公路工程碎石注浆桩施工技术

摘 要：碎石注浆桩是一种综合性桩体施工技术,形成于20世纪末,通常都是由高压注浆桩和综合砂石桩两种桩体结构共同组成,是一种新型的用于地基处理的方法及技术.基于此,主要就碎石注浆桩施工技术原理以及工艺等方面展开相关论述,以期促进公路整体质量的提高.

关 键 词：公路工程；碎石注浆桩；施工技术

中图分类号：U41文献标志码：A文章编号：1000-8772（2013）12-0205-02

1前言

近几年来,交通运输业随着我国社会经济的快速发展也逐渐取得了比较明显的进步,交通运输量的快递增加对公路工程的要求也越来越高.但是在公路建筑工程的施工中,经常会受到各种复杂地形及地质的控制及影响,进而加大施工工程的难度.本文主要从碎石注浆桩的技术简介、技术原理、施工工艺、工艺特点等方面展开相关论述.

2碎石注浆桩施工技术简介

作为我国国民经济的重要组成部分,近几年来,交通事业正呈现高速发展的趋势.公路工程在施工过程中,总会面临各种各样的地形、地貌以及地质复杂的情况,这就会导致道路工程的路桥结构呈现出更加复杂的情况.在亚粘土、粉土以及卵石层等地质比较复杂的环境下进行公路桥梁施工,所面临的挑战是比较大的.作为交通运输的重要组成部分,公路的施工质量会严重影响到交通运输业发展.就目前而言,如果想保证道路工程整体质量能够达到设计规划的相关要求,就必须选择过硬的灌注桩等施工技术,即利用人力、机械以及钢管挤土等方法对地基中的不良的土质进行有效改良,并把桩孔打入这些土质中,然后利用钢筋混凝土成桩,从而使土层的承载能力以及整个工程的施工质量得到有效保证.此外,在工程的施工过程中,还必须以机械化、专业化、标准化以及规模化施工为主要立足点,对特殊地基进行施工时必须采取相应措施并对施工技术有更高的要求,另一方面,还应该采取一定的控制及管理方法,以在保证建筑工程的整体质量.

3技术原理

碎石注浆桩是一种规模比较小的钻孔灌注桩结构,它在施工作业的过程中,把碎石和水泥浆进行有效胶结.从成桩工艺角度来看,碎石桩也算是钻孔灌注桩众多工艺中的一种,但是从材料方面的组成来看,它属于胶结体桩.进行工程施工时,通常把桩结构的直径设为30～70cm,对于其常用的合适长度则通常设为30m左右,通常在小型钻机的基础上对它们进行钻孔施工,接着在孔底放人注浆管,最后再把碎石料放入.对碎石料进行投放时,使用注浆管对孔壁进行放水清洗,碎石料投放完成之后再把浆液作由下而上的逆行注入,把浆液灌注到地面后,它就会逐渐发生凝结,然后逐渐固定成桩.钻孔内的浆液对固结碎石有了一定程度的渗透后,也会对周围土体有一定程度的渗透影响,而且还会在桩体与土体之间形成一个土和砂浆相互结合的过度区域,从而使其周围的桩及土体的摩擦力有所增加,因此,从受力角度而言,注浆桩也是摩擦桩的一种.近几年来,随着公路建筑技术的发展,注浆桩也发展得比较迅速,因此,其在公路地基的应用中有着非常明显的优势.

4施工工艺

碎石注浆桩的施工技术和钻孔灌注桩施工技术没有比较明显的差别,下面主要介绍的是钻孔、清孔、投石及注浆的施工方法.

（1）钻孔.在碎石注浆桩的施工工程中,通常使用GPSl0型.钻机,其钻头则通常使用鱼尾钻头或三翼钻头；通常使用泥浆护壁大泵量正循环方法进行施工作业.定时测量,并把垂直度的偏差控制在1%以下,进而有效保证钻孔的垂直状态.进行钻孔作业时,应根据具体情况对泥浆的重量作不定时检查,此外,应把淤泥质土控制在1.19～1.28之间,把砂土应控制在1.16～1.27之间,而且必须使钻孔深度大子设计孔深.用钢筒对孔顶进行保护时,可在一定程度上防止塌孔现象.

（2）清孔.主要分两次进行.第一次清孔在完成钻孔后进行,当孔深达到设计的规定深度时,才能让钻头或钻具回到其原来位置.接着要对冲孔进行正循环的排渣作业,此时,必须把清孔至沉渣厚度把握在10cm以下.把孔内泥浆的比重大约把握在1.21,当泥浆的比重符合相关标准后,根据实际情况挪动钻头的位置,使用测绳对孔的深度进行测量,并使用检孔器对孔的直径进行有效测量.投石的过程中,实施二次清孔作业,在投石的同时对孔洞进行有效清洗,此时应把孔内泥浆的比重掌握在1.08左右.

（3）投石.清孔结束之后应根据实际需要对碎石进行适当投放,进行投石作业前,应在孔底放人注浆管,投放时应在孔的顶部放一根碎石导向管,以有效减少孔壁所受到的冲刷.通常把碎石的直径控制在20-40mm,直到投石达到规定中的孔的标准高度.

（4）注浆.借助注浆管和砂浆泵把水泥砂浆注到孔内.通常采用普通钢管作为注浆管,而砂浆泵则通常采用SGB-10型或与此类似的砂浆泵.普通硅酸盐水泥是砂浆材料的主要组成部分.砂的粒径通常不会大于在0.5mm,调配砂浆时,必须根据设计强度的相关标准.为了有效避免泥浆在重力影响下而出现向土体大量扩散的现象,当注浆量满足要求后,应把用浆量适当减少,然后把拔管逐渐向上拔,并根据注浆量的多少对拔管的速度进行有效控制,把每次拔管的距离控制在0.5m,并不间断地进行注浆作业.当孔口的翻浆比重达到注入砂浆比重的94%左右的时候,为了保证注浆的有效质量,可进行一次拔管.进行注浆作业时,孔口的石料很可能会因为注浆管的振动而出现下沉现象,因此,应在注浆的过程中不间断地进行补料作业.注浆后,桩顶浆液会出现逐渐下沉现象,所以必要的时候,应注意进行回灌作业.

5碎石注浆桩技术的特点

（1）施工过程时没有发生比较明显的噪音,对附近居民的生活影响不大；（2）施工工艺的操作比较简单方便,有利于对施工的整体质量进行有效控制；（3）通过浆液的渗透以及对桩和桩周边土体的摩擦力的加强,可使桩的承载力得到有效提高；（4）施工所用的工具比较轻便,有利于施工作业的迅速进行,而且对施工场地的要求比较低.6桩身质量的检测方法

根据国家的相关规定,碎石注浆桩通常采用钻孔取芯法和损低应变动测法进行检测.而桩身的完整性则通常采用高应变动力试验、声波透射法、低应变动测法以及钻孔取芯等方法进行有效检测.

7软基处理及施工的监测方法

通常使用动态控制对软基的处理及施工进行监测,对施工过程实施监测时,必须有效加大监测力度.当路基的稳定性出现问题及侧向位移速率指标发生异常状况的时候,应把具体情况及时向施工或设计主管单位等相关部门反映,并采取相应措施进行有效处理,如把反压护道设在路基两侧.施工的过程中,通过监测仪器并根据工程的具体情况对同一横断面上的测点进行有效调整.

7.1沉降观测

沉降观测主要包括地表沉降观测和地基分层沉降观测两部分的内容.在实际工程的施工中,通常把钻孔埋设运用到分层沉降的观测中,且通常把钻孔垂直偏差率控制在1.5%以下,且不能出现缩孔及塌孔现象.泥浆护壁或套管应在埋设的时候下,并同时把导管和波纹管进行连接.通常把分层沉降测点间距设置为1m.地表沉降观测则通常采用沉降板,应把沉降板放在砂垫层、土工格室或钢塑土工格栅上.除此之外,通常把沉降板埋设在路肩、左右路幅中心、坡趾以及路基中心.

7.2水平位移观测

（1）地面水平位移.对地面的水平位移的具体情况实施观测的时候,通常需要借助位移边桩的作用,在路堤两旁埋人边桩,在坡脚处埋一根,其他的则埋在边沟的外部位置.在采用打入法进行有效埋置,并把桩周进行密室性回填.

（2）地基土体水平位移.对地基土体水平位移的具体情况进行观测时,通常使用测斜管.用塑料管作为测斜管,然后把其埋在路堤边坡的趾部.测斜管的管顶比地面高出50cm左右,并对其进行加盖保护；而底部则埋入亚粘土层或粉砂层100cm左右.

（3）孔隙土压力和水压力观测.把钻孔埋到砂垫层底下的时候,应对钻孔的具体情况做好详细记录.通常使用土压力计对土的压力进行观测,然后以水平方式把土压力计埋在坑内,用细砂填实土压力计的四周,以保证其稳固性.埋设完毕后,及时使用接收仪器对每只土压力进行检查,发现问题的时候应及时调换或纠正.当土压力计的初读数稳定之后,才能结束填筑工作.

（4）承载力观测.通常采用单桩和多桩对水泥搅拌桩的承载力进行试验并观测.施工3个月后才能对水泥搅拌桩进行载荷试验,必须保证水泥搅拌桩单桩的承载力在120kN或120kN以上.

8结语

公路的施工质量会对公路的运输情况造成直接或间接的影响,因此,对公路工程进行施工时,必须重视施工工艺.近几年来,碎石注浆桩施工技术作为新型的施工工艺正被广泛应用在公路的施工中,并大大提高了公路的整体质量.但是,为了有效保证公路的整体质量,还应进一步提高施工工艺并加强施工作业中的质量控制.