公路工程碎石注浆桩施工技术的应用

罗鹏

摘要：碎石注浆桩是将砂石桩技术与高压注浆技术进行有机融合，而形成的新型地基处理工艺。碎石注浆桩技术适宜各类工程建设的施工，在公路工程建设中更是得到了广泛的运用，具有较高的实用价值。本文对碎石注浆桩技术的概念分析及施工范围、碎石注浆桩的施工工艺原理及流程进行了分析和探讨。

关键词：公路工程 碎石 注浆桩 施工

中图分类号：X734文献标识码： A

1 碎石注浆桩技术的概念分析及施工范围

碎石注浆桩属于无砂混凝土微型桩，其性能介于压力注浆桩与钻孔灌注桩之间。在施工中使用钻机根据设计的尺寸进行钻孔，在注浆管放入成孔中后，开始投放石料。在投放石料时，应使用注浆管对钻孔进行放水清洗，石料投放结束后开始注浆，然后石料凝固成桩。碎石注浆桩目前普遍应用在工业与民用建筑施工、市政工程施工、港口施工、挡土结构施工、狭小场地施工及运输条件较差的软土地基施工等，尤其是在高速公路的路基施工中得到了有效的应用，但在含水量较高的软弱地基中的应用效果较差。碎石注浆桩的施工特点较为明显，在软土地基施工时，使用钻机循环钻孔成孔，对施工现场的地基及周边建筑的影响较低，能够有效地控制地表出现沉降，且施工时振动轻微、噪音低。施工时坍塌的情况极少，施工安全可靠; 施工操作简单便捷易于掌握，设备器械故障便于检查和处理; 工程在较低的成本投入下能够取得较好的工程加固效果，投入低而受益较高［1］。

一般而言，碎石注浆桩的使用范围比较广，在土壤质量较差，比如淤泥、沙土、松软黄土等软土层地基都能起到非常显著的施工效果。由于在碎石注浆桩施工过程中所浇筑的水泥浆数量比较多，所需要的凝固时间相对较长，土层之中的含水量是影响水泥浆凝固的重要因素之一，在含水量较低的土层之中，水泥浆的凝固时间要相对短一些，反之则相反。基于此，为了确保公路工程碎石注浆桩的施工质量，我们在施工的实际过程当中，必须要严格按照相应的施工工序进行，从钻孔到清孔，再从投石到注浆，各个工序都必须要严格控制施工质量，从而确保公路工程竣工之后的使用性能以及使用寿命。

2 碎石注浆桩的施工工艺原理及流程分析

2.1 施工原理

安装桩的设计尺寸，使用钻机将成孔钻到合适的深度，之后使用钢制注浆管插至桩孔中，并向成孔中投放合适级配的碎石直至标高，使用注浆管向成孔内注入水泥浆。其中一部分的水泥浆直接与碎石凝结成了一定强度的无砂混凝土桩，另外的水泥浆则渗入土体中，使土体得到强化。水泥压浆碎石桩与桩间的土体则形成复合地基，具有较强的性能，在共同承担路面荷载时，地基变形模量逐渐增大，使地基的强度得到良好的保证。

2.2 工艺流程

2.2.1 确定桩位及放样测量

严格根据设计资料确定桩位中心，桩孔圆心为中心，桩孔半径则为桩身半径及护壁厚度之和，确定钻孔位置并撒石灰线。桩位的误差值应在 20mm 以内。

2.2.2 埋设桩护筒

在孔口位置埋设桩护筒能够防止在施工中出现孔口坍塌等情况，进而保证钻孔施工的顺利实施，桩护筒的长度规格通常为 1m，埋设时应采取用黏土在桩护筒周边进行必要的密实处理，以免孔口的泥浆及注入的水泥浆发生流失等问题。

2.2.3 钻具就位

使用方木保证钻具平整及正对桩位中心，将钻机的钻杆及钻盘中心保持与桩中一致，保持钻杆垂直施工，其倾斜度应低于 1%。

2.2.4 钻进成孔

采取泥浆护壁的循环施工措施进行钻进，从孔外将沉渣排除。对孔斜进行合理测量，保证其低于 1%，充分的保证钻孔的垂直度。桩孔的深度应适当大于设计数值，其超出上限不得大于设计孔深20cm。

2.2.5 成孔的清理

在钻孔钻至设计深度后，应使钻具在原位进行正循环冲孔及回转等排出杂质，成孔的清理应保证沉渣厚度低于10cm，并使用比重为1.15 ～ 1.25范围内的稀泥浆替换，在清孔结束后应提钻终孔并将钻机移开。

2.2.6 下注浆管

通常使用2根1英寸的管作为注浆管，注浆管应以孔底保持40cm左右的距离，采取左右对称安装注浆管，提高灌浆的质量。注浆管安装完成后，应避免杂物进入管内，对管口进行必要保护。

2.2.7 投放碎石料

通常使用直径在15至40mm 之间的碎石，在碎石表面清理干净后，使用串筒投入孔内，其实际的投入量应大于计算的桩孔体积，填灌保证其达到孔口的标高。

2.2.8 设置桩帽

连接钢筋碎石料投放达到设计桩帽连接钢筋底标高处，进行桩帽连接钢筋的安装，之后继续进行碎石投放。

2.2.9 成孔清洗

进行碎石填筑时，应持续不断的用注浆管注入清水，清理成孔。并合理的对出浆的比重进行控制不宜超过1.05。

2.2.10 压力注浆

使用水泥浆进行压力注浆，选择合适的硅酸盐水泥与细砂，并掺入适量的粉煤灰保证和易性。采取一边拔管一边压浆的形式进行注浆，通常不同的孔深应选择不同的注浆压力。

2.2.11 注浆管拔出

在进行拔管时，应时刻注意桩顶的碎石补充，且在2m 的范围内及时补充注浆，应保证拔管过程中，水泥浆能够从孔口的标高断面出现溢出。

2.2.12 桩帽的施工

在桩身强度满足设计强度80% 后，则可进行桩帽的钢筋绑扎，进行桩帽混凝土的浇筑工作; 最后，对桩成品的破损情况进行检测，只有满足 100% 无破损，才能进行后续的施工［2］。

3 桩身质量的检测

据国家相关规定，桩身完整性的检测方式主要有下列几种: 钻孔取芯法、变动力试验法、声波透测法及低应变动法等。目前，对碎石注浆桩采取了常用检测方式是钻孔取芯法与低应变动法两类。

4 具体的检测方案分析

4.1 观测沉降

观测沉降的主要内容有地表沉降的观测及地基分层沉降观测。使用沉降板观测地表的沉降，使用分层沉降标对地基进行观测。分层沉降标使用钻孔进行预埋，钻孔的垂直偏差应低于1.5%，且保证无缩孔、塌孔等问题。每隔1m左右就应设置一次分层沉降观测点。

4.2 观测水平位移

使用塑制管道的测斜管，对地基的水平位移进行观测，其埋设地点是公路路堤边坡的趾部。埋设前，钻机进行钻孔应保证成孔的垂直偏差率≤1.5%。测斜管的底端应深至粉砂层或黏土层1m左右，管顶部与地面保持0.5m 以上，并进行必要的加盖防尘保护; 采取位移边桩观测公路地面的水平位移，使用规划标准的混凝土预制桩作为道路边桩，设置在公路路堤左右的趾部，其中应将一根边桩设置在坡脚处，其他边桩合理设置在边沟的外侧。通常采取打入法进行埋设，边桩的埋设深度应在1.5m 以上，地上部分应保持10cm 左右，在边桩周边进行合适的密实回填; 观测承载力，可使用多桩或单桩的荷载试验，进行水泥拌制桩的承载力的观测，其中应注意的是，应在公路工程施工间隔 3个月后，再进行水泥拌制桩的荷载试验，且还应保证水泥拌制桩中单一桩身的承载力上限达到 120kN 以上［4］。

5 结束语

为了充分保证碎石注浆桩的质量，在施工中，保证碎石注浆桩在整个施工过程中能够进行连续不间断的施工，在无特殊情况下不宜随意中止施工; 重视测量定位技术的运用，保证测量准确; 加强对成孔过程质量的检查与控制。只有充分的掌握了碎石注浆桩的施工技术核心，严格根据相关规范进行施工，才能在施工时，制作满足施工规范的桩。

参考文献:

［1］郭晓东，王媛媛.试析公路工程碎石注浆桩施工技术［J］.民营科技，2013，11:139．

［2］焦新平.论公路工程碎石注浆桩施工技术［J］.黑龙江科技信息，2012，36:275 +274．

［3］许海龙.试析公路工程碎石注浆桩施工技术［J］.中国房地产业，2011，02:71．

［4］武树巍.公路工程碎石注浆桩施工技术要点分析［J］．中小企业管理与科技( 下旬刊) ，2011，10:122