樹根樁在鐵路隧道施工中的應(yīng)用

摘要：介紹在尖山隧道出口端D3K147+805～D3K147+853基底加固，采用樁徑300mm，間距800×800mm，樁長平均3.5m的樹根樁處理膨脹土地基的施工方法。

關(guān)鍵詞：樹根樁施工鉆孔高壓注漿

1、工程概況

尖山隧道DIK145+320～D3K147+853全長2533m。隧道出口端D3K147+805～D3K147+853段為膨脹土，對隧道構(gòu)成影響的膨脹土最大厚度近9.5米，具有表層干硬，下部漸軟，遇水易膨脹，邊坡穩(wěn)定性差。地基處理設(shè)計(jì)采用樹根樁，直徑為300mm，間距800×800mm，樁長平均為3.5m，內(nèi)置正方形的鋼筋籠；分布在尖山隧道出口端D3K147+805～D3K147+853基底。樹根樁加固如圖所示。

隧道出口端D3K147+805～D3K147+853地面以下11.8m~
14.9m為弱膨脹土，容易塌孔，造成鉆孔困難。施工場地狹窄，對鉆機(jī)的就位和移位有較大影響。

2、樹根樁施工工藝

樹根樁施工工藝流程：樁孔定位→樁機(jī)就位→鉆孔→清孔→拔鉆桿→吊裝鋼筋籠→下注漿管→填碎石→注清水→第一次壓力注漿→第二次壓力注漿→拔注漿管→處理樁頭

2.1施工準(zhǔn)備

首先將施工場地墊實(shí)整平，測量確定樁位，并根據(jù)樁位鋪設(shè)鉆機(jī)的行走軌道。

2.2鉆機(jī)就位

鉆孔機(jī)采用MGJ-50型錨桿工程鉆機(jī)，根據(jù)工程要求配備150mm回轉(zhuǎn)式鉆頭。

2.3鉆孔

開鉆后，通過調(diào)整鉆機(jī)動力頭輸出的轉(zhuǎn)速變化來適應(yīng)土層的變化，使鉆進(jìn)過程中鉆機(jī)平穩(wěn)。鉆進(jìn)過程中，隨著鉆孔深度的增加，相應(yīng)接長鉆桿，每節(jié)鉆桿長度為2.0m；為防止鉆進(jìn)過程中塌孔，現(xiàn)場配置泥漿，由鉆桿充入進(jìn)行泥漿護(hù)壁?？字胁粩嘤心酀{冒出，在現(xiàn)場挖兩個3m×3m×1.5m泥漿坑,將鉆孔冒出的泥漿排入泥漿坑。

2.4清孔

鉆機(jī)達(dá)到設(shè)計(jì)深度后，將鉆桿提起200mm左右，注入清水開動鉆機(jī)空鉆，進(jìn)行清孔作業(yè)，到孔中流出的泥漿比重小于1.2為止，從而完成了置換泥漿清孔的目的。

2.5吊裝鋼筋籠及安設(shè)注漿管

清孔后逐節(jié)拔鉆桿，吊裝鋼筋籠。鋼筋籠分節(jié)制作，上下兩節(jié)鋼筋籠豎向鋼筋采用焊接連接。鋼筋籠的四周設(shè)定位塊，鋼筋籠在定位塊的約束下，垂直插入樁孔內(nèi)，施工時防止將周圍的土帶入孔內(nèi)，將孔堵塞。在鋼筋籠中心綁扎一根PVC管作為注漿管，注漿管的下端距孔底為300mm左右。注漿管頂端外露部分與高壓泥漿泵的高壓膠管接頭連接，高壓膠管與PVC管接頭要箍緊。

2.6填碎石

在鋼筋籠下入孔內(nèi)后，直接往孔內(nèi)填入5～13mm粒徑的碎石，下料不宜太快；下料過程中應(yīng)輕輕敲擊鋼筋籠，確保填料密實(shí)。

2.7注漿

注漿采用衡陽機(jī)械廠生產(chǎn)的BW-250型高壓泥漿泵，水泥用425號普通硅酸鹽水泥。水泥漿攪拌過程攪拌罐中不得有雜物和硬塊，隨后進(jìn)行首次打壓注漿，直到水泥漿溢出孔外為止。首次注漿后穩(wěn)定半小時后，再進(jìn)行第二次注漿，第二次注漿邊注漿邊將注漿管向外拔。拔管后按質(zhì)檢要求在頂部取混凝土制成試塊，然后填補(bǔ)樁頂混凝土至設(shè)計(jì)標(biāo)高。

3、施工質(zhì)量控制措施

鉆孔前校核樁位，樁位偏差控制在20mm以內(nèi)。

鉆孔過程中尺量樁體垂直度，樁體垂直度不超過1%。

鉆孔時用泥漿護(hù)壁或清水護(hù)壁，不用套管時在孔口附近下一段套管；作為端承樁時必須下套管成孔。鉆孔到設(shè)計(jì)標(biāo)高后，直到孔口泛水為止。

吊放鋼筋籠，節(jié)間鋼筋搭接焊縫長度不小于5倍鋼筋直徑。施工時盡量縮短吊放和焊接時間。

碎石用水沖洗后計(jì)量填放，填入量不小于計(jì)算體積的0.8-0.9倍。填灌過程始終利用注漿管注水清孔。

注漿選用能兼注水泥漿和砂漿的注漿泵，最大工作壓力不大于1.5Mpa。注漿時控制壓力，使?jié){液均勻上冒，直至泛出孔口為止。

拔管后按質(zhì)檢要求在頂部取混凝土制成試塊，然后填補(bǔ)樁頂混凝土至設(shè)計(jì)標(biāo)高。

樹根樁如出現(xiàn)縮頸和塌孔現(xiàn)象，將套管下到產(chǎn)生縮頸和塌孔的土層深度以下。

樹根樁施工時防止出現(xiàn)穿孔和漿液沿砂層大量流失的現(xiàn)象，樹根樁額定注漿量不應(yīng)超過樁身體積計(jì)算的三倍，當(dāng)漿液達(dá)到額定注漿量時應(yīng)停止注漿。此時可采用跳孔施工、間歇施工和添加速凝劑等措施來解決漿液流失的問題。

4、質(zhì)量檢驗(yàn)

施工過程做好現(xiàn)場驗(yàn)收記錄，包括鋼筋籠制作、成孔和注漿等各項(xiàng)工序檢查。

每三根樁做一組試件，每組三塊150ⅹ150ⅹ150mm，以便測定樁身混凝土強(qiáng)度。

對承受垂直荷載的樹根樁，采用荷載試驗(yàn)方法檢驗(yàn)其承載力和沉降特性，也可用動測法檢驗(yàn)樁身質(zhì)量。在建造上部結(jié)構(gòu)前檢驗(yàn)樁位、樁數(shù)和樁頭強(qiáng)度。

當(dāng)發(fā)現(xiàn)斷樁現(xiàn)象時，及時采取加固措施。

5、實(shí)施效果

樹根樁施工完畢后，中南大學(xué)檢測中心對樁的完整性進(jìn)行檢測，抽檢12根，完整11根，基本完整1根，完整性達(dá)到100%。樁身混凝土試件經(jīng)駐地監(jiān)理見證試驗(yàn)，其強(qiáng)度均滿足設(shè)計(jì)要求。

6、結(jié)束語

尖山隧道隧底加固結(jié)束后，經(jīng)測量沒有發(fā)生明顯的沉降現(xiàn)象。采用樹根樁處理地基效果好，這一施工方法解決了狹窄施工場地情況下地基處理施工技術(shù)的難題，類似的隧道工程施工均可以此為鑒。