碎石注浆桩在高速公路施工中的应用

董建华/沧州路桥工程公司



碎石注浆桩在高速公路施工中的应用

董建华/沧州路桥工程公司

【摘 要】碎石注浆桩具有施工振动小、噪音污染小、施工安全可靠等优点，同时对地基和周围建筑物的影响较小，因此在高速公路软土地基的加固中广泛应用。本文笔者将结合具体的高速公路软土地基加固工程实例，简要探讨碎石注浆桩的具体施工工艺，希望能对类似工程起到借鉴作用。

【关键词】碎石注浆桩；高速公路；软土地基

在高速公路中，桥头跳车一直是一个困扰人们的公路病害问题之一，传统的解决措施往往会造成施工工期的延长，而采用碎石注浆桩可以有效的提高地基土的承载力，减小工后沉降，同时也能有效的改进施工组织。碎石注浆桩采用的是工程钻进旋转循环钻孔成桩的方式。它在施工中所产生的振动和噪音均较小，对地基和周围环境所造成的影响较小，同时施工操作较为安全可靠。以下为碎石注浆桩与其他类似的软基加固方案的经济技术对比：

1.CFG桩和搅拌桩要求施工场地周边无既有建筑物，处理深度浅且受既有建筑物和地层性质影响，

2.碎石桩和碎石注浆桩对施工场地没有特殊要求，但碎石桩受加固土体的剪切强度控制，强度太低，难以成桩；碎石注浆桩没有这方面的缺点，相反碎石注浆桩能提高桩端承载力，提高侧阻强度，改善周边土体性质。

在高速公路桥台软土地基加固处理中采用碎石注浆桩可以在投资少、效益高的基础上达到很好的加固效果，具有很明显的经济和社会效益。碎石注浆桩技术是一项具有明显优势的软土地基加固处理技术。

1.工程概况

本工程为某市一高速公路桥头软土地基加固工程。该桥头位于水塘内，路基填筑高度达到10m。经过对工程地质、水文地质等的综合考虑，最终决定采用碎石注浆桩。桩的直径控制在50cm，沿着道路的前进方向进行布置，呈现排状，桩位按照正三角形进行布置。桩的间距设置为3m或者3.5m两种。在每个碎石注浆桩的顶部还需要现浇钢筋混凝土盖板，其尺寸为150cm×150cm×20cm，其强度为C25，同时在盖板内布置一层钢筋网，其尺寸为14cm×14cm，钢筋的直径为12mm。

2.碎石注浆桩的施工工艺

2.1工艺流程

桩位测放→埋设护筒→钻机就位→钻进成孔→第一次清孔→下放导向管→下注浆管→碎石投放→洗孔→加压注浆→边压浆边拔注浆管边补碎石→成桩→测桩体7 d的试块强度→凿桩头→现浇桩顶盖板。

2.2成孔

（1）桩位测放。当进行桩位测放时，应确保其偏差控制在20mm以内。

（2）埋设护筒。当进行钻孔的钻进时，如果孔口的泥浆流失严重的话，可能会导致钻孔出现坍塌的问题，因此为了确保钻孔施工的顺利，应在孔口埋深钢护筒，这样可以有效的预防成口后向孔内抛投碎石时造成孔口塌方的问题，本工程中所采用的护筒直径为60cm，埋设的深度为1.2m～1.5m之间。在埋深护筒时，为了确保桩位的精确，在钻进前埋设了骑马桩。护筒埋设完成之后，在其四周填筑一层粘土，并进行夯实，从而确保护筒在施工中不出现位移。

（3）钻进成孔。当进行钻进成孔时所采用的泥浆为地表水加黄泥制作而成的，其比重在1.15g/cm3～1.25 g/cm3之间。碎石注浆桩成孔的工艺与钻孔灌注桩相同。

（4）第一次清孔。当钻孔施工达到设计深度之后，此时钻头应保持原位进行空转，并采用正循环泵清孔的方式将孔内的渣土清除出来。清孔作业应确保沉渣的厚度在10cm以内。清孔符合要求之后，应及时将钻头提出，并移开钻机，之后采用检孔器对钻孔的质量进行检测，主要应检测钻孔的孔径和垂直度。

2.3投石注浆

（1）下放导向管和注浆管。为了有效的确保投石导向管垂直度的稳定性，应在护筒口设置孔口板，同时在孔口的两侧放置方木用于对孔口板进行支撑。本工程中的孔口板是采用方型钢制作而成，其尺寸为1.0m～1.5m，其厚度至少应超过5mm，中心圆孔的直径为600mm。当孔口板设置完成之后，应确保其稳定。导向管为圆形漏斗状，其高度应控制在1.2m以上，管顶孔口的直径为48mm，而管底孔口的直径为30mm，在两口中心各设一注浆管导向环对注浆管进行固定。本工程采用的注浆管为直径50mm的钢管制作而成，每一管节的长度在2.5m～3m之间。注浆管的底端应密封，同时从底板以上50cm长度内的注浆管壁应制作成花管的形似，管壁上应设置直径为8mm～10mm的小孔。通过两个导向环的作用将注浆管准确的插入到孔底内，同时与孔底保持至少10～15cm的距离。

（2）碎石投放及洗孔。首先通过导向管将粒径为20mm～40mm的碎石投入了孔内，当碎石达到导向管的底口之后，将导向管移除，继续进行碎石的投放，直至碎石达到孔口设计标高。碎石投放过程中，应同时在注浆管中注入清水，进行洗孔。当孔口泥浆的比重低于1.05g/cm3之后，即可认为洗孔完成。

（3）加压注浆。本工程所配制的水泥砂浆，其主要的组成成分为32.5级的普通硅酸盐水泥、粒径小于0.5mm的砂以及适量的水。水灰比控制在0.4～0.5之间。桩体混凝土的设计强度为C15。经过试验分析，本工程所采用的水泥浆的施工配合比为水：水泥：砂=0.5：1：0.75～0.80。当进行水泥浆的制作时，采用的是砂浆机进行拌和，同时采用水网对其进行过滤，水网的方格尺寸为0.8mm×0.8mm，通过水网之后将其存放在注浆槽内。

2.4现浇盖板

当桩体浇筑完成之后，应在其顶部现浇钢筋混凝土盖板。通过盖板不仅可以使作用在路基上的荷载均匀的分布到桩体内，同时还应有效的提高桩、土复合地基的承载力。当桩体的强度达到设计强度的70%以上时，即可开始进行现浇盖板的施工。首先将桩顶的松散部分凿除，之后在其上支设钢筋模板，然后即可现浇桩顶盖板。本工程中现浇盖板的尺寸为1.5 m×1.5 m，其厚度为20cm。盖板施工完成之后应进行至少3d以上的养护，当达到要求之后即可将模板拆除，最后在其四周回填土体。

3.结语

在众多高速公路软基加固当中，碎石注浆桩是其中一种有效提高地基土承载力方法之一。该施工工艺在施工中所产生的振动和噪音均较小，对地基和周围环境所造成的影响较小，同时施工操作较为安全可靠。文章通过结合具体的工程实例，针对该高速公路桥头软土地基较厚，路基填筑高度达到10m，采用碎石注浆桩对其进行加固处理，系统地探讨了该工程碎石注浆桩的具体施工工艺，从本工程实施效果来看，采用碎石注浆桩可以达到效益高、投资少优势，可为同类工程提供参考借鉴。

参考文献：

[1]陈建妹.碎石注浆桩在灾后道路快速修复中的应用研究[D]．武汉理工大学硕士学位论文.2010.

[2]邱军廷,肖迪,姚向辉.公路工程碎石注浆桩施工技术[J].河南科技.2010，(18):39.

[3]李中华.公路工程碎石注浆桩施工技术[J].今日科苑.2010，(08) ：188.

[4]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.