探析碎石注漿樁施工技術(shù)在公路工程施工中的應(yīng)用

沈超旭

(貴州省公路工程集團(tuán)有限公司，貴州 貴陽 550000)

1 工程概況

某公路工程C標(biāo)段大部分處在軟基當(dāng)中，因軟基不具備工程性質(zhì)，所以必須采取有效措施進(jìn)行處理。在不同的軟基處理技術(shù)措施中，碎石注漿樁是一種較為新穎的技術(shù)，其加固機(jī)理為向樁體注漿時(shí)，漿液會不斷向樁體周圍發(fā)生滲透和擴(kuò)散，以此在成樁的基礎(chǔ)上對樁體周圍土體進(jìn)行加固，達(dá)到良好復(fù)合效果，從根本上提高路基承載力。現(xiàn)以該公路工程標(biāo)段為例，對其碎石注漿樁技術(shù)具體應(yīng)用做如下深入分析。

2 施工技術(shù)

2.1 成孔

(1)首先進(jìn)行樁位測量和放樣，樁位的偏差不能超過±20 mm。

(2)為避免鉆孔孔口處的泥漿發(fā)生流失引起孔壁坍塌，使鉆進(jìn)順利進(jìn)行，防止成孔之后向鉆孔中投入碎石的過程中產(chǎn)生孔口坍塌，需在孔口處埋設(shè)直徑為60 cm的護(hù)筒，護(hù)筒主要采用鋼護(hù)筒，其埋設(shè)深度按照1.2～1.5 m的范圍嚴(yán)格控制，并通過對騎馬樁的設(shè)置使鉆孔中心樁位切實(shí)滿足設(shè)計(jì)與規(guī)范的要求。在護(hù)筒的周圍，應(yīng)使用粘土將其夯實(shí)，也可使用袋裝黃泥將其填實(shí)，避免護(hù)筒在施工中產(chǎn)生偏移。

(3)使用地表水或者是淺層水進(jìn)行造漿，使泥漿的比重保持在1.15～1.25 g/cm3范圍內(nèi)，具體的成孔方式和鉆孔灌注樁基本相同，但鉆進(jìn)時(shí)要對鉆機(jī)是否平穩(wěn)和鉆桿是否保持垂直進(jìn)行檢查，使成孔后的垂直度偏差不超過1%。

(4)在鉆進(jìn)到設(shè)計(jì)要求的深度后，使鉆頭在原位進(jìn)行空轉(zhuǎn)，并使用正循環(huán)泵進(jìn)行清孔，通過清孔時(shí)鉆孔沉渣厚度在10 cm以內(nèi)，且泥漿的比重為1.15 g/cm3時(shí)，開始提鉆，并用檢孔器對鉆孔的直徑與垂直度進(jìn)行檢查，確認(rèn)能否達(dá)到施工要求。

2.2 投石注漿

(1)在孔口板處設(shè)置方木，空口板采用方形鋼板，板厚不小于5 mm，并在中心設(shè)置直徑為600 mm的孔。孔口板的防止必須保持水平且穩(wěn)定，同時(shí)孔口板上的孔應(yīng)和護(hù)筒的中心保持一致。設(shè)置孔口板的主要作用在于固定和使導(dǎo)向管始終保持垂直。對于導(dǎo)向管，應(yīng)采用圓形漏斗狀，其高度應(yīng)達(dá)到1.2 m以上，底口與頂口的直徑應(yīng)達(dá)到30 cm、48 cm，在兩口的中心分別設(shè)置導(dǎo)向環(huán)，用于對注漿管進(jìn)行固定。采用直徑為50 mm的鋼管作為注漿管，并利用短節(jié)和法蘭管進(jìn)行連接。

(2)碎石的粒徑按照20～40 mm的范圍嚴(yán)格控制，采用導(dǎo)向管將其填入到鉆孔中，將碎石投入到導(dǎo)向管的底口處以后，方可將導(dǎo)向管去除，繼續(xù)進(jìn)行投石，直到鉆孔孔口處的設(shè)計(jì)標(biāo)高。在投石的同時(shí)，還應(yīng)連續(xù)注水進(jìn)行洗孔，使泥漿比重保持在1.05 g/cm3以內(nèi)。

(3)水泥砂漿配制所用水泥以32.5普硅水泥為宜，并采用粒徑在0.5 mm以內(nèi)的砂，水灰比按照0.4～0.5的范圍控制，配合比為：水∶水泥∶砂=0.5∶1.0∶0.75～0.80。砂漿采用專門的設(shè)備進(jìn)行拌和，然后采用過濾網(wǎng)過濾，過濾完成的砂漿放在注漿槽中保存。注漿使用注漿管進(jìn)行，注漿的主要目的包括：其一，確保漿液充滿縫隙，使?jié){液和碎石形成整體；其二，部分漿液可以向土體內(nèi)發(fā)生滲透擴(kuò)散，起到有效的加固作用，增加地基強(qiáng)度和承載力。

(4)施工時(shí)應(yīng)在注漿的同時(shí)進(jìn)行拔管，根據(jù)配合比要求，單位長度樁體對應(yīng)的水泥用量應(yīng)達(dá)到50 kg以上。砂漿的具體數(shù)量應(yīng)以鉆孔中的孔隙體為依據(jù)通過計(jì)算確定，以此對注漿數(shù)量進(jìn)行嚴(yán)格控制，使注漿數(shù)量不少于鉆孔體積和砂石體積之差。

(5)拔管按照實(shí)際注漿量進(jìn)行控制，每次拔管的長度一般不能超過0.3～0.5 m，在拔管的同時(shí)不能間斷注漿。首次拔管需要在漿液達(dá)到鋼花管的頂部以上五倍樁徑后進(jìn)行。拔管時(shí)，確保漿液處在鋼花管以上2 m的位置。將漿液注入到鉆孔的孔口，且翻漿比重為砂漿標(biāo)準(zhǔn)比重95%時(shí)，方可結(jié)束注漿。

(6)在實(shí)際的注漿與拔管時(shí)，因注漿管發(fā)生振動可能導(dǎo)致孔口處的石料發(fā)生下沉，對此，注漿時(shí)應(yīng)持續(xù)補(bǔ)充一定量的碎石。同樣的，注漿完成后，樁頂部的漿液也會發(fā)生下沉，所以應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行補(bǔ)注。

2.3 現(xiàn)澆蓋板施工

蓋板的主要作用包括：其一，保證路基傳力保持均勻；其二，提高樁體與地基整體承載力。待漿液強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求的70%后，方可將樁頭松散處鑿除，并支設(shè)鋼模板和混凝土現(xiàn)澆，澆筑厚度按照20 cm控制，并在蓋板厚度的一半設(shè)置鋼筋網(wǎng)。混凝土現(xiàn)澆施工完成后立即開始養(yǎng)護(hù)，持續(xù)養(yǎng)護(hù)3 d后方可拆模，對四周進(jìn)行回填處理。

3 施工注意事項(xiàng)

(1)打樁應(yīng)嚴(yán)格按照從周圍到中間的順序進(jìn)行，相鄰兩臺鉆機(jī)之間應(yīng)有10 m以上的間隔距離，避免鉆機(jī)鉆進(jìn)時(shí)產(chǎn)生振動導(dǎo)致塌孔。

(2)如果鉆機(jī)進(jìn)尺速度相對較快，則在很大程度上說明地質(zhì)條件發(fā)生了變化，此時(shí)要對進(jìn)尺速度進(jìn)行嚴(yán)格控制，并適當(dāng)增加泥漿的比重，以免發(fā)生塌孔與縮頸等質(zhì)量問題。

(3)注漿壓力不可過大，否則將使?jié){液擴(kuò)散到其它樁位，對施工造成影響，使施工難度大幅增加。因此，施工中必須根據(jù)實(shí)際情況確定和控制注漿壓力。

(4)水泥用量主要由地質(zhì)條件決定，在具有良好滲透性的地層當(dāng)中，考慮到土層孔隙相對較大，注入的漿液容易向周圍發(fā)生擴(kuò)散，所以應(yīng)增加水泥用量；而在滲透性相對較差的地層當(dāng)中，應(yīng)減少水泥用量，保證漿液的實(shí)際擴(kuò)散率。注漿量是必須根據(jù)地質(zhì)情況進(jìn)行充分考慮的，如果注漿量不足將導(dǎo)致斷樁。

(5)成孔完成后應(yīng)立即進(jìn)行檢查，并盡快投入碎石，以免清孔之后泥漿比重大幅下降或由于受到地下水的影響而發(fā)生塌孔。

(6)在實(shí)際的注漿與拔管過程中，各樁位都應(yīng)做到一次性完成，保證施工的連續(xù)性，避免中途長時(shí)間停頓導(dǎo)致堵管或斷樁。

4 質(zhì)量檢測

(1)質(zhì)量檢測：成孔標(biāo)準(zhǔn)和鉆孔灌注樁基本相同；對注漿量進(jìn)行復(fù)核，確認(rèn)是否與理論計(jì)算值相符；對于樁身完整性，可采用無損方法進(jìn)行檢測，如低應(yīng)變動測，在所有成樁中抽取15%用于檢測，根據(jù)檢測結(jié)果確定樁體類型。在現(xiàn)場還應(yīng)進(jìn)行隨機(jī)取樣，檢查樁體是否完整和密實(shí)，確定加固效果能否達(dá)到預(yù)期。

(2)對于樁體的承載力，可通過靜載試驗(yàn)來確定。考慮到復(fù)合地基靜載試驗(yàn)難度很大，所需試驗(yàn)較長，所以選取單樁進(jìn)行試驗(yàn)即可，以此確定單樁的極限承載力。

5 結(jié) 語

綜上所述，碎石注漿樁是一項(xiàng)合理有效的公路工程加固技術(shù)，目前，該工程碎石注漿樁施工順利完成，且經(jīng)檢驗(yàn)確認(rèn)樁體質(zhì)量合格，承載力等重要指標(biāo)均能達(dá)到設(shè)計(jì)要求，說明以上施工技術(shù)合理可行，值得類似工程參考借鑒。