碎石注漿樁施工技術在公路工程施工的有效運用

【摘要】本文首先對碎石注漿樁的施工工藝原理和技術進行了簡要的論述，然后以對濕陷性黃土地基進行改造，修建高速公路和震后道路的快速修復施工為例，簡要的探討了碎石注漿樁在這些公路工程施工中的有效應用，希望能夠對有關人士研究這種技術和應用起到一定的幫助。

【關鍵詞】碎石注漿樁；公路工程；運用

隨著科學技術水平的不斷提升，推動了汽車工業(yè)的快速發(fā)展，也使得汽車作為平常交通工具走進了千家萬戶。汽車的普及，對道路的建設和功能的完善提出了更高的要求。大量汽車的行駛需求，對道路橋梁的承載水平提出了新的要求，要求新建或者改建的路橋承載力要達到新的承載水平，同時還要在路橋建設時，保證工程造價合理可控。鉆孔灌注樁技術作為一種能夠有效提高路橋承載水平，而且成本相對較低的技術在路橋建設工程中被廣泛的采用。碎石注漿樁作為一類小型鉆孔灌注樁，由于其施工過程簡單，工藝可靠，目前在很多公路工程施工中有著良好的運用。但是，由于碎石注漿樁作為鉆孔灌注樁，屬于一種地下工程，而且由于當前對于地下樁的工程施工質量的檢查手段較少，在碎石注漿樁鉆孔灌注樁施工中出現(xiàn)的問題不易發(fā)現(xiàn)，可能會給后期的路橋工程的安全性帶來嚴重的挑戰(zhàn)。

一、碎石注漿樁施工技術概述

（一）碎石注漿樁施工技術原理

碎石注漿樁，故名思議，主要是由碎石和水泥砂漿混合而成的材料形成的一種樁。碎石注漿樁在施工過程中，首先需要利用小型的鉆井機械鉆孔，當所鉆孔的直徑和深度達到設計的值之后，再將注漿管伸入樁的底部，投放一定量的碎石料，在投放碎石料的過程中，需要利用注漿管不停導入清水清洗碎石料和孔壁，待碎石料投放并清洗完成之后，再進行注漿，注漿產(chǎn)生的漿液一般從小往上逆行，當漿液灌注到地表指定的高度之后，取出注漿管，待其自行凝固，這樣的施工技術不僅能夠使凝固成的樁體在孔中保持密實，還由于漿液能夠向孔壁周圍土體中滲透，使得樁體與周圍的土體之間有更多的交替結構，增大樁體與土體的摩擦力，提升樁體的牢固度和穩(wěn)定性。因此，碎石注漿樁雖然是作為鉆孔灌注樁的一類，但是，它也是屬于膠結體樁、摩擦樁。碎石注漿樁的樁體直徑一般為30～70厘米之間，樁的深度要小于30米。碎石注漿樁施工工藝流程見下圖一。

圖一 碎石注漿樁施工工藝流程圖

（二）碎石注漿樁的施工技術特點

從碎石注漿樁的施工原理我們不難發(fā)現(xiàn)，在施工過程中，主要采用的施工機械就是鉆井機械和注漿機械，這些機械裝置一般屬于輕型施工機械，在施工現(xiàn)場占地面積小、施工速度快、噪音小，非常適用于在那些道路狹窄、居民較多的地區(qū)進行應用。由于碎石注漿樁在施工結束后，樁體會與周圍的土體發(fā)生一定程度的交聯(lián)現(xiàn)象，不僅大大增強樁體的穩(wěn)定性，也使得周圍的土體受到一定的擠壓，變得密實，其承載力會上升，這樣的情況，大大增強了道路的承載水平。碎石注漿樁還具有施工方法簡單、施工成本低和施工質量較易控制的優(yōu)點。

二、碎石注漿樁在公路工程施工中的有效應用

（一）濕陷性黃土地基高速公路工程施工中的有效應用

在公路工程建設時，往往會遇到各種情況的工程地質問題，在我國北方地區(qū)濕陷性黃土是公路路基中的一種常見工程地質問題。濕陷性黃土地基存在壓縮變形和濕陷變形兩種變形。壓縮變形主要是由公路路基和其上面的構造物的荷載引發(fā)，這類變形隨著時間的推移而逐漸衰減，并且很快會呈現(xiàn)穩(wěn)定狀態(tài)，當?shù)鼗恋娜菰S承載力大于基地壓力時，地基壓縮變形比較小，一般情況下能滿足公路及其構造物對沉降變形的要求；濕陷性變形主要是由于地基在水浸后出現(xiàn)的附加變形，這種變形具有局部性和突發(fā)性，變形不均勻，對公路路基和其構造物會產(chǎn)生嚴重的危害。濕陷性黃土地基由于存在以上兩種變形，如果不加處理，在公路工程竣工后，往往會產(chǎn)生大的沉降，對公路工程的質量有嚴重影響。

首先，在地質勘查的基礎之上，依據(jù)設計文件規(guī)定的樁體直徑和樁間隔，進行樁中心線的劃定，然后利用鉆機在確定好鉆進位置進行鉆孔，當所鉆孔的深度達到規(guī)定的深度之后，就形成一個有效的樁孔體，在此后，需要同步進行泥漿的制備和進行清孔工作，待上述兩項工作完成之后，再向孔中插入導管和注漿管，接著投放碎石，在投放過程中，向孔中放水。待石料投放完成之后，便可向孔中注入水泥漿液，漿液會沿著注漿管注入到鉆孔中并向周圍的地層當中擴散，待漿液達到地面時，結束注漿，待一段時間后便可凝固。結束此根樁的注漿后便可進行下一個樁孔的注漿，待所有樁基礎都打好之后，再在樁體上面鋪設道路的路面結構層，完工之后的道路就不會出現(xiàn)濕陷性地基未經(jīng)處理直接修筑道路而出現(xiàn)的那些塌陷、變形等路面災害。下圖二為濕陷性黃土地基改造中采用碎石注漿樁復合公路的結構圖。

圖二 碎石注漿樁復合公路的結構圖

（二）震后道路快速修復中碎石注漿樁的有效應用

在地震作用下，路基通常會出現(xiàn)天然含水量較高、滲透系數(shù)較小、壓縮性大和強度低等特點。這類路基的特點也叫做軟土物理學特性。地震后的路面基本上已經(jīng)出現(xiàn)大范圍的坍塌、裂縫等災害，原油道路的路基已經(jīng)成為軟土地基，對于這種震后形成的軟土地基，采用碎石注漿法能夠取得如下的效果：首先是這種方法既能鉆動地基的下部土層，也能解決震后道路快速修復的施工工期和施工空間狹窄（留下部分路面供救援通行）的問題，目前這樣的修復技術已經(jīng)在我國地震災后道路快速重建工作中發(fā)揮了巨大的作用。

在地震災后道路快速修復中，為了有效應用碎石注漿樁技術，需要注意如下幾個方面的問題：由于地震后的道路出現(xiàn)的是不均勻的差異沉降，為了提高道路快速修復后能夠持久發(fā)揮功能，首先應采取的碎石注漿樁法應為帶剛性承壓板的碎石注漿樁施工法。這樣的處理方法相比于前述濕陷性黃土地基處理中要多出一層剛性承壓板。這層剛性承壓板主要是為了對注漿體起封漿作用。其次，在應用這種方法的過程中，應注意選擇合適的注漿壓力，結合實際情況選擇不同壓力的注漿方法，具體有三類：滲透注漿、劈裂注漿、壓密注漿。最后，在注漿液配制時，要確保漿體的濃度與設計的濃度相符。

三、結束語

公路工程要想有效發(fā)揮作用，需要有良好的地基基礎。碎石注漿樁作為一類提升地基基礎承載水平的重要施工技術，目前在公路工程建設領域得到了廣泛的應用，而且已經(jīng)起到了重要的作用，尤其是在濕陷性黃土地基改造和震后道路快速修復工程中，更是得到了有效的運用。希望有關人士能注重這類技術，在公路工程中不斷優(yōu)化其應用過程，提升這種技術的應用水平。