碎石注漿樁施工技術(shù)在公路工程的應(yīng)用

李朋濤 劉明星

摘 要：地基在公路施工中占有重要的位置，在加固地基的過程中，碎石注漿技術(shù)能夠有效提升地基的堅(jiān)固性和穩(wěn)定性。本文通過實(shí)際案例，對(duì)碎石注漿樁施工技術(shù)的原理、應(yīng)用、檢測(cè)方式等進(jìn)行了詳細(xì)分析，具有一定的實(shí)踐和參考意義，希望能夠促進(jìn)公路事業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。

關(guān)鍵詞：公路工程;碎石注漿技術(shù);應(yīng)用分析

注漿樁是一種引入注漿技術(shù)的軟基處理新方法，它是利用鉆機(jī)按設(shè)計(jì)直徑，鉆進(jìn)至設(shè)計(jì)深度成孔，放入注漿管后，投放石料。碎石注漿樁施工所占用的場(chǎng)地較小，在施工過程中無振動(dòng)、無噪音、不擠土，對(duì)周圍的建筑物影響很小，且施工機(jī)械輕便，速度快，同時(shí)在注漿過程中漿液可同時(shí)改善樁間土的強(qiáng)度及樁土摩擦阻力，提高承載力，因此碎石注漿樁有著較好的發(fā)展前景。

1 碎石注漿樁技術(shù)的原理

碎石注漿樁是一種由碎石和水泥砂漿膠結(jié)而成的小型鉆孔灌注樁，樁的直徑一般為30cm-70cm，適用樁長(zhǎng)30m以內(nèi)。通常，碎石注漿樁施工技術(shù)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，隨后向樁孔內(nèi)投放一定級(jí)配的碎石至標(biāo)高。在投放碎石料的過程中，利用注漿管放水清洗孔壁。碎石料投放完成后向孔內(nèi)壓注水泥漿，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，也向周圍土體滲透，使樁體與土體間形成一個(gè)土和砂漿結(jié)合的過渡帶，增加了樁與周圍土體的摩擦力。水泥壓漿碎石樁與樁間土體形成復(fù)合地基，共同承擔(dān)荷載，提高地基強(qiáng)度，增大地基變形模量。

2 工程實(shí)例

某公路工程橋梁橋臺(tái)位于水塘內(nèi)， 塘底黃海平均標(biāo)高為5.97 m， 上層為灰黃色～褐黃色為主的亞砂土地層，平均層厚為2m，壓縮性中等;中層為伴有河流沖積相亞砂土和粉砂交互層的灰色淤泥質(zhì)飽和軟土層，平均層厚為8.5m，壓縮性中等，可作為該工程路基壓縮層和持力層;底層為灰色夾粉細(xì)砂的亞砂土層，該層壓縮性為中等，性能較好，是良好的壓縮層。在淺部地層中主要以沖擊相的亞砂土和粉砂為主的松散土類孔隙潛水含水量，無承壓，平均水位埋深在0.75m左右。公路橋梁工程1號(hào)橋臺(tái)路基填筑高度為10m，橋臺(tái)位于水塘內(nèi)，平均水深為4m?？紤]橋頭地基承載力、工后沉降和橋頭跳車程度，橋頭軟土路基采用碎石注漿樁進(jìn)行加固處理。

3 公路工程碎石注漿樁施工流程

1）施工準(zhǔn)備。全面調(diào)查研究工作應(yīng)在公路施工前進(jìn)行，并對(duì)路線沿線的地形、地質(zhì)、水文、氣候等情況進(jìn)行充分了解并進(jìn)行相關(guān)設(shè)計(jì)資料的認(rèn)真收集，同時(shí)了解當(dāng)?shù)芈坊嬖诘牟『栴}，如壓實(shí)度不足、坍塌等，并及時(shí)選用與之相適應(yīng)的措施進(jìn)行處理。在施工前期，還要做好地基勘察工作，特別是軟土地基位置，這樣可以進(jìn)行軟基分布及土壤厚度的準(zhǔn)確確定。在路基加固方案設(shè)計(jì)中，必須對(duì)地形地貌、路基土質(zhì)條件及施工材料與車輛荷載等問題進(jìn)行充分了解與分析，同時(shí)驗(yàn)算其穩(wěn)定性，為路基加固設(shè)計(jì)方案的確定與完善提供可靠依據(jù)。

2）鉆孔施工。在結(jié)合設(shè)計(jì)方案的基礎(chǔ)上，確定出碎石注漿樁的長(zhǎng)度、直徑等，選擇合適的鉆機(jī)規(guī)格及型號(hào)，安排專業(yè)的操作人員，對(duì)相關(guān)設(shè)備進(jìn)行調(diào)試，使其參數(shù)能夠符合規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。然后，需要將鉆機(jī)安放在注漿樁位置上，對(duì)鉆頭和樁中心進(jìn)行控制，保持兩者的一致性，避免出現(xiàn)偏差影響施工的準(zhǔn)確性，同時(shí)將傾斜度的誤差控制在1%的范圍內(nèi)，在鉆進(jìn)施工的過程中做好孔洞的測(cè)量工作，避免鉆孔因傾斜度過大而不符合施工的標(biāo)準(zhǔn)。由于軟土地基存在一定的縫隙，在鉆進(jìn)的過程中，泥質(zhì)土及砂土?xí)鄳?yīng)產(chǎn)生，施工人員需要及時(shí)清除到存在的不良土質(zhì)和雜質(zhì)，保證鉆孔的暢通性。當(dāng)鉆孔的深度達(dá)到規(guī)定要求后，可以立即停止施工，對(duì)孔深、直徑等進(jìn)行檢查，防止鉆孔坍塌現(xiàn)象的出現(xiàn)。

3）清孔施工。一次清孔和二次清孔是清孔的兩種主要操作。一次清孔最合適的進(jìn)行時(shí)間是鉆孔之后，鉆孔達(dá)到設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)之后，鉆具需要回到原來的位置，排掉渣滓。在這時(shí)，孔內(nèi)的水泥和砂漿的比例在1.15附近最為合適，在檢查水泥砂漿的比重并發(fā)現(xiàn)其符合規(guī)定后，把鉆孔機(jī)提升起來并移動(dòng)其位置，接下來測(cè)量孔洞的深度，使用的工具是測(cè)繩，對(duì)孔徑進(jìn)行細(xì)致的測(cè)量，使用的工具是檢孔器。在投石時(shí)進(jìn)行二次清孔，投石和清洗同時(shí)進(jìn)行，在這個(gè)時(shí)候，孔內(nèi)的水泥和砂漿的比重應(yīng)該發(fā)生變化，二者的合理比重是1.05。

4）投石施工。在完成清孔施工后在最快的時(shí)間內(nèi)將碎石投放入內(nèi)，由于碎石注漿樁應(yīng)用于公路工程的施工中有著較大需求，通常情況下，均要嚴(yán)格控制碎石在施工時(shí)的直徑，從根本上避免碎石損傷或者沖刷孔壁，碎石在投放過程中，則應(yīng)該將導(dǎo)向管添加在鉆孔的頂部位置，確保孔口填滿碎石后能夠進(jìn)行下一道施工。

5）注漿施工。利用砂漿泵將水泥砂漿通過注漿管壓入孔內(nèi)。砂漿泵可以用SGB-10型或與此相類似的砂漿泵，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，為防止泥漿在重力作用下向土體大量擴(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。在注漿的過程中由于注漿管的振動(dòng)造成孔口石料下沉，故注漿過程中應(yīng)不斷補(bǔ)料。

4 公路工程碎石注漿樁施工技術(shù)監(jiān)測(cè)方式

1）沉降觀測(cè)。沉降觀測(cè)主要包括兩種不同的觀測(cè)形式：地表沉降觀測(cè)與地基分層沉降觀測(cè)。采用沉降板進(jìn)行地表沉降觀測(cè)，采用分層沉降標(biāo)進(jìn)行分層沉降觀測(cè)。應(yīng)在鋼塑土工格柵、土工格室急砂墊層之上進(jìn)行沉降板的設(shè)置。還可以將沉降板在路基中心、路肩、坡趾和左右路幅中心進(jìn)行埋設(shè)。埋設(shè)時(shí)，應(yīng)確保沉降板底槽的平整性，鋪設(shè)60cm×60cm×20cm的砂墊層在其下方。分層沉降標(biāo)采用鉆孑L埋設(shè)，鉆孔垂直偏差值要求在1.5%以下，同時(shí)確保沒有塌孔縮孔現(xiàn)象的產(chǎn)生，在埋設(shè)過程中必須進(jìn)行下套管或泥漿護(hù)壁，隨埋隨接波紋管及導(dǎo)管。將分層沉降測(cè)點(diǎn)間距有效控制在1米。

2）水平位移觀測(cè)。（1）地基土體水平位移。主要選用測(cè)斜管觀測(cè)法進(jìn)行地基土體位移的觀測(cè)。采用塑料管作為測(cè)斜管材料，在路堤邊坡趾部進(jìn)行埋設(shè)。埋設(shè)過程中，鉆機(jī)導(dǎo)孑L的垂直偏差率要控制在1.5%以下。當(dāng)測(cè)斜管底部進(jìn)入粉砂層或亞黏土層l00厘米時(shí)，將管頂控制在比地面高出50厘米的范圍內(nèi)，并采取加蓋保護(hù)措施。 采用位移邊樁觀測(cè)法進(jìn)行地面水平位移的觀測(cè)，在路堤兩側(cè)趾部進(jìn)行埋設(shè)，在坡腳處埋設(shè)一根，在邊溝外側(cè)進(jìn)行其他邊樁的埋設(shè)。選用10cm×10cm砼預(yù)制樁作為邊樁，埋入深度要控制在1.5米的范圍內(nèi)，并在地面露出10厘米。選用打入法進(jìn)行埋置，應(yīng)將邊樁周圍回填密實(shí)。（2）孔隙水壓力及土壓力觀測(cè)。采用“一孔多只孔壓計(jì)”埋設(shè)法進(jìn)行孔隙水壓力計(jì)觀測(cè)，埋設(shè)必須先從砂墊層底部進(jìn)行，埋設(shè)間距控制在2米。埋設(shè)鉆孔過程中，應(yīng)將鉆孔的詳細(xì)記錄做好。埋設(shè)每個(gè)孔壓計(jì)后，應(yīng)馬上選用接收儀器對(duì)孔壓計(jì)是否正常進(jìn)行檢查。采用土壓力計(jì)進(jìn)行土壓力觀測(cè)，埋設(shè)時(shí)應(yīng)保持挖坑的水平性，應(yīng)平整密實(shí)坑底，的必須確保土壓力計(jì)在埋設(shè)后位置的正確性及穩(wěn)固性，用細(xì)砂將周圍20厘米范圍內(nèi)進(jìn)行有效填實(shí)。應(yīng)及時(shí)對(duì)每只埋設(shè)結(jié)束后的施工情況進(jìn)行測(cè)試，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并進(jìn)行有效解決。土壓力計(jì)在埋設(shè)后待初讀數(shù)穩(wěn)定后，才可以進(jìn)行其上方的填筑工作。

5 結(jié)束語

綜上所述，公路規(guī)模不斷擴(kuò)大，在產(chǎn)業(yè)集聚和經(jīng)濟(jì)流通和中發(fā)揮著關(guān)鍵性的作用。碎石注漿樁技術(shù)的應(yīng)用，需要按照規(guī)定的施工要求，充分把握其特點(diǎn)，做好鉆孔、清孔、投石、漿液灌注等一系列工作。同時(shí)，嚴(yán)格規(guī)范施工流程，把控各個(gè)步驟，控制和檢驗(yàn)施工質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)交通經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展。

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