公路工程碎石注浆桩施工技术研究

张道华

(贵州省公路工程集团有限公司)

公路工程碎石注浆桩施工技术研究

张道华

(贵州省公路工程集团有限公司)

摘 要:碎石注浆桩施工设备设施轻便易于操作，对施工场地的条件要求不高，并且施工过程中产生的噪音比较小，基本不会对施工现场周围造成影响以及承载能力较高，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。从碎石注浆桩的施工原理，施工工艺、施工特点及相关信息分析了碎石注浆桩施工技术要点。

关键词:公路工程;碎石注浆桩;施工技术

1 引言

碎石注浆桩是上世纪末结合砂石桩与高压注浆两项技术组件而形成的一种新的地基处理方法。碎石灌注桩由于具有施工设备设施轻便易于操作，对施工场地的条件要求不高，并且施工过程中产生的噪音比较小，基本不会对施工现场周围造成影响以及承载能力较高的特点而得到快速的发展，被广泛应用于高等级公路的建设以及及铁路建设工程桩的制作等方面。因此对碎石注浆桩的施工技术要点进行归纳分析，在工程建设方面具有一定的实用价值，同时也利于此技术应用以及推广。

2 碎石注浆桩的概念及适用范围

碎石注浆桩是一种无砂混凝土微型桩，其介于压力注浆桩和钻孔灌注桩之间，利用钻机按照设计的直径钻进至设计深度成孔，放入注浆管后进行石料的投放。在投放石料的过程中，用注浆管放水对钻孔进行清洗，石料投放完成后再进行注浆，使石料固结成桩。适用于民用及工业建筑、市政工程、港口道路工程、地下挡土结构工程及场地狭小、运输困难路段的软土地基处理，尤其在高速公路的路基工程中应用广泛，而碎石注浆桩复合地基对于含水量比较大的湿软土地基处理效果不太理想。特点是在软土地基中使用工程钻机旋转循环钻孔成桩，基本不会对地基及周围建筑物产生扰动，可以控制地表下沉，施工过程中振动幅度小、噪音不明显，具有良好的社会效益;不会出现下沉坍落，作业过程可靠安全;施工操作简单方便，机械设备方便解决;要达到理想的加固效果不需要太大的投入，成本低而效益高。

3 工艺原理及流程

根据桩的设计直径，用工程钻机成孔至预定深度位置，然后将钢质注浆管插入桩孔内并向桩孔内投放一定级配的碎石使达到标高，再由注浆管向桩孔内压注水泥浆。一部分水泥浆与碎石结合形成具有一定强度的无砂混凝土小桩，一部分渗入土体使土体加固。桩间土体与水泥压浆碎石桩形成复了合地基，通过共同承担荷载达到增大地基变形模量，提高地基强度的目的。

碎石注浆桩的施工流程如下:测量放线及定桩位→护筒埋设→钻机就位→钻进成孔→清孔→下注浆管→碎石投放→安装桩帽连接钢筋→洗孔→压力注浆→拔管→桩帽施工→桩成品检测、验收。

3.1 测量放样及定桩位

桩位中心由设计资料确定，圆心为中心，半径取为桩身半径与护壁厚度的半径之和，画出钻孔并撒石灰线。桩位偏差在±20 mm范围内。

3.2 护筒埋设

通过在孔口段埋设钢护筒来防止在施工过程中发生孔口坍塌，确保钻孔能够顺利进行，护筒长度为1 m，需要用粘土对护筒附近进行填密压实，以防止孔口泥浆以及水泥浆的流失。

3.3 钻机就位

钻机的整平与对中用方木进行，使钻机的主动钻杆以及钻盘中心应该和桩中心保持一致，钻杆保持垂直，其倾斜度在1%以内。

3.4 钻井成孔

使用泥浆护壁的大泵量正循环方法进行施工作业，使沉渣通过孔外顺利排出。以测量孔斜令其小于1%来保证钻孔的垂直度。桩孔深度不得小于设计值，也不能超过设计孔深20 cm以上。

3.5 清孔

钻孔达到设计深度以后，让钻具在原位进行回转、正循环冲孔来进行排渣，清孔直至使沉渣控制在10 cm以内，再用稀泥浆替换，泥浆的比重为1.15～1.25范围内，过程完成以后提钻终孔并将钻机移开。

3.6 下注浆管

注浆管使用2根1英寸管，注浆管底部距孔底约40 cm，通过对称安装促进灌浆质量。安装就位完成以后，防止管内有杂物进入，对管口临时保护。

3.7 碎石投放

应将直径为15～40 mm的碎石清理干净，利用串筒投放到孔内，实际投入量不得小于计算得出的桩孔体积，填灌使其达到孔口的标高。

3.8 安装桩帽连接钢筋

在进行碎石投放使其达到设计桩帽连接钢筋底标高的时候，应先对桩帽连接钢筋进行放置安装，然后再继续进行碎石投放。

3.9 洗孔

在填筑碎石的时候，要连续地通过往注浆管注入清水来进行洗孔，控制出浆比重使其不得超过1.05。

3.10 压力注浆

采用水泥砂浆进行压力注浆，选用P.0.32.5硅酸盐水泥以及细砂，水灰比为0.5～0.6，并通过加入适量的粉煤灰来提升其和易性。采用一边压浆一边拔管的方法进行注浆，对于不同的孔深，其注浆压力也不同。

3.11 拔管

在拔管的过程当中要时刻对桩的顶部进行碎石填充，并且在1～2 m的空间范围内进行补充注浆，直到水泥浆液能充满孔口标高断面并外溢。

3.12 桩帽施工

等到桩身强度超过设计值强度80%的时候，可以开始对桩帽钢筋进行绑扎，对桩帽混凝土进行浇筑的工作。

3.13 桩成品检测、验收

对成品进行100%无破损检测合格后才能进行路基填筑施工。

4 检测桩身质量

按照国家规范的规定，有以下四种方法对桩身完整性进行检测:高应变动力试验、钻孔取芯、声波透射、低应变动测法法。目前常用的碎石注浆桩检测方法主要包括:钻孔取芯以及无损低应变动测法。

5 具体监测方案

5.1 沉降观测

沉降观测包括地基分层沉降以及地表沉降观测。采用分层沉降标进行地基分层沉降观测，采用沉降板进行地表沉降观测。分层沉降标用钻孔进行埋设，对钻孔垂直偏差率要求不大于1.5%，并且没有塌孔缩孔存在。分层沉降观测点的间隔取1 m。应该在钢塑土工格室、格栅或者是砂垫层上部设置沉降板，埋设沉降板的时候保持沉降板底槽的平整，并且下铺60 cm×60 cm×20 cm的砂垫层。

5.2 水平位移的观测

(1)采用塑料管制的测斜管观测地基土体的水平位移，在路堤边坡趾部进行埋设。埋设的时候应将钻机导孔的垂直偏差率控制在1.5%以内。测斜管底端需要达到亚黏土层或者粉砂层1 m以下，管顶部距离地面0.5 m以上，并对其加盖进行保护。

(2)使用位移边桩进行地面水平位移观测，边桩采用10 cm×10 cm的混凝土预制桩，埋设于路堤两侧的趾部，除位于坡脚处的一根以外，其余均位于边沟的外侧。采用打入法进行埋置，埋入深度需达到1.5 m，地面以上部分至少为10 cm，桩周回填密实。

(3)承载力的观测，采用单桩及多桩的载荷试验对水泥搅拌桩的承载力进行观测，需要注意的是，至少在施工3个月之后才可以进行水泥搅拌桩的载荷试验，规范规定水泥搅拌桩单桩的容许承载力在120 kN以上。

6 结语

综上所述，要对碎石注浆桩的质量加以保证，必须重视以下几个方面:应对碎石注浆桩的施工从开孔到其结束的过程中进行不间断作业，尽可能的保证中途过程的连续性;保证测量定位技术的到位;并对成孔的工程质量加以保证;清孔质量以及注浆的质量加以保证。只有掌握施工技术的要点，严格按照规范的施工程序进行施工，才能使做出的桩符合规范要求。

:

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中图分类号:U416.1

C

1008－3383(2013)04－0059－02

收稿日期:2013－01－31