碎石注漿樁施工技術(shù)在公路工程施工的有效運(yùn)用

【摘要】本文首先對(duì)碎石注漿樁的施工工藝原理和技術(shù)進(jìn)行了簡(jiǎn)要的論述，然后以對(duì)濕陷性黃土地基進(jìn)行改造，修建高速公路和震后道路的快速修復(fù)施工為例，簡(jiǎn)要的探討了碎石注漿樁在這些公路工程施工中的有效應(yīng)用，希望能夠?qū)τ嘘P(guān)人士研究這種技術(shù)和應(yīng)用起到一定的幫助。

【關(guān)鍵詞】碎石注漿樁；公路工程；運(yùn)用

隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷提升，推動(dòng)了汽車工業(yè)的快速發(fā)展，也使得汽車作為平常交通工具走進(jìn)了千家萬(wàn)戶。汽車的普及，對(duì)道路的建設(shè)和功能的完善提出了更高的要求。大量汽車的行駛需求，對(duì)道路橋梁的承載水平提出了新的要求，要求新建或者改建的路橋承載力要達(dá)到新的承載水平，同時(shí)還要在路橋建設(shè)時(shí)，保證工程造價(jià)合理可控。鉆孔灌注樁技術(shù)作為一種能夠有效提高路橋承載水平，而且成本相對(duì)較低的技術(shù)在路橋建設(shè)工程中被廣泛的采用。碎石注漿樁作為一類小型鉆孔灌注樁，由于其施工過(guò)程簡(jiǎn)單，工藝可靠，目前在很多公路工程施工中有著良好的運(yùn)用。但是，由于碎石注漿樁作為鉆孔灌注樁，屬于一種地下工程，而且由于當(dāng)前對(duì)于地下樁的工程施工質(zhì)量的檢查手段較少，在碎石注漿樁鉆孔灌注樁施工中出現(xiàn)的問(wèn)題不易發(fā)現(xiàn)，可能會(huì)給后期的路橋工程的安全性帶來(lái)嚴(yán)重的挑戰(zhàn)。

一、碎石注漿樁施工技術(shù)概述

（一）碎石注漿樁施工技術(shù)原理

碎石注漿樁，故名思議，主要是由碎石和水泥砂漿混合而成的材料形成的一種樁。碎石注漿樁在施工過(guò)程中，首先需要利用小型的鉆井機(jī)械鉆孔，當(dāng)所鉆孔的直徑和深度達(dá)到設(shè)計(jì)的值之后，再將注漿管伸入樁的底部，投放一定量的碎石料，在投放碎石料的過(guò)程中，需要利用注漿管不停導(dǎo)入清水清洗碎石料和孔壁，待碎石料投放并清洗完成之后，再進(jìn)行注漿，注漿產(chǎn)生的漿液一般從小往上逆行，當(dāng)漿液灌注到地表指定的高度之后，取出注漿管，待其自行凝固，這樣的施工技術(shù)不僅能夠使凝固成的樁體在孔中保持密實(shí)，還由于漿液能夠向孔壁周圍土體中滲透，使得樁體與周圍的土體之間有更多的交替結(jié)構(gòu)，增大樁體與土體的摩擦力，提升樁體的牢固度和穩(wěn)定性。因此，碎石注漿樁雖然是作為鉆孔灌注樁的一類，但是，它也是屬于膠結(jié)體樁、摩擦樁。碎石注漿樁的樁體直徑一般為30～70厘米之間，樁的深度要小于30米。碎石注漿樁施工工藝流程見(jiàn)下圖一。

圖一 碎石注漿樁施工工藝流程圖

（二）碎石注漿樁的施工技術(shù)特點(diǎn)

從碎石注漿樁的施工原理我們不難發(fā)現(xiàn)，在施工過(guò)程中，主要采用的施工機(jī)械就是鉆井機(jī)械和注漿機(jī)械，這些機(jī)械裝置一般屬于輕型施工機(jī)械，在施工現(xiàn)場(chǎng)占地面積小、施工速度快、噪音小，非常適用于在那些道路狹窄、居民較多的地區(qū)進(jìn)行應(yīng)用。由于碎石注漿樁在施工結(jié)束后，樁體會(huì)與周圍的土體發(fā)生一定程度的交聯(lián)現(xiàn)象，不僅大大增強(qiáng)樁體的穩(wěn)定性，也使得周圍的土體受到一定的擠壓，變得密實(shí)，其承載力會(huì)上升，這樣的情況，大大增強(qiáng)了道路的承載水平。碎石注漿樁還具有施工方法簡(jiǎn)單、施工成本低和施工質(zhì)量較易控制的優(yōu)點(diǎn)。

二、碎石注漿樁在公路工程施工中的有效應(yīng)用

（一）濕陷性黃土地基高速公路工程施工中的有效應(yīng)用

在公路工程建設(shè)時(shí)，往往會(huì)遇到各種情況的工程地質(zhì)問(wèn)題，在我國(guó)北方地區(qū)濕陷性黃土是公路路基中的一種常見(jiàn)工程地質(zhì)問(wèn)題。濕陷性黃土地基存在壓縮變形和濕陷變形兩種變形。壓縮變形主要是由公路路基和其上面的構(gòu)造物的荷載引發(fā)，這類變形隨著時(shí)間的推移而逐漸衰減，并且很快會(huì)呈現(xiàn)穩(wěn)定狀態(tài)，當(dāng)?shù)鼗恋娜菰S承載力大于基地壓力時(shí)，地基壓縮變形比較小，一般情況下能滿足公路及其構(gòu)造物對(duì)沉降變形的要求；濕陷性變形主要是由于地基在水浸后出現(xiàn)的附加變形，這種變形具有局部性和突發(fā)性，變形不均勻，對(duì)公路路基和其構(gòu)造物會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的危害。濕陷性黃土地基由于存在以上兩種變形，如果不加處理，在公路工程竣工后，往往會(huì)產(chǎn)生大的沉降，對(duì)公路工程的質(zhì)量有嚴(yán)重影響。

首先，在地質(zhì)勘查的基礎(chǔ)之上，依據(jù)設(shè)計(jì)文件規(guī)定的樁體直徑和樁間隔，進(jìn)行樁中心線的劃定，然后利用鉆機(jī)在確定好鉆進(jìn)位置進(jìn)行鉆孔，當(dāng)所鉆孔的深度達(dá)到規(guī)定的深度之后，就形成一個(gè)有效的樁孔體，在此后，需要同步進(jìn)行泥漿的制備和進(jìn)行清孔工作，待上述兩項(xiàng)工作完成之后，再向孔中插入導(dǎo)管和注漿管，接著投放碎石，在投放過(guò)程中，向孔中放水。待石料投放完成之后，便可向孔中注入水泥漿液，漿液會(huì)沿著注漿管注入到鉆孔中并向周圍的地層當(dāng)中擴(kuò)散，待漿液達(dá)到地面時(shí)，結(jié)束注漿，待一段時(shí)間后便可凝固。結(jié)束此根樁的注漿后便可進(jìn)行下一個(gè)樁孔的注漿，待所有樁基礎(chǔ)都打好之后，再在樁體上面鋪設(shè)道路的路面結(jié)構(gòu)層，完工之后的道路就不會(huì)出現(xiàn)濕陷性地基未經(jīng)處理直接修筑道路而出現(xiàn)的那些塌陷、變形等路面災(zāi)害。下圖二為濕陷性黃土地基改造中采用碎石注漿樁復(fù)合公路的結(jié)構(gòu)圖。

圖二 碎石注漿樁復(fù)合公路的結(jié)構(gòu)圖

（二）震后道路快速修復(fù)中碎石注漿樁的有效應(yīng)用

在地震作用下，路基通常會(huì)出現(xiàn)天然含水量較高、滲透系數(shù)較小、壓縮性大和強(qiáng)度低等特點(diǎn)。這類路基的特點(diǎn)也叫做軟土物理學(xué)特性。地震后的路面基本上已經(jīng)出現(xiàn)大范圍的坍塌、裂縫等災(zāi)害，原油道路的路基已經(jīng)成為軟土地基，對(duì)于這種震后形成的軟土地基，采用碎石注漿法能夠取得如下的效果：首先是這種方法既能鉆動(dòng)地基的下部土層，也能解決震后道路快速修復(fù)的施工工期和施工空間狹窄（留下部分路面供救援通行）的問(wèn)題，目前這樣的修復(fù)技術(shù)已經(jīng)在我國(guó)地震災(zāi)后道路快速重建工作中發(fā)揮了巨大的作用。

在地震災(zāi)后道路快速修復(fù)中，為了有效應(yīng)用碎石注漿樁技術(shù)，需要注意如下幾個(gè)方面的問(wèn)題：由于地震后的道路出現(xiàn)的是不均勻的差異沉降，為了提高道路快速修復(fù)后能夠持久發(fā)揮功能，首先應(yīng)采取的碎石注漿樁法應(yīng)為帶剛性承壓板的碎石注漿樁施工法。這樣的處理方法相比于前述濕陷性黃土地基處理中要多出一層剛性承壓板。這層剛性承壓板主要是為了對(duì)注漿體起封漿作用。其次，在應(yīng)用這種方法的過(guò)程中，應(yīng)注意選擇合適的注漿壓力，結(jié)合實(shí)際情況選擇不同壓力的注漿方法，具體有三類：滲透注漿、劈裂注漿、壓密注漿。最后，在注漿液配制時(shí)，要確保漿體的濃度與設(shè)計(jì)的濃度相符。

三、結(jié)束語(yǔ)

公路工程要想有效發(fā)揮作用，需要有良好的地基基礎(chǔ)。碎石注漿樁作為一類提升地基基礎(chǔ)承載水平的重要施工技術(shù)，目前在公路工程建設(shè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，而且已經(jīng)起到了重要的作用，尤其是在濕陷性黃土地基改造和震后道路快速修復(fù)工程中，更是得到了有效的運(yùn)用。希望有關(guān)人士能注重這類技術(shù)，在公路工程中不斷優(yōu)化其應(yīng)用過(guò)程，提升這種技術(shù)的應(yīng)用水平。