公路工程碎石注漿樁施工技術(shù)

單海浪

摘要:本文首先討論了技術(shù)原理,接著分析了施工工藝、碎石注漿樁技術(shù)特征、樁身質(zhì)量的檢測(cè),最后探究了監(jiān)測(cè)方案。

關(guān)鍵詞:注漿樁;碎石棉

1 技術(shù)原理

注漿樁主要是一種由碎石和水泥砂漿膠結(jié)而成的小型鉆孔灌注樁,因此,從成樁工藝看,碎石注漿樁屬于鉆孔灌注樁,從樁的材料看,又屬于膠結(jié)體樁。樁的直徑一般為30cm～70cm,適用樁長(zhǎng)30m以內(nèi)。其基本原理是利用小型鉆機(jī)按設(shè)計(jì)直徑,鉆進(jìn)至設(shè)計(jì)深度成孔,然后先將注漿管放至孔底,再投放碎石料。在投放碎石料的過(guò)程中,利用注漿管放水清洗孔壁。碎石料投放完成后進(jìn)行注漿,漿液一般由下向上逆行,當(dāng)漿液灌注至地面以后便固結(jié)成樁。漿液除在鉆孔中滲透固結(jié)碎石成樁外,也向四周土體滲透。使樁體和土體間形成一個(gè)土和砂漿結(jié)合的過(guò)渡帶,增加了樁和四周土體的摩擦力,所以注漿樁從受力特性看又屬于摩擦樁。注漿樁近年來(lái)有很大的發(fā)展,非凡是在高速公路的地基處理中?？梢院芎玫匕l(fā)揮它的優(yōu)點(diǎn)。

2 施工工藝

碎石注漿樁的施工過(guò)程主要分為摘要:鉆孔、清孔、投石以及注漿四部分。

鉆孔。主要采用GPS10型或和此相類似的工程鉆機(jī),鉆頭為魚(yú)尾鉆頭或三翼鉆頭均可。采用泥漿護(hù)壁大泵量正循環(huán)方法作業(yè)。為了保證鉆孔垂直,應(yīng)隨時(shí)測(cè)量,確保垂直度偏差小于1%。鉆進(jìn)過(guò)程中應(yīng)不斷檢查泥漿比重,砂土應(yīng)保持在1.17～1.25之間,淤泥質(zhì)土應(yīng)保持在1.20～1.25之間?？咨畈坏眯∮谠O(shè)計(jì)孔深。為了防止出現(xiàn)塌孔現(xiàn)象,孔頂應(yīng)用鋼筒加以保護(hù)。

清孔分一次清孔和二次清孔。一次清孔應(yīng)在鉆孔完成后進(jìn)行,當(dāng)鉆孔至設(shè)計(jì)深度后,鉆具原位回轉(zhuǎn)。正循環(huán)沖孔排渣。清孔至沉渣厚度小于10cm。此時(shí)孔內(nèi)的泥漿比重應(yīng)控制在1.15左右,當(dāng)泥漿比重達(dá)到要求后,提鉆移機(jī),并用測(cè)繩測(cè)量孔深,檢孔器測(cè)量孔徑。二次清孔是在投石時(shí)進(jìn)行,一邊投石一邊清洗,此時(shí)孔內(nèi)的泥漿比重應(yīng)控制在1.05左右。

投石。清孔之后應(yīng)及時(shí)投放碎石,投石之前應(yīng)將注漿管放至孔底,投放時(shí)為減少碎石沖刷孔壁,應(yīng)在孔頂部加一碎石導(dǎo)向管。碎石的直徑在20mm~-40mm之間為宜,直到投石達(dá)到孔口標(biāo)高為止。

注漿。主要是利用砂漿泵將水泥砂漿通過(guò)注漿管壓入孔內(nèi)。砂漿泵可以用SGB-10型或和此相類似的砂漿泵,注漿管為普通鋼管即可。砂漿材料主要為普通硅酸鹽水泥,砂的粒徑不大于0.5mm,根據(jù)設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求配比進(jìn)行配置砂漿。當(dāng)注漿達(dá)到一定量后,為防止泥漿在重力功能下向土體大量擴(kuò)散,減小用漿量,應(yīng)逐漸向上拔管,拔管速度應(yīng)根據(jù)注漿量進(jìn)行控制為主,每次拔管的間距為0.5m,并不間斷注漿。至孔口翻漿比重達(dá)到注入砂漿比重95%時(shí),可一次拔管。為確保注漿質(zhì)量。在注漿的過(guò)程中由于注漿管的振動(dòng)造成孔口石料下沉,故注漿過(guò)程中應(yīng)不斷補(bǔ)料。注漿后樁頂漿液會(huì)下沉,故應(yīng)進(jìn)行回灌作業(yè)。

3 碎石注漿樁技術(shù)特征

施工機(jī)具輕便,便于快速施工,施工場(chǎng)地要求低;施工噪音小,對(duì)施工四周居民影響小;通過(guò)漿液的滲透,加強(qiáng)樁和樁周土體的摩擦力,有利于提高樁的承載力;施工工藝操作簡(jiǎn)單,便于施工質(zhì)量的控制。

4 樁身質(zhì)量的檢測(cè)

根據(jù)國(guó)家規(guī)范,樁身完整性檢測(cè)的方法有以下四種摘要:低應(yīng)變動(dòng)測(cè)法、高應(yīng)變動(dòng)力試驗(yàn)、鉆孔取芯、聲波透射法。對(duì)碎石注漿樁,目前常用的檢測(cè)方法是摘要:無(wú)損低應(yīng)變動(dòng)測(cè)法和鉆孔取芯法。

5 監(jiān)測(cè)方案

軟基處理施工應(yīng)實(shí)行動(dòng)態(tài)控制,嚴(yán)格按監(jiān)控指標(biāo)和要求實(shí)施,在施工過(guò)程中應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)測(cè)頻率。當(dāng)發(fā)現(xiàn)側(cè)向位移速率等指標(biāo)不正常、路基有失穩(wěn)的趨向時(shí),應(yīng)立即向業(yè)主、設(shè)計(jì)等相關(guān)單位通報(bào),并立即采用向路基兩側(cè)卸載、必要時(shí)兩側(cè)應(yīng)再加反壓護(hù)道等辦法進(jìn)行處理。

同一路段、不同觀測(cè)項(xiàng)目的測(cè)點(diǎn)宜布置在同一橫斷面上。施工時(shí),建議按監(jiān)測(cè)儀器設(shè)置表布設(shè)的斷面、位置實(shí)施,并可根據(jù)實(shí)際情況作出適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。

5.1 沉降觀測(cè)

沉降觀測(cè)包括地表沉降觀測(cè)和地基分層沉降觀測(cè)。地表沉降觀測(cè)采用沉降板,分層沉降觀測(cè)采用分層沉降標(biāo)。沉降板應(yīng)設(shè)在鋼塑土工格柵、土工格室或砂墊層之上。沉降板埋設(shè)于路基中心、路肩、坡趾和左右路幅中心。埋設(shè)時(shí),沉降板底槽應(yīng)平整,其下鋪設(shè)60cm×60cm×20cm的砂墊層。

分層沉降標(biāo)采用鉆孑L埋設(shè),要求鉆孔垂直偏差率應(yīng)≤1.5%,并無(wú)塌孔縮孔存在,在埋設(shè)中應(yīng)下套管或泥漿護(hù)壁,波紋管和導(dǎo)管應(yīng)隨埋隨接。分層沉降測(cè)點(diǎn)間距為1m。

5.2 水平位移觀測(cè)

地基土體水平位移。采用測(cè)斜管觀測(cè)。測(cè)斜管采用塑料管,埋設(shè)于路堤邊坡趾部。埋設(shè)時(shí),鉆機(jī)導(dǎo)孑L的垂直偏差率應(yīng)≤1.5%。測(cè)斜管底部進(jìn)入粉砂層或亞粘土層l00cm,管頂高出地面50cm,并加蓋保護(hù)。

5.3 地面水平位移

采用位移邊樁觀測(cè),埋設(shè)在路堤兩側(cè)趾部,其中一根位于坡腳處,其余位于邊溝外側(cè)。邊樁采用10cm×10cm砼預(yù)制樁,埋入深度為1.5m,露出地面10cm。埋置時(shí)采用打入法,樁周應(yīng)回填密實(shí)。

5.4 孔隙水壓力及土壓力觀測(cè)

孔隙水壓力計(jì)采用"一孔多只孔壓計(jì)"埋設(shè)法,從砂墊層底部開(kāi)始埋設(shè),每隔2m埋設(shè)一只。鉆孔埋設(shè)時(shí),應(yīng)做好鉆孔的具體記錄。每只孔壓計(jì)埋設(shè)后,應(yīng)及時(shí)采用接收儀器檢查孔壓計(jì)是否正常。土壓力觀測(cè)采用土壓力計(jì),應(yīng)挖坑水平埋設(shè),坑底應(yīng)平整密實(shí),埋設(shè)后的土壓力計(jì)必須位置正確而穩(wěn)固,上下四面約20cm范圍用細(xì)砂填實(shí)。每只埋設(shè)完應(yīng)及時(shí)測(cè)試,發(fā)現(xiàn)新問(wèn)題及時(shí)糾正或調(diào)換。埋設(shè)后的土壓力計(jì)在初讀數(shù)穩(wěn)定后,方可進(jìn)行其上的填筑工作。

5.5 承載力觀測(cè)

水泥攪拌樁應(yīng)做承載力觀測(cè)。承載力觀測(cè)應(yīng)采用單樁和多樁載荷試驗(yàn)。水泥攪拌樁載荷試驗(yàn)應(yīng)至少在施工3個(gè)月后進(jìn)行,要求水泥攪拌樁單樁容許承載力值不低于120kN(單樁設(shè)計(jì)承載力值)。

5.6 觀測(cè)頻率

除承載力觀測(cè)外,在路堤施工過(guò)程中各觀鋇 項(xiàng)目的觀測(cè)時(shí)間和頻率均相同。

觀測(cè)頻率視不同時(shí)期而定,其中填土期為每日觀測(cè)1～2次;預(yù)壓期第1-4周隔日觀測(cè)1次;預(yù)壓期第四面至第三個(gè)月每周1次;預(yù)壓期第三個(gè)月之后至上路面完畢每半月觀測(cè)1次;從營(yíng)運(yùn)開(kāi)始至設(shè)計(jì)觀測(cè)期每半年觀測(cè)1次。設(shè)計(jì)觀測(cè)期為施工開(kāi)始至營(yíng)運(yùn)期的頭2年。

路堤填筑過(guò)程中,第一級(jí)加載(不含砂墊層)按3.0m控制,可采用較快的速度(1.5個(gè)月左右)加載,填筑砂墊層及其頂部填土?xí)r應(yīng)按上述頻率進(jìn)行觀測(cè)并盡可能控制好加載速度,加載速度適中,同時(shí)應(yīng)保證加載厚度的均勻性,絕對(duì)不答應(yīng)有高的集中料堆存在。

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