碎石注漿樁在高速公路施工中的應(yīng)用

董建華/滄州路橋工程公司

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碎石注漿樁在高速公路施工中的應(yīng)用

董建華/滄州路橋工程公司

【摘 要】碎石注漿樁具有施工振動(dòng)小、噪音污染小、施工安全可靠等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)對地基和周圍建筑物的影響較小，因此在高速公路軟土地基的加固中廣泛應(yīng)用。本文筆者將結(jié)合具體的高速公路軟土地基加固工程實(shí)例，簡要探討碎石注漿樁的具體施工工藝，希望能對類似工程起到借鑒作用。

【關(guān)鍵詞】碎石注漿樁；高速公路；軟土地基

在高速公路中，橋頭跳車一直是一個(gè)困擾人們的公路病害問題之一，傳統(tǒng)的解決措施往往會(huì)造成施工工期的延長，而采用碎石注漿樁可以有效的提高地基土的承載力，減小工后沉降，同時(shí)也能有效的改進(jìn)施工組織。碎石注漿樁采用的是工程鉆進(jìn)旋轉(zhuǎn)循環(huán)鉆孔成樁的方式。它在施工中所產(chǎn)生的振動(dòng)和噪音均較小，對地基和周圍環(huán)境所造成的影響較小，同時(shí)施工操作較為安全可靠。以下為碎石注漿樁與其他類似的軟基加固方案的經(jīng)濟(jì)技術(shù)對比：

1.CFG樁和攪拌樁要求施工場地周邊無既有建筑物，處理深度淺且受既有建筑物和地層性質(zhì)影響，

2.碎石樁和碎石注漿樁對施工場地沒有特殊要求，但碎石樁受加固土體的剪切強(qiáng)度控制，強(qiáng)度太低，難以成樁；碎石注漿樁沒有這方面的缺點(diǎn)，相反碎石注漿樁能提高樁端承載力，提高側(cè)阻強(qiáng)度，改善周邊土體性質(zhì)。

在高速公路橋臺軟土地基加固處理中采用碎石注漿樁可以在投資少、效益高的基礎(chǔ)上達(dá)到很好的加固效果，具有很明顯的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。碎石注漿樁技術(shù)是一項(xiàng)具有明顯優(yōu)勢的軟土地基加固處理技術(shù)。

1.工程概況

本工程為某市一高速公路橋頭軟土地基加固工程。該橋頭位于水塘內(nèi)，路基填筑高度達(dá)到10m。經(jīng)過對工程地質(zhì)、水文地質(zhì)等的綜合考慮，最終決定采用碎石注漿樁。樁的直徑控制在50cm，沿著道路的前進(jìn)方向進(jìn)行布置，呈現(xiàn)排狀，樁位按照正三角形進(jìn)行布置。樁的間距設(shè)置為3m或者3.5m兩種。在每個(gè)碎石注漿樁的頂部還需要現(xiàn)澆鋼筋混凝土蓋板，其尺寸為150cm×150cm×20cm，其強(qiáng)度為C25，同時(shí)在蓋板內(nèi)布置一層鋼筋網(wǎng)，其尺寸為14cm×14cm，鋼筋的直徑為12mm。

2.碎石注漿樁的施工工藝

2.1工藝流程

樁位測放→埋設(shè)護(hù)筒→鉆機(jī)就位→鉆進(jìn)成孔→第一次清孔→下放導(dǎo)向管→下注漿管→碎石投放→洗孔→加壓注漿→邊壓漿邊拔注漿管邊補(bǔ)碎石→成樁→測樁體7 d的試塊強(qiáng)度→鑿樁頭→現(xiàn)澆樁頂蓋板。

2.2成孔

（1）樁位測放。當(dāng)進(jìn)行樁位測放時(shí)，應(yīng)確保其偏差控制在20mm以內(nèi)。

（2）埋設(shè)護(hù)筒。當(dāng)進(jìn)行鉆孔的鉆進(jìn)時(shí)，如果孔口的泥漿流失嚴(yán)重的話，可能會(huì)導(dǎo)致鉆孔出現(xiàn)坍塌的問題，因此為了確保鉆孔施工的順利，應(yīng)在孔口埋深鋼護(hù)筒，這樣可以有效的預(yù)防成口后向孔內(nèi)拋投碎石時(shí)造成孔口塌方的問題，本工程中所采用的護(hù)筒直徑為60cm，埋設(shè)的深度為1.2m～1.5m之間。在埋深護(hù)筒時(shí)，為了確保樁位的精確，在鉆進(jìn)前埋設(shè)了騎馬樁。護(hù)筒埋設(shè)完成之后，在其四周填筑一層粘土，并進(jìn)行夯實(shí)，從而確保護(hù)筒在施工中不出現(xiàn)位移。

（3）鉆進(jìn)成孔。當(dāng)進(jìn)行鉆進(jìn)成孔時(shí)所采用的泥漿為地表水加黃泥制作而成的，其比重在1.15g/cm3～1.25 g/cm3之間。碎石注漿樁成孔的工藝與鉆孔灌注樁相同。

（4）第一次清孔。當(dāng)鉆孔施工達(dá)到設(shè)計(jì)深度之后，此時(shí)鉆頭應(yīng)保持原位進(jìn)行空轉(zhuǎn)，并采用正循環(huán)泵清孔的方式將孔內(nèi)的渣土清除出來。清孔作業(yè)應(yīng)確保沉渣的厚度在10cm以內(nèi)。清孔符合要求之后，應(yīng)及時(shí)將鉆頭提出，并移開鉆機(jī)，之后采用檢孔器對鉆孔的質(zhì)量進(jìn)行檢測，主要應(yīng)檢測鉆孔的孔徑和垂直度。

2.3投石注漿

（1）下放導(dǎo)向管和注漿管。為了有效的確保投石導(dǎo)向管垂直度的穩(wěn)定性，應(yīng)在護(hù)筒口設(shè)置孔口板，同時(shí)在孔口的兩側(cè)放置方木用于對孔口板進(jìn)行支撐。本工程中的孔口板是采用方型鋼制作而成，其尺寸為1.0m～1.5m，其厚度至少應(yīng)超過5mm，中心圓孔的直徑為600mm。當(dāng)孔口板設(shè)置完成之后，應(yīng)確保其穩(wěn)定。導(dǎo)向管為圓形漏斗狀，其高度應(yīng)控制在1.2m以上，管頂孔口的直徑為48mm，而管底孔口的直徑為30mm，在兩口中心各設(shè)一注漿管導(dǎo)向環(huán)對注漿管進(jìn)行固定。本工程采用的注漿管為直徑50mm的鋼管制作而成，每一管節(jié)的長度在2.5m～3m之間。注漿管的底端應(yīng)密封，同時(shí)從底板以上50cm長度內(nèi)的注漿管壁應(yīng)制作成花管的形似，管壁上應(yīng)設(shè)置直徑為8mm～10mm的小孔。通過兩個(gè)導(dǎo)向環(huán)的作用將注漿管準(zhǔn)確的插入到孔底內(nèi)，同時(shí)與孔底保持至少10～15cm的距離。

（2）碎石投放及洗孔。首先通過導(dǎo)向管將粒徑為20mm～40mm的碎石投入了孔內(nèi)，當(dāng)碎石達(dá)到導(dǎo)向管的底口之后，將導(dǎo)向管移除，繼續(xù)進(jìn)行碎石的投放，直至碎石達(dá)到孔口設(shè)計(jì)標(biāo)高。碎石投放過程中，應(yīng)同時(shí)在注漿管中注入清水，進(jìn)行洗孔。當(dāng)孔口泥漿的比重低于1.05g/cm3之后，即可認(rèn)為洗孔完成。

（3）加壓注漿。本工程所配制的水泥砂漿，其主要的組成成分為32.5級的普通硅酸鹽水泥、粒徑小于0.5mm的砂以及適量的水。水灰比控制在0.4～0.5之間。樁體混凝土的設(shè)計(jì)強(qiáng)度為C15。經(jīng)過試驗(yàn)分析，本工程所采用的水泥漿的施工配合比為水：水泥：砂=0.5：1：0.75～0.80。當(dāng)進(jìn)行水泥漿的制作時(shí)，采用的是砂漿機(jī)進(jìn)行拌和，同時(shí)采用水網(wǎng)對其進(jìn)行過濾，水網(wǎng)的方格尺寸為0.8mm×0.8mm，通過水網(wǎng)之后將其存放在注漿槽內(nèi)。

2.4現(xiàn)澆蓋板

當(dāng)樁體澆筑完成之后，應(yīng)在其頂部現(xiàn)澆鋼筋混凝土蓋板。通過蓋板不僅可以使作用在路基上的荷載均勻的分布到樁體內(nèi)，同時(shí)還應(yīng)有效的提高樁、土復(fù)合地基的承載力。當(dāng)樁體的強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%以上時(shí)，即可開始進(jìn)行現(xiàn)澆蓋板的施工。首先將樁頂?shù)乃缮⒉糠骤彸?，之后在其上支設(shè)鋼筋模板，然后即可現(xiàn)澆樁頂蓋板。本工程中現(xiàn)澆蓋板的尺寸為1.5 m×1.5 m，其厚度為20cm。蓋板施工完成之后應(yīng)進(jìn)行至少3d以上的養(yǎng)護(hù)，當(dāng)達(dá)到要求之后即可將模板拆除，最后在其四周回填土體。

3.結(jié)語

在眾多高速公路軟基加固當(dāng)中，碎石注漿樁是其中一種有效提高地基土承載力方法之一。該施工工藝在施工中所產(chǎn)生的振動(dòng)和噪音均較小，對地基和周圍環(huán)境所造成的影響較小，同時(shí)施工操作較為安全可靠。文章通過結(jié)合具體的工程實(shí)例，針對該高速公路橋頭軟土地基較厚，路基填筑高度達(dá)到10m，采用碎石注漿樁對其進(jìn)行加固處理，系統(tǒng)地探討了該工程碎石注漿樁的具體施工工藝，從本工程實(shí)施效果來看，采用碎石注漿樁可以達(dá)到效益高、投資少優(yōu)勢，可為同類工程提供參考借鑒。

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