淺析公路工程碎石注漿樁施工技術

羅代標

摘要：本文先對技術原理進行了討論，然后對其的適用范圍、施工工藝、碎石注漿樁的技術特點、樁身質量的檢測進行分析，監測方案作為最后的闡述。

關鍵詞：公路工程；碎石注漿樁技術；施工技術

一、技術原理

注漿樁是一種主要由碎石與水泥砂漿膠結而成的小型鉆孔灌注樁。因此，從成樁的工藝來看，碎石注漿樁是屬于鉆孔灌注樁，從樁的材料來看，又是屬于膠結體樁。樁直徑一般為30cm～70cm，適用樁長在30m以內。基本原理就是利用小型鉆機按照設計直徑，鉆進至設計深度成孔，然后先將注漿管放到孔底，再投放碎石料。投放碎石料的過程中，運用注漿管放水來清洗孔壁。完成碎石料投放后再進行注漿，漿液一般是從下至上逆行，漿液灌注至地面之后便會固結成樁。漿液除了在鉆孔中透固結碎石成樁之外，也會向周圍的土體滲透。從而使樁體和土體之間形成了一個土與砂漿結合過渡帶，樁與周圍土體的摩擦力得到了增加，所以從受力特性看注漿樁，又是屬于摩擦樁。總體來說，碎石注漿樁的強度、加固深度、直徑都有比較大的選擇范圍，除此之外，它兼備輕巧、無振動、不擠土的施工機械等特點，這些特點使碎石注漿樁適用于很多的工程，比如把舊路加寬、軟地基的深厚等。

二、適用范圍

碎石注漿樁技術適用在處理軟土層的地基比如粉土、濕陷性黃土、淤泥質土、粉質砂土等，除此之外它還能處理地下水位比較低的粉質土以及砂土的處理，具有很好的整體效果。但是處理濕軟土尤其是在含水量比較高情況下，無法達到需求的效果。所以，碎石注漿樁技術較為適用于處理工程的軟土層地基，比如民用建筑或工業上港口、公路、市政及地下一些的擋土結構等，在高速公路路基工程中得到了廣泛的運用。對于運輸不便利，較為狹小的施工場地等路段的軟土層地基處理，碎石注漿樁技術的發揮可以起到重要的作用。

三、施工工藝

碎石注漿樁的施工過程分為：鉆孔、清孔、投石及注漿。

鉆孔

一般采用GPS10型或者與此類似的工程鉆孔機，鉆頭是三翼鉆頭或魚尾鉆頭都可以。作業方法是采用泥漿護壁大泵量正循環。應隨時測量，確保垂直度偏差小于1％來保證鉆孔的垂直。應該不斷檢查泥漿的比重在鉆進過程中，應保持砂土在1.17～1.25間，應保持淤泥質土在1.20～1.25間。孔深不可以小于設計的孔深。孔頂應用鋼筒加以保護，防止出現塌孔的現象。

(二)清孔

包括兩次，第一次清孔與第二次清孔。鉆孔完成后進行第一次清孔，這個時候鉆孔已經達到設計深度，且鉆具也原位回轉。沖孔排渣的方式為正循環，清孔到沉渣的厚度小于10 cm。并且應控制孔內泥漿的比重，保持在1.15左右當泥漿比重達到要求后，就進行提鉆移機，這個時候還要用測繩進行測量孔深，并且利用檢孔器進行測量孔徑。第二次清孔就是和投石同時進行，也就是邊透視邊進行清洗，兩方面同時進行，孔內的泥漿比重也需要控制，確保在1.05左右。

(三)投石

投放碎在石清孔之后，必須將注漿管放到孔底在投石之前，為了減少石沖刷孔壁在投放的時候，應在孔頂部增加一條碎石導向管。碎石的直徑在20mm～40 m之間，當投石達到孔口標高時投石過程結束。

(四)注漿

采用的機械是砂漿泵，它將水泥砂漿從注漿管壓入至孔內。砂漿泵用SGB-10型或者與此類似的砂漿泵，注漿管一般為普鋼管。砂漿的主要材料為普通的硅酸鹽水泥，砂粒徑≤0.5mm，從設計強度的要求配比來進行配置合適的砂漿。為了防止泥漿在重力作用下而向土體大量擴散，注漿達到一定量后必須減少用漿量，必須逐漸向上拔管，根據注漿量進行控制為主來拔管的速度，每次拔管間距為0.5 m，并且連續注漿。直到孔口翻漿的比重至注入砂漿比重為95％時，可以一次拔管。為了確保注漿的質量，由于注漿管的振動造成孔口石料下沉在注漿的過程中，所以在注漿過程中必須不斷的補料。必須進行回灌作業，因為注漿后樁頂漿液會下沉。

四、碎石注漿樁技術特點

首先，施工機械輕便，有利于快速施工，施工場地要求比較低。其次，施工過程噪音小，對周圍居民影響很小。再次，漿液的滲透加強了樁和樁周土體的摩擦力，利于樁承載力的提高。最后，施工工藝操作簡便，利于對施工質量進行控制。

五、樁身質量的檢測

樁身完整性檢測的方法，目前國家規范有以下四種：對碎石注漿樁、低應變動測法、高應變動力試驗、鉆孔取芯以及聲波透射法。無損低應變動測法和鉆孔取芯法是目前最常用的檢測方法。無損低應變動測法根據其所測波形狀況，對樁身所存在的擴頸情況和缺陷來進行判斷，且通過樁底的反射波信號來估計樁底沉渣和持力層的情況。鉆孔取芯法是一種直觀并且簡單的方法，它可以檢查出碎石注漿樁的密實度和混凝土膠結的情況，樁身混凝土的實際強度也能檢測出。所以，這種技術不但能夠檢查出灌注的質量，而且還可以檢測出樁身混凝土的配制技術。

六、監測方案

軟基層的處理施工要動態控制，嚴格要求按監控指標實施，施工過程中必須加強監測的頻率。當發現路基有失穩趨勢、指標不正常時，必須馬上通報有關單位，且立即向路基兩側卸載、必要時需在兩側加反壓護道等措施來進行處理。在同一路段、不同觀測項目的測點必須布置在同一橫斷面上。施工時可以根據實際的情況而做出適當調整斷面位置實施。

沉降觀測

沉降觀測分為地基分層沉降觀測與地表沉降觀測。分層沉降觀測采取鉆孔埋設，要求鉆孔的垂直偏差率不大于1.5％，并不存在塌孔縮孔，埋設中應泥漿護壁或者下套管，導管與波紋管應一埋就接，降測點的距為1m。分層沉降觀測采用分層沉降標，且采用沉降板。土工格室塑、墊層土或格柵之上。沉降板埋設在左右路幅中心、坡趾、路肩和基中心。鋪設60cm×60cm×20cm的砂墊層在設時降板底槽需平整。

承載力觀測

水泥攪拌樁需做承載力觀測。承載力觀測采用多樁和單樁載荷試驗。應至少施工3個月后進行才能進行水泥攪拌樁載荷試驗，要求水泥攪拌樁單樁容許承載力值不低于120kN。

(三)水平位移觀測

1、地基土體水平位移。采用測斜管觀測，埋于路堤邊的坡趾。鉆機導孔垂直的偏差率應不大于1. 5％。測斜管的底部進入亞黏土層或粉砂層l00cm，管頂高于地面50cm，且加蓋保護。2、土壓力及孔隙水壓力觀測。土壓力觀測采用土壓力計，挖坑水平埋設，坑底平整密實，必須位置正確且穩固埋設后的土壓力計，用細砂填實上下四周約20cm的范圍。孔隙水壓力計采取“一孔多個孔壓計”埋設法，開始埋設是從砂墊層底部開始，每2m埋設一只。應做好鉆孔的詳細記錄在鉆孔埋設時。應用接收儀器檢查孔壓計是否正常在孔壓計埋設后。3、地面水平位移，采取位移邊樁觀測，埋設在路堤兩側的趾部，其中的一根位在坡腳，其余位在邊溝的外側。邊樁采用10cm×10cm砼預制樁，埋入深度為1.5m，露出地面10cm。采用打入法來埋置，樁周應回填平整密實。

(四)觀測頻率

除承載力的觀測外，其他路堤施工過程中各觀鋇項目的頻率和觀測時間均相同。

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