碎石注漿樁在公鐵并行條件下公路工程軟基施工的應(yīng)用

鄭曉華

（廣東順控交通投資有限公司，廣東佛山 528000）

1 工程實(shí)例

本工程為廣東省佛山市某一級公路的軟土地基加固工程。本項(xiàng)目的特點(diǎn)包括：（1）一級公路與城際鐵路公用同一走廊帶，城軌位于一級公路的中央分隔帶。一級公路距離城軌結(jié)構(gòu)外邊線很近，最小距離為2 m。（2）城際鐵路工程先建于公路工程，公路工程施工進(jìn)場時(shí)，鐵路的橋墩和梁體施工已完成，尚未投入運(yùn)營。（3）城際鐵路的沉降要求很高，要求一級公路的軟基處理非常高，幾乎對城際鐵路不造成影響。（4）地質(zhì)條件不好。地質(zhì)土層至上而下為雜填土、淤泥、風(fēng)化巖等，其中淤泥的特性為變形量大、承載力低。軟土埋深較大，普遍埋深為28~36 m。經(jīng)過對城軌的影響、工程地質(zhì)、水文地質(zhì)及保證本項(xiàng)目軟基處理的效果等因素的綜合考慮，最終決定采用碎石注漿樁處理。

2 碎石注漿樁的施工工藝

由于公路到城際鐵路的最小距離為2 m，因此要求盡量降低碎石注漿樁施工對城際鐵路的影響。本次充分發(fā)揮碎石注漿樁施工工藝對周邊構(gòu)筑物影響小的優(yōu)點(diǎn)，結(jié)合施工現(xiàn)場實(shí)際條件，保證城際鐵路的結(jié)構(gòu)安全以及減少沉降影響。

碎石注漿樁通過預(yù)鉆成孔、放注漿管、放碎石、洗孔、注漿、補(bǔ)漿等工序成樁。碎石注漿樁樁筏結(jié)構(gòu)工法施工工藝流程如下：

（1）施工準(zhǔn)備

包括施工機(jī)械準(zhǔn)備、材料準(zhǔn)備、場平、現(xiàn)場放樣以及準(zhǔn)備供、排水系統(tǒng)和供電系統(tǒng)等，對城際鐵路的橋墩布置各類監(jiān)測樁及監(jiān)控系統(tǒng)。

（2）鉆孔機(jī)械就位

放樣后，鉆孔機(jī)械移至樁位，使樁保持垂直，偏差小于2 cm 后，調(diào)整鉆孔機(jī)械使機(jī)桿垂直。

（3）成孔

本項(xiàng)目的地質(zhì)為流塑狀淤泥軟土層，距離城際鐵路樁位承臺(tái)墩柱很近，因此嚴(yán)禁使用振動(dòng)型、擠密式和高鉆架成孔等振動(dòng)型機(jī)械設(shè)備施工。根據(jù)本項(xiàng)目的地質(zhì)狀況，采用泥漿護(hù)壁循環(huán)鉆入成孔，小型旋挖機(jī)掏土成孔，并必須使用泥漿護(hù)壁，施工時(shí)泥漿的比重合理適當(dāng)，以免引起樁身縮頸。鉆入設(shè)計(jì)的深度，進(jìn)行清孔或撈渣處理，確保底沉不超過10 cm。

（4）下注漿管

成孔提鉆后，放置注漿管。注漿管采用直徑2.5 cm、單節(jié)長度約5 m 的鋼管，管底至孔底距離保持在約20 cm。下鋼管后，應(yīng)確保沉渣厚度符合相關(guān)要求。

（5）投放碎石、洗孔

投放碎石骨料：碎石選用級配不良（Cu＜5，Cc≠1～3）、孔隙率大于40%、粒徑為16～40 mm 的碎石料，用翻斗車或小型裝載機(jī)裝載，慢速倒入孔內(nèi)。

洗孔：通過注漿鋼管向孔內(nèi)注入清水即可進(jìn)行洗孔。當(dāng)水泥漿的比重增加不到1.05，就必須停止注入清水，結(jié)束洗孔。

（6）水泥砂漿漿液配制和混凝土試塊室內(nèi)試驗(yàn)

水泥砂漿漿液配制按照水∶砂∶水泥=0.4～0.45∶0.75∶1 進(jìn)行試配。

混凝土試塊制作時(shí)先放碎石，然后倒入預(yù)先配制好的砂漿，不應(yīng)進(jìn)行振搗，盡量符合現(xiàn)場成樁情況。通過混凝土試塊的試驗(yàn)強(qiáng)度確定水泥砂漿的最佳配合比。

（7）注漿、樁頭補(bǔ)漿

注漿量一般根據(jù)鉆孔體積、充盈系數(shù)和樁體孔隙比等綜合確定。

注漿是利用注漿機(jī)的壓力把水泥砂漿擠入注漿鋼管。注漿壓力根據(jù)鉆孔深、水泥砂漿濃度等條件來確定，一般可采用2～4 MPa。注漿后，先拌純水泥濃漿注入孔內(nèi)充填。30 min 后，砂漿開始回落，需再補(bǔ)入一定程度數(shù)量的注水砂漿，直至滲入水泥中的砂漿再一次注水溢出孔口，這就是二次注水補(bǔ)漿的重要過程。抽出注漿鋼管，注漿工作結(jié)束。注漿過程壓力的自動(dòng)控制可以通過防止回閥和閘筏轉(zhuǎn)動(dòng)來進(jìn)行。

（8）樁頭處理

養(yǎng)護(hù)成樁后，挖除樁頂浮土，并鑿除樁頭至設(shè)計(jì)標(biāo)高。

（9）碎石墊層施工

為保證碎石注漿樁頂平順，調(diào)整樁的受力均衡性，同時(shí)方便筏板鋼筋保護(hù)層施工，碎石注漿樁頂被破除到設(shè)計(jì)高度后，需鋪上20 cm 厚的碎石墊層，并采用小型碾壓設(shè)備進(jìn)行壓實(shí)。

（10）筏板施工

筏板采用C30 鋼筋混凝土實(shí)地澆筑，筏板的長度約15 m，筏板之間還應(yīng)留有伸縮縫，并填塞上泡沫板。

3 碎石注漿樁的施工監(jiān)測

考慮本項(xiàng)目靠近城際鐵路，對軟基施工要求非常高，施工期間必須做好軟基監(jiān)測，避免施工對城際鐵路造成大的影響。施工監(jiān)測主要包括以下內(nèi)容：

3.1 沉降監(jiān)測

沉降監(jiān)測的目的是測定建筑物地基的沉降量、沉降差及沉降速率[1]。

（1）沉降監(jiān)測包括地基土層內(nèi)沉降和地基土表面沉降。分層沉降標(biāo)按情況設(shè)置，用于地基土層內(nèi)沉降監(jiān)測；沉降板用于地基土表面沉降。

（2）沉降板應(yīng)埋置在砂墊層下，一般安裝在兩側(cè)路基的坡腳上和路幅的中心。沉降板采用鋼板；沉降套管采用硬質(zhì)塑料管道。沉降板的垂直方向偏差精度要求必須得到保證。

（3）分層排水沉降標(biāo)應(yīng)達(dá)到保持分層垂直且無偏差的設(shè)計(jì)要求。

3.2 水平位移監(jiān)測

地面的水平方向位移監(jiān)測可以采用位移邊樁。位移邊樁應(yīng)安裝在有反壓護(hù)道的外側(cè)坡腳。對于路基外側(cè)沒有反壓護(hù)道的地段，應(yīng)將內(nèi)側(cè)位移邊樁安裝在路基坡腳或邊溝的外側(cè)。

3.3 孔隙的水壓力及土壓力監(jiān)測

監(jiān)測時(shí)應(yīng)采用埋置水壓力和土壓力等手段進(jìn)行。埋設(shè)時(shí)應(yīng)先從墊層下方的位置開始并確定預(yù)埋孔的主要位置，完成安裝后，應(yīng)檢查壓力計(jì)，使其順利工作。完成埋設(shè)土壓計(jì)步驟后，對其進(jìn)行測試。

4 結(jié) 語

文章以公鐵并行條件下一級公路軟基施工實(shí)例為對象，針對軟基較厚的情況，采用碎石注漿樁加固處理，充分發(fā)揮其對既有建筑及基礎(chǔ)的影響較小及施工安全可靠優(yōu)勢，闡述碎石注漿樁的施工方法和監(jiān)測。其成果對碎石注漿樁在公鐵并行條件下公路工程的施工具有參考應(yīng)用價(jià)值。