一種水平加筋水泥土樁加固鐵路路堤的施工方法
【專利摘要】本發明公開了一種水平加筋水泥土樁加固鐵路路堤的施工方法，包括按順序施作的如下步驟：施工準備、鉆孔定位、搭設工字鋼作業平臺、施工設備調試及檢查、水平旋噴鉆機對位調平、水平鉆進引孔、水平旋噴成樁、插工字鋼、沖洗機具和施工冠梁。本發明的水平加筋水泥土樁加固鐵路路堤的施工方法，采用水平旋噴成樁的方法，有效降低了水平加筋水泥土樁的施工難度，并且能夠有效確保加筋水泥土樁成樁的相對位置；本發明插入工字鋼的方法，避免了工字鋼在插入水泥土旋噴樁的過程中自身發生的撓曲變形現象，顯著提高了水平加筋水泥土樁加固鐵路路堤的施工質量。
【專利說明】一種水平加筋水泥土粧加固鐵路路堤的施工方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于鐵路路堤強化施工方法【技術領域】，具體涉及一種水平加筋水泥土樁加固鐵路路堤的施工方法。
【背景技術】
[0002]隨著高速鐵路、重載鐵路的不斷發展，長期運營的鐵路路堤會產生一定量的沉降變形，這種變形不斷積累，當變形超過一定程度的時候就會影響行車安全。因此，必須要對出現沉降變形趨勢的路堤進行加固強化。
[0003]目前，采用水平加筋水泥土樁加固鐵路路堤，可不影響線路運營，具有較大的應用前景。現在，水平加筋水泥土樁加固鐵路路堤的施工過程，通常是在搭設好作業平臺，調試好施工設備之后，直接采用高壓旋噴的方式形成水泥土樁，然后直接插入工字鋼。這樣的施工過程，若直接采用高壓旋噴施工，施工難度大，成樁質量不易保證，且形成的水泥土旋噴樁往往與設計方位相偏離；其次，直接將工字鋼插入未凝固的水泥土旋噴樁里，工字鋼與水泥土旋噴樁的相對位置不易控制，并且需要水平推力較大的插筋設備，即使采用水平推力較大的插筋設備，也經常出現加筋材料無法插入的情況；同時，由于工字鋼較細長，其在插入水泥土旋噴樁的過程中極易產生一定的撓曲變形，導致工字鋼一端直接穿透水泥土旋噴樁側表面而插入到路堤中，無法形成規則的加筋水泥土樁，嚴重影響了路堤加固的效果。
【發明內容】
[0004]本發明針對現有技術中存在的不足，提供了一種水平加筋水泥土樁加固鐵路路堤的施工方法，該方法有效地提高了在路堤中水平施工加筋水泥土樁的成樁質量，達到了成本低、施工高效便捷、安全的目的。
[0005]本發明為解決這一問題所采取的技術方案是:
本發明的水平加筋水泥土樁加固鐵路路堤的施工方法，包括按順序施作的如下步驟:施工準備、鉆孔定位、搭設工字鋼作業平臺、施工設備調試及檢查、水平旋噴鉆機對位調平、水平鉆進引孔、水平旋噴成樁、插工字鋼、沖洗機具和施工冠梁。
[0006]本發明的具體施作過程如下:
第一步:施工準備
在需要加固的鐵路路堤范圍內，對線路兩側的路堤邊坡坡面及路堤邊坡兩側坡腳一定范圍進行場地清理及平整。在上、下行線軌枕上沿線路方向間隔一定距離布置監測樁，并在施工過程中持續進行監測。
[0007]第二步:鉆孔定位
按照水平加筋水泥土樁的設計位置，在已清理的鐵路路堤邊坡上進行標定，控制好樁的水平間距及豎向間距。
[0008]第三步:搭設作業平臺
在已平整的路堤邊坡及坡腳場地上搭設腳手架，要求所搭設的腳手架每一層的水平面與路堤面平行，搭設過程中采用水平尺配合全站儀實施，保證搭設的腳手架頂部與路堤面平行，腳手架上鋪設面板。
[0009]第四步:施工設備調試及檢查
在作業平臺上鋪設工字鋼導軌，水平旋噴鉆機置于導軌上，將操作臺安放于水平旋噴鉆機支架上，卷揚機安放于作業平臺上。檢查水平旋噴鉆機、液壓泵站、驅動裝置、高壓泥漿泵以及卷揚機等設備是否處于正常狀態，制備水泥漿。
[0010]第五步:水平旋噴鉆機對位調平
水平旋噴鉆機定位、定向與調平，確保水平打入設備鉆頭與已標定在路堤邊坡上打入位置相對應，成樁樁體的方向與水平滿足要求，固定水平旋噴鉆機。
[0011]第六步:水平鉆進引孔
安裝鉆桿，鉆桿前端安裝引孔鉆頭，控制好引孔時的水泥漿噴射壓力，水泥漿噴射壓力控制為2?5MPa，按設計位置進行引孔施工，不斷接長鉆桿，直至引孔水平鉆進至距離出口水平距離為2m時停止鉆進，并抽出鉆桿。
[0012]第七步:水平旋噴成樁
卸下引孔鉆頭，安裝旋噴鉆頭，沿引孔位置對路堤進行旋噴施工。采用低壓旋噴水平鉆進3.5m時，回退鉆桿并同時開始高壓旋噴，高壓旋噴壓力控制在15?25MPa，旋轉速度16?20r/min,提升速度15?20cm/min,形成水泥土旋噴體。回退至距鉆孔1.5m時停止高壓旋噴，接長一根鉆桿(2m)，繼續無旋噴向路堤內鉆進4m，再回退鉆桿達到2m距離，并伴隨高壓旋噴，重復上述工序，直至形成水泥土旋噴體距離另一側路堤邊坡1.5m時停止高壓旋噴，繼續低壓鉆進至穿透路堤，形成水泥土旋噴樁。
[0013]第八步:插工字鋼
在路堤邊坡另一側，打設好插工字鋼作業平臺，使得平臺高度略低于鉆孔標高，將鋼絞線一端與旋噴鉆頭相連接，鋼絞線的另一端與預先加工好的一端帶孔的工字鋼相連接。鋼絞線連接牢固后，回退鉆桿，并逐節卸下鉆桿。移開水平旋噴鉆機，并安裝固定好卷揚機，將與旋噴鉆頭相連接的鋼絞線與卷揚機相連接，啟動卷揚機沿水泥土旋噴樁體軸線方向拉拔鋼絞線，使得工字鋼插入至水泥土旋噴樁中，當工字鋼外端差10?20cm完全插入路堤體內時，停止拉拔鋼絞線，將第二段工字鋼一端與已插入的工字鋼的外端焊接起來，并用1cm長的短鋼筋焊接加固連接處兩段工字鋼的底板及腹板；焊接工作完成后，繼續拉拽鋼絞線，重復上述工序，直至工字鋼全部插入路堤。
[0014]第九步:沖洗機具
重點對鉆桿、引孔鉆頭及旋噴鉆頭進行沖洗。
[0015]第十步:重復第二步至第九步，施工下一根加筋水泥土樁
按照設計方案，將水平旋噴鉆機沿線路方向平移至下一鉆孔位置，重新按照上述方案進行施工。
[0016]第^^一步:施工冠梁
待所有水平加筋水泥土樁施工完畢后，沿兩側路堤邊坡表面加筋水泥土樁的外露位置施工冠梁。
[0017]本發明具有的優點和積極效果是:
本發明的水平加筋水泥土樁加固鐵路路堤的施工方法，采用水平旋噴成樁的方法，有效降低了水平加筋水泥土樁的施工難度，并且能夠有效確保加筋水泥土樁成樁的相對位置；本發明插入工字鋼的方法，避免了工字鋼在插入水泥土旋噴樁的過程中自身發生的撓曲變形現象，顯著提高了水平加筋水泥土樁加固鐵路路堤的施工質量。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]圖1是本發明的水平加筋水泥土樁加固鐵路路堤的施工方法的流程圖；
圖2為水平旋噴鉆機安裝到位后的剖面位置示意圖；
圖3為水平旋噴鉆機開始引孔時的剖面位置示意圖；
圖4為水平旋噴鉆機驅動裝置與鉆桿分離后的剖面位置示意圖；
圖5為水平旋噴鉆機引孔達到預定深度時的剖面位置示意圖；
圖6為水平旋噴鉆機引孔結束后換上旋噴鉆頭后的剖面位置示意圖；
圖7為水平旋噴鉆機換上旋噴鉆頭后低壓鉆進路堤體水平距離達到1.5m后，啟動高壓噴射后形成的水泥土旋噴體的結構示意圖；
圖8為水平旋噴鉆機旋噴鉆進施工結束后旋噴鉆頭與鋼絞線連接的示意圖；
圖9為水平旋噴鉆機回拉鋼絞線的示意圖；
圖10為卷揚機回拉鋼絞線帶動工字鋼插入水泥土旋噴樁的示意圖；
圖11為完成水平加筋水泥土樁兩側冠梁施工后的結構示意圖。
[0019]附圖中主要部件符號說明:
1:路堤2:軌枕
3:軌道4:監測樁
5:腳手架6:面板
7:水平旋噴鉆機 8:液壓泵站 9:高壓泥漿泵10:驅動裝置
I1:鉆桿12:引孔鉆頭 13:引孔形成的孔洞14:旋噴鉆頭
15:水泥土旋噴體 16:水泥土旋噴樁 17:工字鋼作業平臺18:鋼絞線 19:工字鋼20:卷揚機
21:冠梁。
【具體實施方式】
[0020]以下參照附圖及具體實施例對本發明的水平加筋水泥土樁加固鐵路路堤的施工方法做進一步說明。下述實施例僅用于說明本發明而并非對本發明的限制。
[0021]圖1是本發明的水平加筋水泥土樁加固鐵路路堤的施工方法的流程圖；圖2至圖11為本發明的施工過程中某一個施工階段的結構圖。如圖1至圖11所示，本發明的水平加筋水泥土樁加固鐵路路堤的施工方法，具體包括以下步驟:
第一步:施工準備
在需要加固的鐵路路堤I范圍內，對線路兩側的路堤邊坡坡面及路堤邊坡兩側坡腳一定范圍進行場地清理及平整。將液壓泵站8、高壓泥漿泵9和卷揚機20布置在水平旋噴鉆機7 —側。在路堤I頂面上、下行線的軌枕上沿線路方向間隔一定距離布置監測樁4，并在施工過程中對監測樁4持續進行監測。
[0022]第二步:鉆孔定位
按照水平加筋水泥土樁的設計位置，在已清理的鐵路路堤I邊坡上進行標定，控制好水泥土旋噴樁16的水平間距及豎向間距。
[0023]第三步:搭設工字鋼作業平臺
在已平整的路堤I邊坡及坡腳場地上搭設水平旋噴鉆機一側的腳手架5，要求所搭設的腳手架5每一層的水平面與路堤面平行，搭設過程中采用水平尺配合全站儀實施，保證搭設的腳手架頂部與路堤面平行，并在腳手架5上方鋪設面板6。
[0024]第四步:施工設備調試及檢查
在工字鋼作業平臺17上鋪設工字鋼導軌，水平旋噴鉆機7置于導軌上，將操作臺安放于水平旋噴鉆機支架上，卷揚機20安放于作業平臺上。檢查水平旋噴鉆機7、液壓泵站8、驅動裝置10、高壓泥漿泵9以及卷揚機20等設備是否處于正常狀態。按照0.8:Γ1:1的配比制備水泥漿，并攪拌均勻，采用二次攪拌，并設置一定孔徑的濾網進行過濾，確保水泥漿不堵塞旋噴鉆頭14。
[0025]第五步:水平旋噴鉆機對位調平
將水平旋噴鉆機7吊送至面板6上，進行定位、定向與調平，確保引孔鉆頭12與已標定的路堤邊坡上打入位置相對應，并固定水平旋噴鉆機。
[0026]第六步:水平鉆進引孔
在驅動裝置10上安裝鉆桿11，鉆桿11前端安裝引孔鉆頭12，引孔施工時水泥漿噴射壓力控制為2?5MPa，按設計位置進行引孔施工，不斷接長鉆桿11，引孔水平鉆進至距離出口水平距離為2m時停止鉆進，并抽出鉆桿，完成引孔形成的孔洞13的施工。
[0027]第七步:水平旋噴成樁
卸下引孔鉆頭12，安裝上旋噴鉆頭14，沿引孔位置對路堤進行鉆進施工。低壓旋噴水平鉆進3.5m時，回退鉆桿并同時開始高壓旋噴，高壓旋噴壓力控制在15?25MPa，旋轉速度16?20r/min,提升速度15?20cm/min,形成水泥土旋噴體15。回退至距鉆孔1.5m時停止高壓旋噴，接長一根鉆桿(2m)，繼續無旋噴向路堤內鉆進4m，再回退鉆桿達到2m距離，并伴隨高壓旋噴，重復上述工序，直至形成水泥土旋噴體距離另一側路堤邊坡1.5m時停止高壓旋噴，繼續低壓鉆進至穿透路堤1，形成水泥土旋噴樁16。
[0028]第八步:插工字鋼
在水平旋噴鉆機7另一側，安裝好工字鋼作業平臺17，使得平臺高度略低于鉆孔標高，將預先準備好的鋼絞線18 —端與外露的旋噴鉆頭14相連接，鋼絞線18的另一端與預先加工好的一端帶孔的工字鋼19牢固連接。回退鉆桿11，并逐節卸下鉆桿11。移開水平旋噴鉆機7，并安裝固定好卷揚機20，將與旋噴鉆頭14相連接的鋼絞線18與卷揚機20相連接，啟動卷揚機20，沿鉆孔軸線方向拉拽鋼絞線18。在拉拔過程中，觀察路堤另一側工字鋼19的插入量，當工字鋼19外端差10?20cm完全插入路堤I體內時，停止拉拔鋼絞線18，將第二段工字鋼一端與已插入的工字鋼的外端焊接起來，并用1cm長的短鋼筋焊接加固連接處兩段工字鋼的底板及腹板。焊接工作完成后，繼續拉拽鋼絞線18，重復上述工序，直至工字鋼19全部插入路堤I。拉拽工字鋼19完成后，解下與工字鋼連接的鋼絞線18，完成一根水平加筋水泥土樁的施工。
[0029]第九步:沖洗機具
對鉆桿11、引孔鉆頭12及旋噴鉆頭14進行沖洗。
[0030]第十步:重復第二步至第九步，施工下一根加筋水泥土樁
按照設計方案，將水平旋噴鉆機沿線路方向平移至下一鉆孔位置，重新按照上述方案進行施工。
[0031]第^^一步:施工冠梁
待所有水平加筋水泥土樁施工完畢后，沿兩側路堤邊坡表面加筋水泥土樁的外露位置布置鋼筋籠，鋼筋籠與工字鋼19的端部焊接連接，并安裝冠梁21的模板，現澆混凝土，完成路堤邊坡兩側冠梁21的施工。
【權利要求】
1.一種水平加筋水泥土樁加固鐵路路堤的施工方法，其特征在于，該方法包括按順序施作的如下步驟:施工準備、鉆孔定位、搭設工字鋼作業平臺、施工設備調試及檢查、水平旋噴鉆機對位調平、水平鉆進引孔、水平旋噴成樁、插工字鋼、沖洗機具和施工冠梁。
2.根據權利要求1所述的水平加筋水泥土樁加固鐵路路堤的施工方法，其特征在于，所述的水平鉆進引孔步驟，施工時水泥漿噴射壓力控制為2?5MPa，按設計位置進行引孔施工，不斷接長鉆桿，引孔水平鉆進至距離出口水平距離為2m時停止鉆進，并抽出鉆桿。
3.根據權利要求1所述的水平加筋水泥土樁加固鐵路路堤的施工方法，其特征在于，所述的水平旋噴成樁步驟中，在采用低壓旋噴水平鉆進3.5m時，回退鉆桿并同時開始高壓旋噴，高壓旋噴壓力控制在15?25MPa，旋轉速度16?20r/min，提升速度15?20cm/min，形成水泥土旋噴體，回退至距鉆孔入口 1.5m時停止高壓旋噴，接長一根2m的鉆桿，繼續無旋噴向路堤內鉆進4m，再回退鉆桿達到2m距離，并伴隨高壓旋噴，重復上述工序，直至形成水泥土旋噴體距離另一側路堤邊坡1.5m時停止高壓旋噴，繼續低壓鉆進至穿透路堤，形成水泥土旋噴樁。
4.根據權利要求1所述的水平加筋水泥土樁加固鐵路路堤的施工方法，其特征在于，所述的插工字鋼步驟的具體步驟包括:將鋼絞線一端與出露的旋噴鉆頭相連接，另一端與預先加工好的一端帶孔的工字鋼相連接；鋼絞線連接牢固后，回退鉆桿，并逐節卸下鉆桿；移開水平旋噴鉆機，并安裝固定好卷揚機，將與旋噴鉆頭相連接的鋼絞線與卷揚機相連接，啟動卷揚機沿水泥土旋噴樁體軸線方向拉拔鋼絞線，工字鋼長度不足時，采用焊接的方式將工字鋼接長，完成一根水平加筋水泥土樁的施工。
【文檔編號】E02D17/20GK104294831SQ201410560693
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年10月21日 優先權日:2014年10月21日
【發明者】宋緒國, 張志民, 郭世周, 董捷, 陳洪運, 周寶貴, 段文旭 申請人:鐵道第三勘察設計院集團有限公司