公路工程碎石注漿樁施工技術(shù)綜述

石 偉

山西路橋建設(shè)集團(tuán)有限公司, 山西太原 030006

1 技術(shù)原理

碎石注漿樁從不同的角度看可分為鉆孔灌注樁和膠結(jié)體樁兩種。所謂的注漿樁是利用水泥和碎石按照不同的要求,配以不同的比例膠結(jié)而成的一種鉆孔注樁，從這里很很容易知道鉆孔灌注樁是由它的成樁工藝而來，而膠結(jié)體樁是從樁的材料而來。之所以說它是一種小型灌注樁是因?yàn)闃兜闹睆揭话銥?0cm～70cm，而樁的長度也一般在30m 內(nèi)。其基本原理是根據(jù)事先設(shè)計(jì)的好的深度和直徑大小，利用鉆孔機(jī)鉆成的孔，然后利用注漿管放水將碎石料投放入孔中。為了增加樁和周圍土體間的摩擦力，往往在進(jìn)行注漿的過程中從下往上通過注漿管進(jìn)行灌注。這樣灌注的優(yōu)點(diǎn)是使?jié){液不僅滲透鉆孔中和碎石料膠結(jié)成碎石注漿樁，而且可以利用液體的滲透性向周圍的土體滲透，使樁體周圍的土體通過泥漿和碎石形成一個(gè)結(jié)合體，增加了樁的摩擦力。因此，從樁的摩擦力方面特性看它又屬于摩擦樁。

2 施工工藝

為了確保施工的質(zhì)量，在施工過程中都要注意一定的技術(shù)要求。對于工程的施工工藝主要從以下四個(gè)方面探討。

2.1 鉆孔

工程上使用的工程鉆機(jī)主要是GPS10 型或與之類似，在工程鉆孔施工中最常用的的鉆頭是魚尾鉆頭和三翼鉆頭。在鉆孔過程中鉆孔垂直度偏差要小于1%，所以在鉆孔的過程中應(yīng)隨時(shí)測量，保證施工的質(zhì)量性。在施工過程中要不斷檢查泥漿比重，淤泥質(zhì)土控制范圍相對于砂土的范圍較小，二者分別是1.20～1.25 之間和1.17～1.25 之間。完成后孔頂用鋼筒加以保護(hù)，以防止出現(xiàn)坍塌現(xiàn)象，還應(yīng)該注意一點(diǎn)就是鉆孔深度不得小于理論設(shè)計(jì)深度。

2.2 清孔

清孔要求兩次清孔，即工程中的一次清孔和二次清孔。當(dāng)鉆孔到達(dá)事先設(shè)計(jì)深度后，鉆采用原位正循環(huán)回轉(zhuǎn)的方法沖孔排渣，完成第一次清孔。清孔后沉渣厚度不能大于10cm,泥漿比重在1.15 左右。二次清孔是在投放碎石的過程中利用注漿管在投石的過程中排放清水清洗鉆孔。

2.3 投石

投石的過程伴隨著二次清孔的過程中進(jìn)行，投放碎石之前先將注漿管放至孔底。在投放碎石的過程中利用注漿管放水清洗鉆孔，同時(shí)投石時(shí)在孔頂加一個(gè)隨時(shí)導(dǎo)向管保護(hù)鉆孔，以減少碎石對孔壁的沖刷。投放的碎石直徑要求最好是在20mm～40mm 之間，當(dāng)碎石投放到達(dá)孔口標(biāo)高停止投石。

2.4 注漿

注漿時(shí)采用的方法通常是向上拔管法，也就是在注漿的過程中由下向上逐一注漿。這樣做的目的是防止注漿達(dá)到一定量后泥漿在重力的作用下向土地里大量的流散，減少漿的用量。通常拔管的距離為0.5m，至孔口翻漿比重到注砂漿比重95%時(shí)一次性拔管。注漿是通過注砂漿泵利用砂漿管將砂漿壓入孔內(nèi)。砂漿泵的使用通常為SGB_10 型或者與之類似即可。注漿管采用普通鋼管即可。砂漿的主要材料是普通硅酸鹽水泥和砂徑要求不大于0.5mm 的細(xì)沙。因?yàn)樽{管是先于投砂插入鉆孔的，在拔管注漿的過程中會(huì)出現(xiàn)石料下沉。為確保注漿質(zhì)量，應(yīng)該在注漿拔管的過程中不斷補(bǔ)充石料。還應(yīng)該注意的一點(diǎn)就是注漿后砂漿不會(huì)馬上膠結(jié)，因此樁頂漿液會(huì)下滲，故在注漿完成后應(yīng)該進(jìn)行回灌作業(yè)。

3 碎石注漿樁技術(shù)特點(diǎn)及樁身質(zhì)量檢測

碎石注漿樁技術(shù)特點(diǎn)：

1）為便于快速施工，對施工場地的要求低，施工機(jī)應(yīng)該具有輕便的特點(diǎn)；

2）施工的噪音要小，減小對施工周圍居民居住生活的影響；

3）施工工藝操作簡單，便于施工質(zhì)量的控制；

4）通過滲透加強(qiáng)樁與周圍土地的摩擦力，以提高樁的載荷能力。

樁身質(zhì)量檢測：

根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)的規(guī)定，分為以下幾種檢測的方法：無損低應(yīng)變動(dòng)測法、高應(yīng)變動(dòng)力實(shí)驗(yàn)法、聲波透射法和鉆孔取芯法。有時(shí)候需要根據(jù)不同要求采用不同的檢測方法。無損低應(yīng)變動(dòng)測法和鉆孔取芯法是在目前工程中對碎石注漿樁幾種檢測方法中最常用的方法。合理的選取適當(dāng)?shù)姆椒ㄓ兄诠?jié)省你的工作時(shí)間，提高你的工作效率。

4 監(jiān)測方案

施工后的監(jiān)測將有利于減少一些事故的發(fā)生，發(fā)現(xiàn)一些狀況及時(shí)反應(yīng)給業(yè)主，進(jìn)行實(shí)施處理。監(jiān)測時(shí)對于不同觀測項(xiàng)目的觀測點(diǎn)最好布置在同一橫斷面上。監(jiān)測方向主要分為沉降觀測和水平位移觀測兩個(gè)方面。

4.1 沉降觀測

沉降觀測又分為兩個(gè)方面，即對地基分層沉降觀測與地表沉降觀測，二者分別借用用分層沉降標(biāo)和沉降板來輔助檢測工作的進(jìn)行。對于沉降板的埋設(shè)要求：要求設(shè)在鋼型土工格室、土工格柵或砂墊層之上，埋設(shè)的位置主要是路基中心，路左右路幅中心，路肩和坡趾。沉降板的埋設(shè)要求沉降低槽底部平整，埋設(shè)在60cm × 60cm ×20cm 的沙墊之上。

分層沉降標(biāo)采用的埋設(shè)方法是鉆孔埋設(shè)。需要先在地上鉆孔，但是鉆的孔沒有碎石注漿樁鉆孔的要求嚴(yán)格，垂直偏差率要求是小于1.5%，碎石注漿樁的垂直偏差率是1%。需要保證鉆的孔沒有塌孔存在。分層沉降測點(diǎn)適宜距離為1m。

4.2 水平位移觀測

對于水平位移的觀測，根據(jù)觀測對象的不同分為五個(gè)方面的觀測，對于每個(gè)方面都要按照規(guī)定，同時(shí)注意施工細(xì)節(jié)。

1）地基土體水平位移

地基土體水平位移采用的觀測方法是斜管法。其方法是通過斜管來測量出來地基土體水平位移，選擇路堤邊坡趾部來埋設(shè)測斜管，測斜管采用一般的塑料管即可。測斜管的埋設(shè)需要借助鉆機(jī)鉆孔（即埋設(shè)孔），埋設(shè)孔的垂直偏差率不能夠大于1.5% 。測斜管的埋設(shè)時(shí)要注意將底部埋入粉砂層或亞粘土層深度達(dá)到100cm，管頂要求高出地面50cm，并且要加蓋保護(hù)。

2）地面水平位移

地面水平位移的測量是借助位移邊樁進(jìn)行觀測，邊樁的安插是安插在路的一內(nèi)一外，埋設(shè)在路堤兩側(cè)趾部，埋設(shè)深度為1.5 米，上端露出地面10cm。邊樁類型是10cm×10cm 的預(yù)制樁。樁用打入法埋入，埋入后樁的周圍要求回填密實(shí)。

3）承載力觀測

對于水平攪拌樁要做力的承載實(shí)驗(yàn)，以確定樁的質(zhì)量。承載力的實(shí)驗(yàn)分為單樁載荷試驗(yàn)和多樁載力試驗(yàn)，載力試驗(yàn)的進(jìn)行至少要在施工三個(gè)月后進(jìn)行。單樁承載力試驗(yàn)時(shí)載力值要達(dá)到120KN （也就是單樁設(shè)計(jì)載力值），否則為不合格。

4）孔隙水壓力及土壓力觀測

孔隙水壓力的測試要借用孔隙水壓力計(jì)來輔助進(jìn)行，埋設(shè)水壓力計(jì)通常采用的方法是“一孔多只孔壓計(jì)”，壓力計(jì)的埋設(shè)距離是每隔兩米埋設(shè)一只，壓力計(jì)的埋設(shè)時(shí)，下部要達(dá)到砂墊層。埋設(shè)的壓力計(jì)要做好詳細(xì)的記錄。在每只孔壓計(jì)埋設(shè)好之后需要及時(shí)采用接收儀器對每個(gè)孔壓計(jì)進(jìn)行檢測，觀察是否正常?？讐河?jì)的埋設(shè)應(yīng)該水平的埋設(shè)在所挖的坑中，同時(shí)保證坑底是平整密實(shí)的。對于土壓力進(jìn)行觀借用土壓力計(jì)，土壓計(jì)的埋設(shè)要求需要在土壓力計(jì)埋好后上下四周約20cm 范圍用細(xì)沙填實(shí)，以保證埋好后的土壓力計(jì)的穩(wěn)定，同時(shí)要注意土壓力計(jì)埋設(shè)位置的準(zhǔn)確。每只壓力計(jì)埋設(shè)好后及時(shí)的進(jìn)行測試，在發(fā)現(xiàn)問題后要及時(shí)的糾正和調(diào)換。埋設(shè)好的土壓力計(jì)后為保證準(zhǔn)確性，讀數(shù)應(yīng)該注意待讀數(shù)穩(wěn)定后才可以進(jìn)行對以上所得數(shù)據(jù)的填筑工作。

5）觀測頻率

在路堤的施工過程中，除了載荷力的觀測外，還有其他各項(xiàng)的觀測，對于他們的觀察時(shí)間和頻率應(yīng)該保持相同。對于觀測頻率要求：填土觀測期間是每天一到兩次；預(yù)壓期前四周每隔一天觀測一次；從第五周開始的前三個(gè)月觀測周期保持在每周一次；從第四個(gè)月開始到路面完成施工期間，觀測周期為半個(gè)月觀測一次；從開始營運(yùn)，在營運(yùn)的前三年（即在設(shè)計(jì)觀察期間）要求每半年進(jìn)行一次觀測。

5 結(jié)論

隨著科技的發(fā)展，在公路工程施工中的要求也更加嚴(yán)格，現(xiàn)今的施工中在采用科學(xué)帶來的成果的同時(shí)，我們更應(yīng)該嚴(yán)格按照要求去完成工程的施工，熟悉相關(guān)的施工要求，把工作做得盡善盡美。以上是對于公路工程碎石注漿技術(shù)從各個(gè)方面進(jìn)行的闡述分析。

[1]王孔正，儲(chǔ)德春.質(zhì)量控制：當(dāng)前公路工程設(shè)計(jì)過程的核心[J].大眾科技，2004.

[2]葉志明.土木工程概論[J].高等教育出版社，2009.