公路工程碎石注浆桩施工技术探讨

　　摘要 :本文阐述了碎石注浆桩施工技术的特点，原理及其适用范围，并对施工技术的要点进行了简单的探讨。

　　关键词 ：公路工程;碎石注浆桩;施工技术

　　Abstract: this article expounds the grouting pile construction technology of gravel characteristics, principles and the applicable scope, and the key points of construction technology of a simple discussion.

　　Key words: the highway engineering; Gravel grouting pile; Construction technology

　　引言

　　碎石注浆桩是20世纪90年代以来，综合砂石桩、高压注浆两项技术组件发展起来的一种新地基处理方法。由于它具有施工设备轻便，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，其施工操作简单等优点，使得该技术快速发展，特别是广泛应用于高速公路工程桩的制作，在铁路的建设中也得到了普遍的应用。所以，对碎石注浆桩的施工技术要点进行归纳分析，具有一定的工程实用价值意义，也有助于该项技术的推广和应用。

　　1 碎石注浆桩技术特点

　　首先， 由于施工的机具较为轻便，所以适用于快速施工，对于整个施工场地的要求也很低，特别适用于较为狭小的施工场地。其次，由于机具器械的轻便，所以产生的施工噪音也很小，因此对于施工周围居住的人们会产生较小的影响。再次，由于其浆液能够渗透到周围的土体，从而使桩与桩周围的土体产生了较强的摩擦力，这对于提高桩的承载力发挥了巨大的作用。最后，碎石注浆桩技术的整个施工工艺操作比较简单，这就有利于控制施工的质量。

　　2 公路工程碎石注浆桩施工技术适用范围

　　碎石注浆桩的技术适用于处理软土层地基如淤泥质土、粉质砂土、粉土、湿陷性黄土等，此外它还能够处理地下水位较低的粉质土及砂土处理，具有良好的整体效果。因此，这种施工工艺对于各种工程的软土地基处理较为适用，如工业上或民用的建筑、公路、市政、港口以及一些地下挡土结构等，它被广泛地应用到高速公路路基工程中。对于施工场地较为狭小，运输不便利等路段的软土地基处理，碎石注浆桩的施工工艺可以发挥重要的作用。此外，如果发现来自地下水的侵蚀作用时，必须进行试验，确定该工艺是否适合这种情况的地基处理，在冬季时，施工应该特别注意到较低温度对加固效果产生的影响。

　　3 碎石注浆桩施工技术原理

　　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。注浆桩近年来有很大的发展，特别是在高速公路的地基处理中。可以很好地发挥它的优点。

　　4 技术要点归纳分析

　　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监测与维护处理。所以，公路碎石注浆桩的施工技术要点主要有：钻孔、清孔、投石、注浆、监测与维护处理等。

　　4.1 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。一般的，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。

　　4.2 清孔

　　钻孔完成之后的工序将是对所钻的孔进行清理。一般的，清孔分为两次进行：第一次清孔应在钻孔完成后进行，取出钻机，将孔中的沉渣清理至厚度小于10cm，并控制孔内的泥浆比重在1.15 左右。第二次清孔是在孔中的泥浆比重达到要求，孔深和孔径都满足要求后，边投石边进行清洗，并且使得最后的孔内泥浆的比重在1.05 左右。

　　4.3 投石

　　清孔之后应及时投放碎石，而碎石注浆桩施工技术对于要对投放的碎石有一定的要求，一般是，碎石的直径在20至40个毫米之间为最佳;为了减少碎石对孔壁的冲刷和损伤，投放时，应在孔顶部加一碎石导向管。所投碎石注满孔口时即可。

　　4.4 注浆

　　注浆的三个基本要素是砂浆泵的选型、砂浆材料以及注浆的过程。注浆主要是选择型号如SGB- 10 型或类似的砂浆泵，将水泥砂浆通过注浆管压入孔内。选择砂浆的材料时主要从三个方面进行考虑：材料的类型，砂子颗粒大小以及砂浆的配比。一般的，要求砂子颗粒直径小于或等于0.5mm，而砂浆的配比则主要是依据设计的强度要求来进行配置的。下面是注浆的基本过程：

　　首先注入一定量的砂浆后，为防止泥浆在重力作用下向土体大量扩散，应减小用浆量，并逐渐向上拔管，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。当注入的砂浆快到孔口时，调节砂浆的比重在95%左右，然后拔一次管以确保注浆质量。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，所以还应该进行回管操作。完成以上三个元素，注浆的工作基本上完成。

　　4.5 监测

　　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》JTG F80/1—2004(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。要有计划有安排的做好沉降观测与监测，一般的，每填一层土，则观测一次，并做好相应的记录。并在每个月中有适当的观察周期。当连续两个月沉降速率<5mm/月后，方可施工底基层，连续两个月沉降速率<3mm/月方可施工面层。

　　4.6 维护处理

　　当监测碎石注浆桩引起了地表和地基的明显的沉降时或者土体发生明显的位移时，应及时的找出产生这些现象的原因并采取补救措施及做好相应的安全保证措施以及资料管理，如施工桩机的资料管理(包括施工桩机的台账，施工桩机的使用和维护说明以及施工桩机的操作人员要求等等)。

　　结束语

　　总的来说，注浆桩近年来有很大的发展，在高速公路的地基中运用的很广泛，并且可以很好地发挥它的优点。所以很好的掌握公路工程碎石注浆桩施工技术对公路工程又好又快的施工具有重要的促进作用。

　　参考文献

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　　[3]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. 2009