公路工程碎石注漿樁技術(shù)分析與應用

劉俊杰

摘 要：碎石注漿樁技術(shù)的優(yōu)勢比較明顯，在公路工程施工中，應用的相對廣泛。本文首先闡釋了這項技術(shù)的原理，然后具體分析了施工流程，最后提出了質(zhì)量控制措施，以期為公路工程建設提供理論性指導。

關鍵詞：公路工程;碎石注漿樁;質(zhì)量控制

碎石注漿樁是屬于鉆孔灌注樁，它主要是由碎石和水泥砂漿膠結(jié)而成的小型鉆孔灌注樁。碎石注漿樁具有施工操作簡單、施工速度快、施工場地要求不高以及施工噪音小等特點。在公路工程軟土路基處理中應用碎石注漿樁能夠有效地提高公路結(jié)構(gòu)的剛度和強度，確保公路工程的整體質(zhì)量，因此在公路工程施工中具有非常廣泛的應用。

1 工程案例

某公路工程施工路段全長6.2km，位于溝谷河流堆積區(qū)，地形相對平坦，沿線壩區(qū)低洼部分存在軟土，屬不良地質(zhì)。路基上部為沖洪積底層，褐紅色、褐灰色黏土、亞黏土分布在表層，下部以卵石土為主。軟弱路基分布在水田附近，地下水穩(wěn)定水位相對較高，由于長期受水分浸泡、侵蝕等作用，表土呈現(xiàn)為可塑狀黏土、亞黏土，承載能力低下。在該工程施工路段內(nèi)共4段不良地質(zhì)段，采用碎石注漿樁對路基進行加固處理，樁體直徑設計為377mm，樁體間距控制在1.5m左右，嚴格遵循相關技術(shù)方案，科學組織施工部署。

2 碎石注漿樁的施工工藝原理

碎石注漿樁根據(jù)分類方法的不同，可分為膠結(jié)體樁、鉆孔灌注樁和摩擦樁，其體型不大，其直徑長度是大于30厘米，但不超過70厘米，所以，如果樁長是不超過30厘米的都是適用。這種施工技術(shù)是利用碎石和水泥砂漿膠結(jié)而成的。不可缺少的材料有注漿管、碎石料、砂漿泵、硅酸鹽類水泥。簡單的施工步驟如下：根據(jù)施工設計方案，鉆孔鉆到設計的深度就可以了，其利用鉆機的直徑，鉆孔完成后，把注漿管放到鉆好孔的底部，投放碎石料和注漿液就是通過注漿管來完成的。其中，漿液方向是從下由上，上升到地面，漿液便會凝固，形成樁。碎石注漿樁技術(shù)之所以能加固軟地基，提高路基承受力，是因為漿液既能通過鉆好的孔和碎石料固結(jié)，形成樁，也能滲入四周的土體，這樣以來，樁與土體兩者之間就會產(chǎn)生一個過渡帶，其由砂漿和土體兩者合成。這樣簡單易學的施工原理，自然而然就會被廣泛運用到公路工程中的建設。

3 公路工程碎石注漿樁施工工藝

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

2）鉆孔施工。由于鉆機有不同種類不同型號，首先要根據(jù)施工環(huán)境的特點，再結(jié)合鉆機的適用范圍，去選擇最合適公路工程的鉆機。鉆機選好后，接下來工作人員就要做好對鉆機的鉆頭直徑，還有單程鉆度的專業(yè)測量工作。在進行垂直鉆孔時，工作人員要對垂直的角度偏差，鉆進成孔的深度誤差范圍降到最低，控制在1%以內(nèi)，作業(yè)時就需要進行專業(yè)測量。鉆孔的時候，要注意不能把孔鉆得太小了，這是因為泥漿中的砂礫、泥土兩者的粒徑是很小的，它們會隨著鉆孔的過程中深深進入孔內(nèi)。碎石注漿樁基礎工作中最關鍵的環(huán)節(jié)是保證鉆孔過程中泥漿的比重：1.20至1.25是淤泥質(zhì)的比重范圍，1.17至1.25是砂質(zhì)土的比重范圍。鉆孔時，要隨時做好清潔孔內(nèi)的廢渣工作，摩擦會產(chǎn)生熱量，鉆孔自然也就會產(chǎn)生熱量，導致鉆頭的溫度會上升，可以定時用冷水噴在鉆頭。

3）清孔施工。在鉆機工作的過程中，在多方面因素的影響下，會有泥土、礫石等雜物存在于底部，對樁體的承載能力造成削弱。因此，當完成鉆孔工作之后，必須進行相應的質(zhì)量檢驗和驗收，將鉆機進行移除，組織專業(yè)的人員進行清孔工作。一般來說，清孔工作需要分兩次進行：在鉆孔成型之后，采取正循環(huán)的方式，用清水對孔洞進行清洗，保證鉆孔底部沉渣的厚度在10cm左右，泥漿比重為1.15。當泥漿比重達到規(guī)定標準后，需要對孔深、孔徑等相關參數(shù)進行測量，保證在清孔過程中，將相關危害控制在最小范圍內(nèi)。在進行投石作業(yè)的時候，開始第二次清孔工作，此時，控制泥漿的比例為1.05，按照相關要求進行清孔。

4）投石作業(yè)。首先，對石料的各項性能指標進行檢驗，確保其強度、含泥量等滿足施工要求，若存在強度不達標的碎石材料，禁止應用在施工之中。碎石粒徑應均勻一致，通常保持在20—40mm左右，不宜過大，并將其表層清理干凈，以免對孔洞內(nèi)壁及注漿管造成損害。其次，在投石作業(yè)之前，應在孔底安裝注漿管及導向管，便于后期注漿施工。隨后在鉆孔上部放置串筒，碎石材料通過串筒進入孔洞內(nèi)部，待投放高度與地面距離為1.5m時，下放固定鋼筋籠，加強鉆孔保護措施，防止出現(xiàn)孔洞坍塌現(xiàn)象。直至投放至設計標高之后，清洗注漿管道，保證漿液灌注的通暢性，并檢驗二次清孔質(zhì)量，孔內(nèi)泥漿比例控制在1.05之內(nèi)。

5）漿液灌注。根據(jù)設計方案要求的配合比例拌制漿液，嚴格按照相關標準檢驗材料質(zhì)量，若存在質(zhì)量不達標現(xiàn)象，禁止應用在施工之中。通過注漿管將水泥砂漿注入孔內(nèi)，為保證漿液與周邊土體充分結(jié)合在一起，在漿液灌注過程中應施加一定的外界壓力。待注漿量達到相關標準之后，適當減少漿液用量，避免由于重力作用導致泥漿大面積擴散，降低加固效果。根據(jù)注漿量不斷提升注漿管，每次提升間距為0.5m左右，應合理控制上升速度，若速度過快可能會出現(xiàn)漏漿問題。在注漿設備運作過程中，孔口石料在設備振動作用下沉降，為有效避免這一現(xiàn)象，應不斷補充石料，以保證樁體加固深度，并采取回灌的措施處理注漿后樁頂漿液下沉。待成樁施工完成后，按照相關標準檢驗注漿樁各項參數(shù)，無損低應變動測法、鉆孔取芯是碎石注漿樁常用的檢測方法。

4 公路工程碎石注漿樁施工技術(shù)的質(zhì)量控制策略

檢測質(zhì)量的同時，還要將質(zhì)量控制措施做到位。第一，成孔施工的質(zhì)保措施。當鉆孔位置在土層分界區(qū)域時，一定要減緩鉆進的速度，并且做好防偏孔、防塌孔的各類措施和相關預防措施。第二，清孔質(zhì)量相關控制措施。嚴格依據(jù)清孔說明書完成兩次清孔工作，當在清孔中注入清水出現(xiàn)清水滲透時，方可進行注漿操作。第三，鋼筋籠吊放與注漿質(zhì)量措施。確保鋼筋籠制作中主筋的籠直徑、籠長度和焊接質(zhì)量合乎標準，繼而防止變形狀況出現(xiàn)。在進行注漿操作時，要嚴格按照流程進行注漿，避免發(fā)生回漿狀況。第四，沉降觀測分為兩部分，即地基分層沉降觀測與地表沉降觀測。完成地表沉降觀測往往采用沉降板，完成分層沉降觀測大多采用分層沉降標。沉降板需要安設在砂墊層、土工格室及鋼塑土工格柵之上。沉降板埋設在路基的中心位置處，在進行埋設時，要力求沉降板底槽處的平整，并在其下面鋪設砂墊層，以60cm×60cm×20cm為宜。分層沉降標運用鉆孔埋設方式，埋設時要力求鉆孔的垂直偏差率小于1.5%，而且沒有塌孔和縮孔存在，埋設中可以采用泥漿護壁或下套管方式，波紋管和導管要力求實現(xiàn)隨埋隨接，分層沉降測點的間距設置在1m為宜。

5 結(jié)束語

隨著社會經(jīng)濟和科學的進步，對公路施工的重視程度也逐漸提升，碎石注漿樁技術(shù)作為公路工程建設重中之重的技術(shù)，必須結(jié)合實際情況全面把控。碎石注漿樁技術(shù)相對簡單，噪音小、清潔性強，效果顯著，需要引起重視。必須選擇性能好的材料，靈活調(diào)整技術(shù)要點，注重細節(jié)部分的施工，為交通運輸業(yè)的進步和發(fā)展奠定良好的基礎。

參考文獻

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