浅析公路工程碎石注浆桩施工技术

何佳姚若兰

（1 赣州市公路管理局定南分局；2 赣州市公路管理局南康分局）

浅析公路工程碎石注浆桩施工技术

何佳1姚若兰2

（1 赣州市公路管理局定南分局；2 赣州市公路管理局南康分局）

碎石桩具有施工操作方便、适应性强、噪音小等优点，在公路工程中得到了广泛的应用。本文对碎石注浆桩的施工原理、施工工艺以及监测要点进行了分析。

公路工程；碎石注浆桩；施工技术

碎石注浆桩是一种由砂石桩与高压注浆两项技术组合发展起来的新型地基处理技术。碎石注浆桩具有施工设备轻便，能够满足施工场地要求、承载力高、施工噪音小、对周围环境影响小等优点。目前在高速公路地基处理中得到了广泛的应用。随着碎石注浆桩应该范围的不断扩大，我们有必要对碎石桩的施工技术进行深入研究和探讨。

1 碎石桩概念及特点

1.1 碎石注浆桩概念

碎石注浆桩是一种无砂混凝土微型桩。是一种介于压力注浆桩与钻孔灌注桩之间的桩体形式。在钻机根据要求钻进到设计深度以后，再放入注浆管前投放石料。边投放石料边用注浆管放水对钻孔进行清洗，当石料投放完成后，进行注浆，使石料与浆液固结成桩体。碎石注浆桩可广泛应用于各类建筑、市政工程、地下挡土结构以及公路路基工程中。但是这种地基处理技术对于含水量较大的湿软土地基处理效果不是很理想。

1.2 碎石注浆桩的特点

由于碎石注浆桩是利用钻机在软土地基中旋转循环钻孔成柱，施工过程中噪音较小，且振动幅度也较小，因此它不会对周围环境或建筑产生较大的扰动，同也可有效控制地表下沉，具有较好的经济效益和社会效益；碎石注浆桩施工过程中不容易出现下沉或坍落现象，施工的可靠性和安全性较高；另外这种桩体的成桩工艺简单、机械方便，容易达到理想的加固效果，具有成本低效益高特点。

2 碎石注浆桩的施工工艺

2.1 测量放样

根据设计要求对桩位中心进行确定，以桩的圆心为中心，其半径取为桩身与护壁厚度的半径之和。将钻孔用石灰线标明。桩位的偏差应该控制在20mm范围内，不能存在过大偏差。

2.2 护筒埋设

在碎石桩施工过程中，需要通过在孔口段埋设钢护筒来避免施工过程中孔口坍塌的问题。从而保证钻孔作业能够顺利进行，通常护筒的长度可为1m，护筒埋设后，需要采用粘土对护筒周围进行填充压实，以避免出现泥浆流失的问题。

2.3 钻孔

通常碎石桩的直径在30～70cm，桩长在30m之内，因此应该根据的桩径及桩长，选择合适的钻机型号及钻头。在场地整平以后钻机就位，采用方木进行调整及固定，保证钻机的钻杆、钻盘中心与桩的中心位置对应，同时也要保证钻杆的垂直，其倾斜偏差必须控制在1%范围内；钻孔时应该随时观察钻杆的垂直度，保证钻孔的偏差在1%之内。在钻进过程中，应该尽量边打钻边注水，以降低钻头的温度，减小钻头的磨损，延长其使用寿命；钻进时要及时将产生的砂土和泥质土清除掉，以免对钻孔造成堵塞；对泥浆的比重进行严格规定和检查，通常情况下，碎石桩砂土的比重在1.17～1.25范围内，而淤泥质土的比重则应该在1.20～1.25范围内，采用这样的泥浆比重对于钻孔作业是非常适合的；钻机在钻进过程中，不可避免的会残留一些泥土或砾石在孔内，因此应该适当将钻进的深度略大于设计深度，但不能超过设计深度20cm以上。

2.4 清孔、下管

钻孔完成后需要对桩孔进行清理。清孔工作通常可分两次进行，第一次清孔应该在钻孔完成之后进行，在钻机取出后，将孔中的沉渣清理一遍，控制其厚度在10cm之内，同时还需要控制好泥浆的比重；第二次清孔是在孔中的泥浆比重、孔径及孔深都达到设计要求后，一边投石边进行清洗，保证孔内的泥浆比重控制在1.05左右；清孔工作完成之后需要将注浆管下放到孔内，注浆管的直径和根数应该视实际情况来定。注浆管与孔底的距离应该在40cm左右，注浆管在下放的过程中，应该保护好管口避免混入杂物。

2.5 投石

在清孔工作完成之后，需要及时投放碎石，这是碎石注浆桩施工的关键一步。投放的碎石直径通常需要控制在20mm～40cm之间。为了减少碎石对孔壁的冲刷，应该在投放时加设一道碎石导向管，在碎石完全将孔沿注满后，便可停止投放。

2.6 注浆

注浆作业最为关键的环节就是砂浆泵的造型、砂浆材料的选择以及注浆过程工艺。注浆泵通常可选择型号如SGB-10型或类似的砂浆泵，将泥浆通过注浆管压入到孔中；砂浆材料选择时，需要考虑材料的类型、砂子的粒径以及砂浆配合比。通常砂子粒径不应该大于0.5mm，同时根据设计要求对砂浆进行配比；注浆时，为防止泥浆在重力的作用下，向土体中大量扩散，应该在注入一定的浆量后，就适当减少浆量，然后逐渐向上拔管。拔管的速度应该根据注浆量及注浆情况进行控制，每闪拔管的间距可控制在0.5m左右，边拔管边注浆，不得中断注浆；当砂浆快注到孔口时，需要对砂浆的比重进行调节，然后拔一次管。在注浆时，石料可能会由于注浆管的振动发生下沉现象，因此应该及时在注浆过程中对石料进行补充。在注浆以后桩顶的浆液会下沉一部分，因此还需要进行回管操作，直到浆液能够完全充满孔口并外溢为止。

2.7 桩帽施工及成品检测

在桩身达到一定强度之后，可以对桩帽进行钢筋绑扎作业，并开始浇筑桩帽混凝土；施工完成对桩身进行检测时，可采用钻孔取芯、声波检测等方面，目前常用的检测方法是无损低应变动检测法和钻孔取芯法。

3 监测

3.1 沉降监测

沉降监测就是指对地基进行分层沉降、地表沉降监测。可采用分层沉降标对地基分层沉降进行监测，采用沉降板对地表沉降进行观测。在钻孔处埋设分层沉降标，钻孔的垂直度偏差必须在1.5%之内，同时不存在塌孔和缩孔问题。分层沉降的观测点应该每间隔1m进行设置；沉降板应该设置在钢塑土工格室、格栅或砂垫层上，在沉降板埋设过程中，应该保证板底槽的平整，并且在板下铺设一定厚度和宽度的砂垫层。

3.2 水平位移的监测

地基土体的水平位移监测可采用塑料管制成的测斜管来进行。将测斜管埋设在路堤的边坡趾部位。埋设的时候必须控制好钻机导孔的垂直偏差。测斜管的底端应该深入到亚黏土层或者粉砂层1m以下，管顶端与地面的距离可在0.5m以上，同时进行加盖保护；地面水平位移的观测可采用位移边桩来进行观测，边桩可采用一定长度及直径的混凝土预制桩。将混凝土预制桩埋设在路堤两侧的趾部，可将一根设置在坡脚处，其余设置在边沟外侧。采用打入法将混凝土预制桩打入地面，埋设的深度应该1.5m为宜，同时要露出地面10cm以上，对桩周进行压实；承载力的监测可采用单桩或多桩的载荷试验等监测方法；监测工作要认真、科学、合理的进行，通常每填一层土就应该观测一次，同时做好记录。在连续两个月观测的沉降速率每月小于5mm后，方可进行底基层的施工。在连续两个月沉降速率每月小于3mm之后方可进行面层的施工。

当监测到碎石注浆桩引起了地基、地表明显的沉降或位移时，应该及时查找出引起沉降或位移的原因，采取有效的补救措施，做好相应的防护措施，同时也要做好详细的施工记录

4 结论

在公路工程中，软土地基较为常见，对软土地基进行处理的技术也较多。碎石注浆桩是一种相对新型的处理技术，虽然在技术工艺方面还有待进一步完善，但是其较多工程优点和较好的工程效益，已经被越来越多的工程项目所关注，是一项应用前景较好的地基处理技术。