公路工程碎石注漿樁施工技術(shù)研究

張道華

(貴州省公路工程集團(tuán)有限公司)

公路工程碎石注漿樁施工技術(shù)研究

張道華

(貴州省公路工程集團(tuán)有限公司)

摘 要:碎石注漿樁施工設(shè)備設(shè)施輕便易于操作，對(duì)施工場(chǎng)地的條件要求不高，并且施工過程中產(chǎn)生的噪音比較小，基本不會(huì)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)周圍造成影響以及承載能力較高，許多工程中的工程樁采用了此技術(shù)，特別是廣泛應(yīng)用于高速公路工程樁的制作。從碎石注漿樁的施工原理，施工工藝、施工特點(diǎn)及相關(guān)信息分析了碎石注漿樁施工技術(shù)要點(diǎn)。

關(guān)鍵詞:公路工程;碎石注漿樁;施工技術(shù)

1 引言

碎石注漿樁是上世紀(jì)末結(jié)合砂石樁與高壓注漿兩項(xiàng)技術(shù)組件而形成的一種新的地基處理方法。碎石灌注樁由于具有施工設(shè)備設(shè)施輕便易于操作，對(duì)施工場(chǎng)地的條件要求不高，并且施工過程中產(chǎn)生的噪音比較小，基本不會(huì)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)周圍造成影響以及承載能力較高的特點(diǎn)而得到快速的發(fā)展，被廣泛應(yīng)用于高等級(jí)公路的建設(shè)以及及鐵路建設(shè)工程樁的制作等方面。因此對(duì)碎石注漿樁的施工技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行歸納分析，在工程建設(shè)方面具有一定的實(shí)用價(jià)值，同時(shí)也利于此技術(shù)應(yīng)用以及推廣。

2 碎石注漿樁的概念及適用范圍

碎石注漿樁是一種無砂混凝土微型樁，其介于壓力注漿樁和鉆孔灌注樁之間，利用鉆機(jī)按照設(shè)計(jì)的直徑鉆進(jìn)至設(shè)計(jì)深度成孔，放入注漿管后進(jìn)行石料的投放。在投放石料的過程中，用注漿管放水對(duì)鉆孔進(jìn)行清洗，石料投放完成后再進(jìn)行注漿，使石料固結(jié)成樁。適用于民用及工業(yè)建筑、市政工程、港口道路工程、地下?lián)跬两Y(jié)構(gòu)工程及場(chǎng)地狹小、運(yùn)輸困難路段的軟土地基處理，尤其在高速公路的路基工程中應(yīng)用廣泛，而碎石注漿樁復(fù)合地基對(duì)于含水量比較大的濕軟土地基處理效果不太理想。特點(diǎn)是在軟土地基中使用工程鉆機(jī)旋轉(zhuǎn)循環(huán)鉆孔成樁，基本不會(huì)對(duì)地基及周圍建筑物產(chǎn)生擾動(dòng)，可以控制地表下沉，施工過程中振動(dòng)幅度小、噪音不明顯，具有良好的社會(huì)效益;不會(huì)出現(xiàn)下沉坍落，作業(yè)過程可靠安全;施工操作簡(jiǎn)單方便，機(jī)械設(shè)備方便解決;要達(dá)到理想的加固效果不需要太大的投入，成本低而效益高。

3 工藝原理及流程

根據(jù)樁的設(shè)計(jì)直徑，用工程鉆機(jī)成孔至預(yù)定深度位置，然后將鋼質(zhì)注漿管插入樁孔內(nèi)并向樁孔內(nèi)投放一定級(jí)配的碎石使達(dá)到標(biāo)高，再由注漿管向樁孔內(nèi)壓注水泥漿。一部分水泥漿與碎石結(jié)合形成具有一定強(qiáng)度的無砂混凝土小樁，一部分滲入土體使土體加固。樁間土體與水泥壓漿碎石樁形成復(fù)了合地基，通過共同承擔(dān)荷載達(dá)到增大地基變形模量，提高地基強(qiáng)度的目的。

碎石注漿樁的施工流程如下:測(cè)量放線及定樁位→護(hù)筒埋設(shè)→鉆機(jī)就位→鉆進(jìn)成孔→清孔→下注漿管→碎石投放→安裝樁帽連接鋼筋→洗孔→壓力注漿→拔管→樁帽施工→樁成品檢測(cè)、驗(yàn)收。

3.1 測(cè)量放樣及定樁位

樁位中心由設(shè)計(jì)資料確定，圓心為中心，半徑取為樁身半徑與護(hù)壁厚度的半徑之和，畫出鉆孔并撒石灰線。樁位偏差在±20 mm范圍內(nèi)。

3.2 護(hù)筒埋設(shè)

通過在孔口段埋設(shè)鋼護(hù)筒來防止在施工過程中發(fā)生孔口坍塌，確保鉆孔能夠順利進(jìn)行，護(hù)筒長(zhǎng)度為1 m，需要用粘土對(duì)護(hù)筒附近進(jìn)行填密壓實(shí)，以防止孔口泥漿以及水泥漿的流失。

3.3 鉆機(jī)就位

鉆機(jī)的整平與對(duì)中用方木進(jìn)行，使鉆機(jī)的主動(dòng)鉆桿以及鉆盤中心應(yīng)該和樁中心保持一致，鉆桿保持垂直，其傾斜度在1%以內(nèi)。

3.4 鉆井成孔

使用泥漿護(hù)壁的大泵量正循環(huán)方法進(jìn)行施工作業(yè)，使沉渣通過孔外順利排出。以測(cè)量孔斜令其小于1%來保證鉆孔的垂直度。樁孔深度不得小于設(shè)計(jì)值，也不能超過設(shè)計(jì)孔深20 cm以上。

3.5 清孔

鉆孔達(dá)到設(shè)計(jì)深度以后，讓鉆具在原位進(jìn)行回轉(zhuǎn)、正循環(huán)沖孔來進(jìn)行排渣，清孔直至使沉渣控制在10 cm以內(nèi)，再用稀泥漿替換，泥漿的比重為1.15～1.25范圍內(nèi)，過程完成以后提鉆終孔并將鉆機(jī)移開。

3.6 下注漿管

注漿管使用2根1英寸管，注漿管底部距孔底約40 cm，通過對(duì)稱安裝促進(jìn)灌漿質(zhì)量。安裝就位完成以后，防止管內(nèi)有雜物進(jìn)入，對(duì)管口臨時(shí)保護(hù)。

3.7 碎石投放

應(yīng)將直徑為15～40 mm的碎石清理干凈，利用串筒投放到孔內(nèi)，實(shí)際投入量不得小于計(jì)算得出的樁孔體積，填灌使其達(dá)到孔口的標(biāo)高。

3.8 安裝樁帽連接鋼筋

在進(jìn)行碎石投放使其達(dá)到設(shè)計(jì)樁帽連接鋼筋底標(biāo)高的時(shí)候，應(yīng)先對(duì)樁帽連接鋼筋進(jìn)行放置安裝，然后再繼續(xù)進(jìn)行碎石投放。

3.9 洗孔

在填筑碎石的時(shí)候，要連續(xù)地通過往注漿管注入清水來進(jìn)行洗孔，控制出漿比重使其不得超過1.05。

3.10 壓力注漿

采用水泥砂漿進(jìn)行壓力注漿，選用P.0.32.5硅酸鹽水泥以及細(xì)砂，水灰比為0.5～0.6，并通過加入適量的粉煤灰來提升其和易性。采用一邊壓漿一邊拔管的方法進(jìn)行注漿，對(duì)于不同的孔深，其注漿壓力也不同。

3.11 拔管

在拔管的過程當(dāng)中要時(shí)刻對(duì)樁的頂部進(jìn)行碎石填充，并且在1～2 m的空間范圍內(nèi)進(jìn)行補(bǔ)充注漿，直到水泥漿液能充滿孔口標(biāo)高斷面并外溢。

3.12 樁帽施工

等到樁身強(qiáng)度超過設(shè)計(jì)值強(qiáng)度80%的時(shí)候，可以開始對(duì)樁帽鋼筋進(jìn)行綁扎，對(duì)樁帽混凝土進(jìn)行澆筑的工作。

3.13 樁成品檢測(cè)、驗(yàn)收

對(duì)成品進(jìn)行100%無破損檢測(cè)合格后才能進(jìn)行路基填筑施工。

4 檢測(cè)樁身質(zhì)量

按照國(guó)家規(guī)范的規(guī)定，有以下四種方法對(duì)樁身完整性進(jìn)行檢測(cè):高應(yīng)變動(dòng)力試驗(yàn)、鉆孔取芯、聲波透射、低應(yīng)變動(dòng)測(cè)法法。目前常用的碎石注漿樁檢測(cè)方法主要包括:鉆孔取芯以及無損低應(yīng)變動(dòng)測(cè)法。

5 具體監(jiān)測(cè)方案

5.1 沉降觀測(cè)

沉降觀測(cè)包括地基分層沉降以及地表沉降觀測(cè)。采用分層沉降標(biāo)進(jìn)行地基分層沉降觀測(cè)，采用沉降板進(jìn)行地表沉降觀測(cè)。分層沉降標(biāo)用鉆孔進(jìn)行埋設(shè)，對(duì)鉆孔垂直偏差率要求不大于1.5%，并且沒有塌孔縮孔存在。分層沉降觀測(cè)點(diǎn)的間隔取1 m。應(yīng)該在鋼塑土工格室、格柵或者是砂墊層上部設(shè)置沉降板，埋設(shè)沉降板的時(shí)候保持沉降板底槽的平整，并且下鋪60 cm×60 cm×20 cm的砂墊層。

5.2 水平位移的觀測(cè)

(1)采用塑料管制的測(cè)斜管觀測(cè)地基土體的水平位移，在路堤邊坡趾部進(jìn)行埋設(shè)。埋設(shè)的時(shí)候應(yīng)將鉆機(jī)導(dǎo)孔的垂直偏差率控制在1.5%以內(nèi)。測(cè)斜管底端需要達(dá)到亞黏土層或者粉砂層1 m以下，管頂部距離地面0.5 m以上，并對(duì)其加蓋進(jìn)行保護(hù)。

(2)使用位移邊樁進(jìn)行地面水平位移觀測(cè)，邊樁采用10 cm×10 cm的混凝土預(yù)制樁，埋設(shè)于路堤兩側(cè)的趾部，除位于坡腳處的一根以外，其余均位于邊溝的外側(cè)。采用打入法進(jìn)行埋置，埋入深度需達(dá)到1.5 m，地面以上部分至少為10 cm，樁周回填密實(shí)。

(3)承載力的觀測(cè)，采用單樁及多樁的載荷試驗(yàn)對(duì)水泥攪拌樁的承載力進(jìn)行觀測(cè)，需要注意的是，至少在施工3個(gè)月之后才可以進(jìn)行水泥攪拌樁的載荷試驗(yàn)，規(guī)范規(guī)定水泥攪拌樁單樁的容許承載力在120 kN以上。

6 結(jié)語

綜上所述，要對(duì)碎石注漿樁的質(zhì)量加以保證，必須重視以下幾個(gè)方面:應(yīng)對(duì)碎石注漿樁的施工從開孔到其結(jié)束的過程中進(jìn)行不間斷作業(yè)，盡可能的保證中途過程的連續(xù)性;保證測(cè)量定位技術(shù)的到位;并對(duì)成孔的工程質(zhì)量加以保證;清孔質(zhì)量以及注漿的質(zhì)量加以保證。只有掌握施工技術(shù)的要點(diǎn)，嚴(yán)格按照規(guī)范的施工程序進(jìn)行施工，才能使做出的樁符合規(guī)范要求。

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［3］牛志榮，李宏.復(fù)合地基處理及其工程實(shí)例［M］.中國(guó)建材工業(yè)出版社，2000:55－58.

中圖分類號(hào):U416.1

C

1008－3383(2013)04－0059－02

收稿日期:2013－01－31