1、工程概述
通讓線K100+276.23新建1-7.0m頂進框構橋，橋址地質：自上而下依次為素填土、粉質粘土、粉土、細砂、粉砂，地基承載力[δ]=100-120kPa，設計為高壓旋噴樁進行加固，加固體直徑為600mm,樁長5m，孔位間距為1.2m，共計300根。既有線下路基設計為路基邊坡斜向鉆孔，與水平線交角10.8°-34.2°，樁長為4.84-4.24m。樁體設計強度為2.5MPa，加固后復合地基試驗承載力[δ]≥150kPa，樁體單樁豎向承載力特征值Ra=282KN。
2、旋噴樁加固機理
所謂高壓旋噴樁，就是利用鉆機把帶有特殊噴嘴的注漿管鉆至土層的預定位置后，以高壓設備使水泥漿液以高壓流從噴嘴中噴射出來，沖擊破壞土體，當能量大、速度快和呈脈動狀的噴射流的動壓超過土體結構強度時，土粒從土體剝離下來，除部分土粒隨水泥漿冒出水面，其余土粒在噴射流的沖擊力、離心力和重力等作用下，與水泥漿攪拌混合并按一定的漿土比例和質量大小有規(guī)律的重新排列。水泥漿凝固后在土中形成一個固結體，從而使地基得到加固。
旋噴時噴嘴以20MPa左右的壓力噴射，同時以一定速度（20-22r/min）旋轉和（15-30cm/min）徐徐提升，形成圓柱狀固結體提高地基的抗剪強度及改善土的變形性質。使其在上部結構荷載直接作用下，不會產生破壞或較大變形；并可形成封閉的帷幕。
3、施工方案選擇
3.1方案選擇
高壓旋噴樁注漿法分為單管法、二重管法、三重管法。從施工過程中來看，單管法施工時，是以水泥漿高速噴射沖擊破壞土體，從單管噴射高壓水泥漿為噴射流；二重管法、三重管法施工時，是以水泥漿、水或壓縮空氣等介質高速噴射沖擊破壞土體，形成噴射流。本框構地基為軟弱泥沙質土層且含水量較大，如在施工過程中排水量較大時，對軟弱土層的物理力學性質起到軟化和泥化的不良作用。本框構橋采用單管法進行地基加固處理。
3.2機具人員配置
機具：MJG-50型錨桿鉆機2臺，GPB-90型高壓注漿泵2臺，WJG-80型制漿機4臺，一千升漿桶1個。
人員：施工負責人1名、技術員1名、機長2名、電工及灌漿工等技術工人8名。
3.3 施工參數確定
1、施工技術參數
2、漿液用量計算公式：Q=Hq（1+α）/V
式中Q為漿液用量（m
3），V為提升速度（m/min），H為旋噴樁長度（m），q為單位時間壓漿量（m
3/min），α為損失系數，一般為0.1-0.2。
3、施工配合比：水、水泥、速凝劑、膨脹劑摻入比例為 1:1:0.1:0.01。
4、施工工藝
4.1施工準備
在既有線路基邊坡測量放樣，釘木樁標出每個旋噴樁的位置，在路堤坡腳外挖沉淀池和排污池。
4.2 鉆機就位
垂直旋噴樁施工：鉆機安放在設計的孔位上并保持垂直，施工時旋噴管傾斜小于1.5%。
斜向旋噴樁施工：在路基邊坡上用鋼腳手桿搭設層高2.0m的作業(yè)排架，排架間距為1.0m，在排架上滿布跳板作為施工平臺外側設防護欄桿。因鉆機斜向鉆進產生的反作用力易造成平臺傾斜。在排架每個節(jié)點處，垂直既有線坡面打入鋼管樁，深2.0m,并用鎖扣鎖住，外側設置支撐柱對作業(yè)平臺進行加固。
鉆機就位調整：將鉆機用汽車吊吊在作業(yè)平臺上，調整鉆桿和導向架達到設計角度，固定鉆機并鉆進。
4.3 鉆機成孔
旋噴樁平面布孔形式為矩形，沿框構橋向平行對稱布孔。采用間隔跳打方式進行施工，提升速度20cm/min，轉速20r/min，鉆孔位置與設計位置允許偏差不得大于50mm。
4.4 插管噴射
鉆機對位后將噴管插入地層預定的深度，插管與鉆孔同時完成。插管過程中為防止泥沙堵塞噴嘴，采用邊射水、邊插管，水壓力不超過1MPa。壓力過大時發(fā)生過孔壁射塌現象。
噴管插入預定深度后，由下而上進行噴射作業(yè)。實驗員時刻注意檢查水泥漿初凝時間、注漿流量、壓力、旋轉提升隨度等參數，與設計要求進行比照，隨時做好記錄，并繪制作業(yè)過程曲線。當水泥漿初凝時間超過20小時后，及時停止使用該水泥漿液并查找原因，調整后方可繼續(xù)施工。
噴射施工完畢后，把注漿管等機具設備沖洗干凈，采用水泥漿換成水，在地面噴射，清除泥漿泵、注漿管內、軟管內殘存水泥漿。
4.5 工藝流程圖
5、施工措施
5.1 鉆機就位時機座平穩(wěn)，立軸或轉盤與孔位對正，傾角與設計誤差不大于0.5°。
5.2 噴射注漿前，先檢查高壓設備管路系統(tǒng)，設備的壓力和排量滿足設計要求，管路系統(tǒng)密封圈良好，各通道和噴嘴無雜物；噴射注漿時，注意開動注漿泵，待估算水泥漿的前鋒流出噴頭后，開始提升注漿管，噴射注漿的孔段與前段搭接0.1m，防止固結體脫節(jié)；噴射注漿作業(yè)后，由于水泥漿析水會出現收縮固結體頂面出現凹穴，所以及時用水泥漿進行補灌，防止鉆孔排出的泥漿雜物流入。
5.3 在相鄰兩個孔間開挖排漿溝，形成樁與樁之間的系梁，以提高復核地基總體的承載力。
5.4冒漿處理：在旋噴處理中，有一定數量的土粒，隨著一部分水泥漿沿著注漿管管壁冒出地面。通過現場試驗員觀察，及時了解土層狀況，噴射的大致效果和噴射參數的合理性等。冒漿量小于注漿量的20%者為正?，F象，超過20%或完全補冒漿，技術查明原因，并采取如下措施：
1、若系地基中空隙過大引起不冒漿，采用在水泥漿中添加速凝劑，縮短固結時間，使水泥漿在一定土層范圍內凝固另外在空隙地段增加注漿量，填充完空隙后在繼續(xù)正常施工。
2、冒漿量過大時，一般為有效噴射范圍與水泥漿不相適應，注漿量超過旋噴固結所需的漿量造成的。減少的方法根據現場的實際情況采取提高噴射壓力、適當縮小噴嘴直徑、控制固結體形狀。
6、質量檢驗
6.1 檢查內容
旋噴樁檢驗分為施工前檢查和施工后的檢查，施工前先進行旋噴試驗固結體，主要通過檢查確定旋噴參數、水泥漿配件、外加劑材料，旋噴質量等，施工后檢查為旋噴固結體在土層形成后進行，檢驗時間為噴射施工結束后4周進行，檢查數量為旋噴固結體數量的2%～5%，每個加固工程至少2個，檢查對象為地質條件復雜地區(qū)及旋噴時異常現象的固結體。
質量檢查內容：固結體的整體性和均勻性；有效直徑；垂直度、強度特征（包括樁的橫向壓力、水平推力、抗酸堿性、抗凍性、抗?jié)B性等）、溶蝕和耐久性能。
6.2 檢驗方法
本工程旋噴樁施工完成后采用室內試驗及荷載試驗兩種方法進行質量檢驗。
室內試驗：共制作3組標準試件進行無側限抗壓強度試驗，強度大于設計的2.5MPa為滿足要求。
荷載試驗：有平板靜荷試驗和載荷板試驗兩種，本工程采用靜荷載試驗，試驗結果為單樁承載力300-320KN，大于設計值282KPa。樁間土的承載力為155～170KPa，大于設計值150MPa，滿足設計要求。
7、結束語
該框構橋經過地基旋噴樁加固后，預制框構橋主體頂進施工作業(yè)及養(yǎng)護維修線路期間，框構橋施工影響區(qū)段的線路未發(fā)生明顯沉降，保證了鐵路營業(yè)線安全，軟土地基加固取得較好的施工效果，為類同項目提供借鑒。
