公路工程碎石注浆桩施工技术探讨

　　摘要：碎石注浆桩具有施工设备设施轻便，易于满足施工场地要求，施工时的噪音小，对施工周围造成的影响小，并且碎石注浆桩具有较高的承载能力，其施工操作简单的特点，许多工程中的工程桩采用了此技术，特别是广泛应用于高速公路工程桩的制作。本文作者结合自己的工程实践经验，就公路工程碎石注浆桩施工中的一些技术问题进行了分析。

　　关键词：公路工程；碎石注浆桩；施工技术

　　引言

　　注浆桩主要是一种由碎石和水泥砂浆胶结而成的小型钻孔灌注桩，因此，从成桩工艺看，碎石注浆桩属于钻孔灌注桩，从桩的材料看，又属于胶结体桩。桩的直径一般为30cm～70cm，适用桩长30m以内。其基本原理是利用小型钻机按设计直径，钻进至设计深度成孔，然后先将注浆管放至孔底，再投放碎石料。在投放碎石料的过程中，利用注浆管放水清洗孔壁。碎石料投放完成后进行注浆，浆液一般由下向上逆行，当浆液灌注至地面以后便固结成桩。浆液除在钻孔中渗透固结碎石成桩外，也向周围土体渗透。使桩体与土体间形成一个土和砂浆结合的过渡带，增加了桩与周围土体的摩擦力，所以注浆桩从受力特性看又属于摩擦桩。

　　一、施工技术要点分析

　　碎石注浆桩复合地基适用于淤泥质土、粉质砂土等软土层地基处理，一般处理含水量较小的地基效果非常明显，而含水量较大的，则效果不太明显。碎石注浆桩在进行施工时，必须要经历以下几个步骤：钻孔、清孔、投石以及注浆。但这是施工时的必要工艺，不是一个完整的施工技术要点，一个完整的碎石注浆桩施工技术要点不仅仅包括施工的工艺，更应该包括施工完成后的质量检查与监测等。

　　1.1钻孔

　　工程上，由于桩的直径一般为30cm-70cm，适用桩长在30m以内，所以在选取钻机的型号时，应注意钻头的直径大小和单程的钻深。对于钻孔，有三条指标，分别是垂直度偏差、泥浆的比重以及钻孔的深度。

　　在钻孔时，尽量做到钻孔垂直，其偏差不大于1%。所以，为了确保钻孔的垂直度，应边钻孔边测量；在钻孔时，为了减少钻机钻头的磨损，延长钻头的使用寿命，则必须降低钻头的温度，而降低钻头的温度最直接最有效的方法就是边打钻孔边注水。在钻进过程中，会产生许多的砂土和泥质土，如果不及时的清除这些泥土，不但会造成钻孔的效率，更有可能堵塞所钻的孔。所以，在钻进过程中应该不断的检查泥浆的比重。一般砂土的比重在1.17-1.25之间，而淤泥质土的比重则在1.20—1.25之间，这样的泥浆比重是最适合钻机进行钻孔工作的。由于钻机在进行钻孔时，或多或少的会留下一些泥土或者砾石于所钻的孔中，所以，实际钻的孔深应该略大于设计的孔深。

　　1.2清孔

　　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。

　　1.3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。

　　1.4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。

　　二、质量检验与监测方案

　　完成了钻孔、清孔、投石及注浆等四道工序后，还需要对所施工的桩进行检验和监测。根据国家和行业的相关标准和规范（一般以现行的《公路工程质量检验评定标准》（JTGF80/12004）（第一册土建工程）为检验标准），施工完成后，必须对桩身的质量进行检查。对于桩的检测常见的方法有：钻孔取芯法、声波透射法以及高应变动力试验法等，而对于碎石注浆桩常使用的检测方法则是钻孔取芯法和无损低应变动测法。完成了基本的施工程序后，并对该桩进行了质量检查，初步判断是合格的，但是这并不能保证在以后的运行过程中不会出现错误，所以还需要对所建好的碎石注浆桩进行监测，而监测的主要内容是沉降和水平位移的监测，包括地表沉降、地基沉降的观测，地基土体水平位移观测，地面水平位移观测、空隙水压力及土压力观测等内容。

　　2.1沉降观测

　　沉降观测包括地表沉降观测和地基分层沉降观测。地表沉降观测采用沉降板，分层沉降观测采用分层沉降标。沉降板应设在钢塑土工格栅、土工格室或砂垫层之上。沉降板埋设于路基中心、路肩、坡趾和左右路幅中心。埋设时，沉降板底槽应平整，其下铺设60cm×60cm×20cm的砂垫层。分层沉降标采用钻孔埋设，要求钻孔垂直偏差率应≤1．5％，并无塌孔缩孔存在，在埋设中应下套管或泥浆护壁，波纹管与导管应随埋随接，分层沉降测点间距为1m。

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