淺析公路工程碎石注漿樁施工技術(shù)

何佳姚若蘭

（1 贛州市公路管理局定南分局；2 贛州市公路管理局南康分局）

淺析公路工程碎石注漿樁施工技術(shù)

何佳1姚若蘭2

（1 贛州市公路管理局定南分局；2 贛州市公路管理局南康分局）

碎石樁具有施工操作方便、適應(yīng)性強(qiáng)、噪音小等優(yōu)點(diǎn)，在公路工程中得到了廣泛的應(yīng)用。本文對碎石注漿樁的施工原理、施工工藝以及監(jiān)測要點(diǎn)進(jìn)行了分析。

公路工程；碎石注漿樁；施工技術(shù)

碎石注漿樁是一種由砂石樁與高壓注漿兩項(xiàng)技術(shù)組合發(fā)展起來的新型地基處理技術(shù)。碎石注漿樁具有施工設(shè)備輕便，能夠滿足施工場地要求、承載力高、施工噪音小、對周圍環(huán)境影響小等優(yōu)點(diǎn)。目前在高速公路地基處理中得到了廣泛的應(yīng)用。隨著碎石注漿樁應(yīng)該范圍的不斷擴(kuò)大，我們有必要對碎石樁的施工技術(shù)進(jìn)行深入研究和探討。

1 碎石樁概念及特點(diǎn)

1.1 碎石注漿樁概念

碎石注漿樁是一種無砂混凝土微型樁。是一種介于壓力注漿樁與鉆孔灌注樁之間的樁體形式。在鉆機(jī)根據(jù)要求鉆進(jìn)到設(shè)計(jì)深度以后，再放入注漿管前投放石料。邊投放石料邊用注漿管放水對鉆孔進(jìn)行清洗，當(dāng)石料投放完成后，進(jìn)行注漿，使石料與漿液固結(jié)成樁體。碎石注漿樁可廣泛應(yīng)用于各類建筑、市政工程、地下?lián)跬两Y(jié)構(gòu)以及公路路基工程中。但是這種地基處理技術(shù)對于含水量較大的濕軟土地基處理效果不是很理想。

1.2 碎石注漿樁的特點(diǎn)

由于碎石注漿樁是利用鉆機(jī)在軟土地基中旋轉(zhuǎn)循環(huán)鉆孔成柱，施工過程中噪音較小，且振動(dòng)幅度也較小，因此它不會(huì)對周圍環(huán)境或建筑產(chǎn)生較大的擾動(dòng)，同也可有效控制地表下沉，具有較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益；碎石注漿樁施工過程中不容易出現(xiàn)下沉或坍落現(xiàn)象，施工的可靠性和安全性較高；另外這種樁體的成樁工藝簡單、機(jī)械方便，容易達(dá)到理想的加固效果，具有成本低效益高特點(diǎn)。

2 碎石注漿樁的施工工藝

2.1 測量放樣

根據(jù)設(shè)計(jì)要求對樁位中心進(jìn)行確定，以樁的圓心為中心，其半徑取為樁身與護(hù)壁厚度的半徑之和。將鉆孔用石灰線標(biāo)明。樁位的偏差應(yīng)該控制在20mm范圍內(nèi)，不能存在過大偏差。

2.2 護(hù)筒埋設(shè)

在碎石樁施工過程中，需要通過在孔口段埋設(shè)鋼護(hù)筒來避免施工過程中孔口坍塌的問題。從而保證鉆孔作業(yè)能夠順利進(jìn)行，通常護(hù)筒的長度可為1m，護(hù)筒埋設(shè)后，需要采用粘土對護(hù)筒周圍進(jìn)行填充壓實(shí)，以避免出現(xiàn)泥漿流失的問題。

2.3 鉆孔

通常碎石樁的直徑在30～70cm，樁長在30m之內(nèi)，因此應(yīng)該根據(jù)的樁徑及樁長，選擇合適的鉆機(jī)型號(hào)及鉆頭。在場地整平以后鉆機(jī)就位，采用方木進(jìn)行調(diào)整及固定，保證鉆機(jī)的鉆桿、鉆盤中心與樁的中心位置對應(yīng)，同時(shí)也要保證鉆桿的垂直，其傾斜偏差必須控制在1%范圍內(nèi)；鉆孔時(shí)應(yīng)該隨時(shí)觀察鉆桿的垂直度，保證鉆孔的偏差在1%之內(nèi)。在鉆進(jìn)過程中，應(yīng)該盡量邊打鉆邊注水，以降低鉆頭的溫度，減小鉆頭的磨損，延長其使用壽命；鉆進(jìn)時(shí)要及時(shí)將產(chǎn)生的砂土和泥質(zhì)土清除掉，以免對鉆孔造成堵塞；對泥漿的比重進(jìn)行嚴(yán)格規(guī)定和檢查，通常情況下，碎石樁砂土的比重在1.17～1.25范圍內(nèi)，而淤泥質(zhì)土的比重則應(yīng)該在1.20～1.25范圍內(nèi)，采用這樣的泥漿比重對于鉆孔作業(yè)是非常適合的；鉆機(jī)在鉆進(jìn)過程中，不可避免的會(huì)殘留一些泥土或礫石在孔內(nèi)，因此應(yīng)該適當(dāng)將鉆進(jìn)的深度略大于設(shè)計(jì)深度，但不能超過設(shè)計(jì)深度20cm以上。

2.4 清孔、下管

鉆孔完成后需要對樁孔進(jìn)行清理。清孔工作通?？煞謨纱芜M(jìn)行，第一次清孔應(yīng)該在鉆孔完成之后進(jìn)行，在鉆機(jī)取出后，將孔中的沉渣清理一遍，控制其厚度在10cm之內(nèi)，同時(shí)還需要控制好泥漿的比重；第二次清孔是在孔中的泥漿比重、孔徑及孔深都達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，一邊投石邊進(jìn)行清洗，保證孔內(nèi)的泥漿比重控制在1.05左右；清孔工作完成之后需要將注漿管下放到孔內(nèi)，注漿管的直徑和根數(shù)應(yīng)該視實(shí)際情況來定。注漿管與孔底的距離應(yīng)該在40cm左右，注漿管在下放的過程中，應(yīng)該保護(hù)好管口避免混入雜物。

2.5 投石

在清孔工作完成之后，需要及時(shí)投放碎石，這是碎石注漿樁施工的關(guān)鍵一步。投放的碎石直徑通常需要控制在20mm～40cm之間。為了減少碎石對孔壁的沖刷，應(yīng)該在投放時(shí)加設(shè)一道碎石導(dǎo)向管，在碎石完全將孔沿注滿后，便可停止投放。

2.6 注漿

注漿作業(yè)最為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)就是砂漿泵的造型、砂漿材料的選擇以及注漿過程工藝。注漿泵通?？蛇x擇型號(hào)如SGB-10型或類似的砂漿泵，將泥漿通過注漿管壓入到孔中；砂漿材料選擇時(shí)，需要考慮材料的類型、砂子的粒徑以及砂漿配合比。通常砂子粒徑不應(yīng)該大于0.5mm，同時(shí)根據(jù)設(shè)計(jì)要求對砂漿進(jìn)行配比；注漿時(shí)，為防止泥漿在重力的作用下，向土體中大量擴(kuò)散，應(yīng)該在注入一定的漿量后，就適當(dāng)減少漿量，然后逐漸向上拔管。拔管的速度應(yīng)該根據(jù)注漿量及注漿情況進(jìn)行控制，每閃拔管的間距可控制在0.5m左右，邊拔管邊注漿，不得中斷注漿；當(dāng)砂漿快注到孔口時(shí)，需要對砂漿的比重進(jìn)行調(diào)節(jié)，然后拔一次管。在注漿時(shí)，石料可能會(huì)由于注漿管的振動(dòng)發(fā)生下沉現(xiàn)象，因此應(yīng)該及時(shí)在注漿過程中對石料進(jìn)行補(bǔ)充。在注漿以后樁頂?shù)臐{液會(huì)下沉一部分，因此還需要進(jìn)行回管操作，直到漿液能夠完全充滿孔口并外溢為止。

2.7 樁帽施工及成品檢測

在樁身達(dá)到一定強(qiáng)度之后，可以對樁帽進(jìn)行鋼筋綁扎作業(yè)，并開始澆筑樁帽混凝土；施工完成對樁身進(jìn)行檢測時(shí)，可采用鉆孔取芯、聲波檢測等方面，目前常用的檢測方法是無損低應(yīng)變動(dòng)檢測法和鉆孔取芯法。

3 監(jiān)測

3.1 沉降監(jiān)測

沉降監(jiān)測就是指對地基進(jìn)行分層沉降、地表沉降監(jiān)測。可采用分層沉降標(biāo)對地基分層沉降進(jìn)行監(jiān)測，采用沉降板對地表沉降進(jìn)行觀測。在鉆孔處埋設(shè)分層沉降標(biāo)，鉆孔的垂直度偏差必須在1.5%之內(nèi)，同時(shí)不存在塌孔和縮孔問題。分層沉降的觀測點(diǎn)應(yīng)該每間隔1m進(jìn)行設(shè)置；沉降板應(yīng)該設(shè)置在鋼塑土工格室、格柵或砂墊層上，在沉降板埋設(shè)過程中，應(yīng)該保證板底槽的平整，并且在板下鋪設(shè)一定厚度和寬度的砂墊層。

3.2 水平位移的監(jiān)測

地基土體的水平位移監(jiān)測可采用塑料管制成的測斜管來進(jìn)行。將測斜管埋設(shè)在路堤的邊坡趾部位。埋設(shè)的時(shí)候必須控制好鉆機(jī)導(dǎo)孔的垂直偏差。測斜管的底端應(yīng)該深入到亞黏土層或者粉砂層1m以下，管頂端與地面的距離可在0.5m以上，同時(shí)進(jìn)行加蓋保護(hù)；地面水平位移的觀測可采用位移邊樁來進(jìn)行觀測，邊樁可采用一定長度及直徑的混凝土預(yù)制樁。將混凝土預(yù)制樁埋設(shè)在路堤兩側(cè)的趾部，可將一根設(shè)置在坡腳處，其余設(shè)置在邊溝外側(cè)。采用打入法將混凝土預(yù)制樁打入地面，埋設(shè)的深度應(yīng)該1.5m為宜，同時(shí)要露出地面10cm以上，對樁周進(jìn)行壓實(shí)；承載力的監(jiān)測可采用單樁或多樁的載荷試驗(yàn)等監(jiān)測方法；監(jiān)測工作要認(rèn)真、科學(xué)、合理的進(jìn)行，通常每填一層土就應(yīng)該觀測一次，同時(shí)做好記錄。在連續(xù)兩個(gè)月觀測的沉降速率每月小于5mm后，方可進(jìn)行底基層的施工。在連續(xù)兩個(gè)月沉降速率每月小于3mm之后方可進(jìn)行面層的施工。

當(dāng)監(jiān)測到碎石注漿樁引起了地基、地表明顯的沉降或位移時(shí)，應(yīng)該及時(shí)查找出引起沉降或位移的原因，采取有效的補(bǔ)救措施，做好相應(yīng)的防護(hù)措施，同時(shí)也要做好詳細(xì)的施工記錄

4 結(jié)論

在公路工程中，軟土地基較為常見，對軟土地基進(jìn)行處理的技術(shù)也較多。碎石注漿樁是一種相對新型的處理技術(shù)，雖然在技術(shù)工藝方面還有待進(jìn)一步完善，但是其較多工程優(yōu)點(diǎn)和較好的工程效益，已經(jīng)被越來越多的工程項(xiàng)目所關(guān)注，是一項(xiàng)應(yīng)用前景較好的地基處理技術(shù)。