷过程中，避免在提升时中断喷射，如中断时间过长．会出现断桩情况。
　　(4)根据设计需要，控制喷射压力、改变提升速度、注浆量可喷射成不同的形状。边提升边旋转可成圆柱状；只旋转不提升可成圆盘状；只提升不旋转，喷射方向固定可成墙壁状：提升到桩头时．加大压力或者复喷可成大帽状；在桩底复喷可成扩大底状；在旋喷过程中复喷、加大压力或者减慢提升速度可成葫芦状等。
　　(5)旋喷灌注后．要及时对设备进行清洗。
　　3施工步骤
　　（1）在既有桥涵护坡中间部位进行防护，首先在底部用枕木搭设作业平台，采用凿岩机和牙轮钻将片石层穿透，然后旋喷设备就位，开始进行旋喷桩作业；
　　（2）旋喷桩的布置采用双排设置，桩径为50cm，桩长为8m，桩间距为40cm，开挖后桩体埋深为6m。
　　（3）为了增加桩体的抗剪性能，在旋喷桩全长插入φ45mm，壁厚3mm钢管。
　　（4）在旋喷桩完成7天后清除护坡顶部片石护墙，挖成台阶，减少桩顶上方土体重量，确定旋喷桩达到强度后方可进行全面开挖，并进行下一步施工。
　　4质量要求
　　旋喷桩技术控制除了要严格控制施工参数，还应对现场资料的整理以及现场施工中出现的技术问题及时进行处理，结台现场情况对旋喷桩出现的异常情况进行分析。在施工过程，应做好现场资料的整理，为旋喷桩的技术、数据分析做好基础。
　　（1）高压旋喷的施工程序应为：定位——钻孔——插管——旋喷——冲洗——移位。钻机应固定在机台木上且平稳可靠，确保在施工中不发生倾斜和移位。沉桩后的桩位偏差不应超过5cm；
　　（2）下管时宜边射水边下旋喷注浆管，水压力不宜超过1MPa，操作人员应熟悉操作工艺，严格按深度记录仪上显示的深度采用不同的参数进行控制。；
　　（3）浆液宜在旋喷前一小时内搅拌。水灰比宜1：1——1.5：1，并可根据需要加入适量的减缓浆液沉淀，缓凝或速凝等外加剂；
　　（4）旋喷作业时应符合下列规定：
　　旋喷注浆管进入预定深度后，应先进行试喷；发生故障时，立即停止提升和旋喷，排除故障后复喷，复喷高度不小于50cm；拆卸钻杆继续旋喷时，须保持钻杆有10cm的搭接长度。成桩中钻杆的旋喷和提升必须连续不中断；施工长桩时，应先喷浆，后旋转和提升；做好压力、流量和冒浆量的量测和记录工作。
　　（5）旋喷作业前要检查高压设备和管路系统，其压力和流量必须满足设计要求。注浆管及喷嘴内不得有任何杂物。注浆管接头的密封必须良好；
　　（6）施工长桩时，应按地质及水文资料，在不同深度对不同土层的性质，选用合适的旋喷参数，不应有桩经不均和密度程度差异过大的固结体；
　　（7）当土体密度较大，一次喷浆达不到设计桩经时，可进行第二次复喷；
　　（8）在旋喷过程中，钻孔中正常的冒浆量不应超过注浆量的20%。超过该值或完全不冒浆时，必须查明原因并采取相应措施；出现冒浆量过大一般是有效喷射范围与注浆量不相适应，注浆量大大超过旋喷固结所需的浆量所致，可在喷浆量不变的情况下，提高喷射压力，或在喷射压力不变的情况下，适当缩小喷嘴孔径，或加快提升和旋转速度。
　　5其他注意事项
　　（1）在旋喷桩施工过程中，在桥台、路基面等部位设置临时观测桩，对桩位位移、高程全天定时观测，并形成记录，发现变化及时停止施工；
　　（2）任何工具设备不得侵入铁路限界，确保运营线铁路行车安全；
　　（3）旋喷桩满足强度后方可组织开挖。
　　6结束语
　　工程质量关键在于设计科学合理，施工严格把关，注意搞好设计和施工的协调，施工前通过试桩确定好施工技术参数，施工中加强管理，以确保工程质量。通过实践证明采用旋喷桩加固着实是一种行之有效的施工方法，开挖后桩体完整，强度满足要求，达到了实际效果。所以只要在施工过程中严格按技术方案施工，控制好施工中预定的客观因素，很多难题都会迎刃而解。
　　参考文献
　　[1]李关华温建文，《高压旋喷桩用于管道堵漏的施工方案》，广东科技，2007-08。
　　[2]马慧君，《旋喷桩在桥梁基础加固中的应用》，铁道标准设计，2009-07。
　　[3]董兆松，《高压旋喷桩施工技术》，公路与汽运，2007-05。