浅谈公路工程中碎石注浆桩施工技术

摘要：公路工程碎石注浆桩施工技术是近年来逐渐发展起来的一种新地基加固方法，在公路和铁路建设中得到了广泛的应用。对公路建设者来说，掌握好公路工程的碎石注浆桩施工技术，对公路工程进行施工具有重要的关键性作用。相信随着碎石注浆桩施工技术的日愈成熟，其在未来的公路工程发展中必然会有更为广阔的发展前景。

关键词：公路工程；碎石注浆桩；施工技术

中图分类号： X734 文献标识码： A

1.工程概况

某公路工程的车速设计为110km/h，公路工程路基设计的宽度为29m，路肩设计的宽度为2.1×0.66m，车道的设计宽度为2.3×3.66m，路面设计的宽度为23.5m，桥面设计的净宽为3×13m。公路工程全部的路基基础均选择台身加盖梁、承台为下部结构以及桩基础等类型的结构，工程选择连续箱梁作为上部结构，公路工程其他结构均选择预制连续箱梁类型的。本工程为具有双向通道、全立交以及全封闭的工程。

2.碎石注浆桩技术原理及特点

2.1碎石注浆桩技术原理

碎石注浆桩是一种主要由碎石与水泥砂浆胶结而成的小型钻孔灌注桩。因此，从成桩的工艺来看，碎石注浆桩是属于钻孔灌注桩，从桩的材料来看，又是属于胶结体桩。桩直径一般为30cm～70cm，适用桩长在30m以内。基本原理就是利用小型钻机按照设计直径，钻进至设计深度成孔，然后先将注浆管放到孔底，再投放碎石料。投放碎石料的过程中，运用注浆管放水来清洗孔壁。完成碎石料投放后再进行注浆，浆液一般是从下至上逆行，浆液灌注至地面之后便会固结成桩。浆液除了在钻孔中透固结碎石成桩之外，也会向周围的土体渗透。从而使桩体和土体之间形成了一个土与砂浆结合过渡带，桩与周围土体的摩擦力得到了增加，所以从受力特性看碎石注浆桩，又是属于摩擦桩。总体来说，碎石注浆桩的强度、加固深度、直径都有比较大的选择范围，除此之外，它兼备轻巧、无振动、不挤土的施工机械等特点，这些特点使碎石注浆桩适用于很多的工程，比如把旧路加宽、软地基的深厚等。

2.2碎石注浆桩技术特点

（1）由于施工时使用的机具都相对比较轻便，所以非常适合进行快速施工，而且对整个施工场地的要求不高，特别是对于较狭小的施工场地来说更为合适不过了。

（2）碎石注浆桩技术使用的机具器械较为轻便，施工产生的噪音比较小，施工时对周围环境的影响较小。

（3）施工时，因为浆液可以渗透到附近周围的土中，所以在桩和桩周围的土体之间会产生较强的摩擦力，这样非常有利于提高桩的承载力，延长使用时间。

（4）由于应用碎石注浆桩技术进行施工的工艺操作相对来说比较简单，这对施工质量的控制非常有益。

目前，碎石注浆桩复合地基普遍适用于淤泥质土、粉质砂土等软土层地基的处理，对含水量较小的地基处理效果特别明显，但是相反，含水量较大的，效果就不是太明显。在进行碎石注浆桩的施工时，包括钻孔、清孔、投石以及注浆等几个必要的施工工艺。除此之外，一个完整的碎石注浆桩施工技术要点包括施工的工艺，施工完成后的质量检查与监测等。

3．碎石注浆桩施工技术

碎石注浆桩具有符合地基的作用，能够普遍的应用于淤泥质土、粉质砂土等多种软土层地基的处理，对处理含水量比较小的地基效果最为明显，相对于含水量较大的，相反还不太明显。为了让效果更明显，我们应该注重细节，在施工后做好后续工作，严把质量关，把检查和检测同时运用到施工中，从而保障施工质量，提高施工效益，避免不必要的维护费用。碎石注浆桩的施工过程主要分为：钻孔、清孔、投石以及注浆四部分。

3.1钻孔

公路工程在实际建设过程中，因为采用桩结构的直径均是在30～70cm的范围内，桩结构的长度小于30m方合理，因此，选择施工时所需要用到的钻机时，则应该考虑钻机单程钻入的深度以及直径大小，钻孔时应该重视深度、泥浆比重以及垂直度偏差等因素。钻孔施工时，为了能够保证钻孔施工的垂直度能够满足设计需求，因此在钻孔的施工过程中应该及时的测量实际的深度。为了保证钻孔垂直，应随时测量，确保垂直度偏差小于1％。钻进过程中应不断检查泥浆比重，砂土应保持在1．17～1．25之间，淤泥质土应保持在1．20～1．25之间。孔深不得小于设计孔深。为了防止出现塌孔现象，孔顶应用钢筒加以保护。

3.2清孔分一次清孔和二次清孔

一次清孔应在钻孔完成后进行，当钻孔至设计深度后，钻具原位回转。正循环冲孔排渣。清孔至沉渣厚度小于10cm。此时孔内的泥浆比重应控制在1．15左右，当泥浆比重达到要求后，提钻移机，并用测绳测量孔深，检孔器测量孔径。二次清孔是在投石时进行，一边投石一边清洗，此时孔内的泥浆比重应控制在1．05左右。

3.3投石

清孔之后应及时投放碎石，投石之前应将注浆管放至孔底，投放时为减少碎石冲刷孔壁，应在孔顶部加一碎石导向管。碎石的直径在20mm～-40mm之间为宜，直到投石达到孔口标高为止。

3.4注浆

主要是利用砂浆泵将水泥砂浆通过注浆管压入孔内。砂浆泵可以用SGB-10型或与此相类似的砂浆泵，注浆管为普通钢管即可。砂浆材料主要为普通硅酸盐水泥，砂的粒径不大于0．5mm，根据设计强度要求配比进行配置砂浆。当注浆达到一定量后，为防止泥浆在重力作用下向土体大量扩散，减小用浆量，应逐渐向上拔管，拔管速度应根据注浆量进行控制为主，每次拔管的间距为0．5m，并不间断注浆。至孔口翻浆比重达到注入砂浆比重95％时，可一次拔管。为确保注浆质量。在注浆的过程中由于注浆管的振动造成孔口石料下沉，故注浆过程中应不断补料。注浆后桩顶浆液会下沉，故应进行回灌作业。

4.碎石注浆桩技术检测措施

4.1桩身质量的检测

软基处理施工应实行动态控制,严格按监控指标和要求实施,在施工过程中应加强监测频率。同一路段、不同观测项目的测点宜布置在同一横断面上。施工时,建议按监测仪器设置表布设的断面、位置实施,并可根据实际情况作出适当的调整。

4.2沉降观测

沉降观测又分为两个方面，即对地基分层沉降观测与地表沉降观测，二者分别借用用分层沉降标和沉降板来辅助检测工作的进行。对于沉降板的埋设要求：要求设在钢型土工格室、土工格栅或砂垫层之上，埋设的位置主要是路基中心，路左右路幅中心，路肩和坡趾。沉降板的埋设要求沉降低槽底部平整，埋设在60cm × 60cm ×20cm的沙垫之上。

分层沉降标采用的埋设方法是钻孔埋设。需要先在地上钻孔，但是钻的孔没有碎石注浆桩钻孔的要求严格，垂直偏差率要求是小于1.5%，碎石注浆桩的垂直偏差率是1%。需要保证钻的孔没有塌孔存在。分层沉降测点适宜距离为1m。

4.3.地基土体水平位移观测

采用测斜管观测。测斜管采用塑料管,埋设于路堤边坡趾部。埋设时,钻机导孑L的垂直偏差率应≤1.5%。测斜管底部进入粉砂层或亚粘土层l00cm,管顶高出地面50cm,并加盖保护。

4.4地面水平位移观测

采用位移边桩观测,埋设在路堤两侧趾部,其中一根位于坡脚处,其余位于边沟外侧。边桩采用10cm×10cm砼预制桩,埋入深度为1.5m,露出地面10cm。埋置时采用打入法,桩周应回填密实。

4.5孔隙水压力及土压力观测

孔隙水压力计采用“一孔多只孔压计”埋设法,从砂垫层底部开始埋设,每隔2m埋设一只。钻孔埋设时,应做好钻孔的详细记录。每只孔压计埋设后,应及时采用接收仪器检查孔压计是否正常。土压力观测采用土压力计,应挖坑水平埋设,坑底应平整密实,埋设后的土压力计必须位置正确而稳固,上下四周约20cm范围用细砂填实。每只埋设完应及时测试,发现问题及时纠正或调换。埋设后的土压力计在初读数稳定后,方可进行其上的填筑工作。

4.6承载力观测

水泥搅拌桩需做承载力观测。承载力观测采用多桩和单桩载荷试验。应至少施工3个月后进行才能进行水泥搅拌桩载荷试验，要求水泥搅拌桩单桩容许承载力值不低于120kN。

5.结语

随着施工单位规模的不断扩大，施工工艺不断完善，碎石注浆桩施工技术由于自身具备操作简单、承载能力较强、影响力较小、噪音较小、施工设施轻便以及能够较快达到施工现场需求等优势被广泛的应用在公路工程的建设中。在公路施工中，必须从小的细节开始注重，从完善公路工程碎石注浆桩技术开始，从而真正的提高施工工艺，增强单位的施工效益。

参考文献：

[1]李保福.浅议公路工程碎石注浆桩施工技术[J].科技致富向导.2012,(14).

[2]王孔正,储德春.质量控制摘要:当前公路工程设计过程的核心[J].大众科技,2011,(05).