公路工程碎石注浆桩施工技术

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摘 要：碎石注浆桩技术是当前新型的一种软土路基处理技术,现阶段,在建筑工程、路桥工程中应用的十分广泛.本文笔者从碎石注浆桩的技术原理、碎石注浆桩的施工工艺、碎石注浆桩的施工特点、检测桩身的质量以及监测方案的确定等方面对公路工程碎石注浆桩施工技术进行了探讨,希望对相关从业人员具有借鉴意义.

关 键 词：公路工程；碎石注浆桩；施工；技术

【分类号】U416.1

0引言

在公路施工过程中,其工程的质量对于公路的运输情况有着很大的影响,而碎石注浆桩技术的应用能够有效地提升功力路基的基础质量,本文主要从其施工原理、特点、施工工艺及其施工监测等几个方面简单地进行了介绍,从中可以看出,在处理公路工程的路基时,应用碎石注浆施工技术不但可以使公路工程路基基础的质量大大的提高,而且还可以确保公路工程主体结构的稳定性,从而使整个工程能够获取良好的经济效益.

1碎石注浆桩的技术原理

注浆桩是通过碎石和水泥砂浆相互胶结形成的一种小型钻孔灌注桩.所以,从成桩工艺进行分析,碎石注浆桩属于钻孔灌注桩,从成桩材料进行分析,又被称之为胶结体桩.通常情况下,桩的直径达到30cm～70cm,与小于30m的桩长得到适用.其原理是采用小型钻机结合设计直径,向设计深度进行钻进,实施成孔.然后向孔底对注浆管进行放入,再对碎石料实施投放.在碎石料投放的过程中,采用注浆管放水对孔壁实施清洗.当碎石料投放完成之后,则应进行注浆.通常浆液应由下而上逆行操作.当浆液灌注达到地面后便固结成桩.在钻孔中,浆液除了对碎石进行渗透固结成桩,而且还会渗透至周围土体.使桩体和土体形成一个土和砂浆构成的过渡带,进一步提升了桩与周围土体的摩擦力.因此,从受力特征方面进行分析,注浆桩又属于摩擦桩.近年来,注浆桩得到了快速发展,特别是处理高速公路地基时,能够将其优点得到充分发挥.

2碎石注浆桩的施工工艺

在对碎石注浆桩进行施工时主要包括四个方面：钻孔、清孔、投石以及注浆施工.

（1）钻孔施工.在选用钻机时一般运用GPS10型或与其相类似的设备,钻头应选用三翼钻头或鱼尾钻头.运用泥浆护壁大泵量正循环的施工方法,确保钻孔达到垂直效果.应随时进行测量施工,确保钻孔垂直度的偏差控制在1%以下.在钻孔操作的过程中,应对泥浆比重进行不断检查,使砂土控制在1.17～1.25范围内,而淤泥质土的泥浆比重应控制在1.20～1.25范围内.禁止孔深小于设计孔深.为了避免有塌孔现象发生,应在孔顶对钢筒进行设置,使其发挥钻孔保护的效果.

（2）清孔施工.清孔施工包括一次清孔和二次清孔两种.一次清孔的施工应在钻孔完成之后,当钻孔达到设计深度之后,应对钻具实施回转,使其达到原位状态.采用正循环的方式进行冲孔排渣.应控制清孔的沉渣厚度,使其低于10cm.此时,孔内的泥浆比重应达到1.15左右.当泥浆比重满足设计要求之后,方可实施提钻移机,采用测绳对孔深进行测量,检孔器测量出孔径大小.而二次清孔则是在投石过程中进行应用的,采用一遍投石一遍清洗的方式,控制孔内的泥浆比重,使其达到1.05左右即可.

（3）投石施工.清孔完成之后,应对投放碎石进行投放.要求投放前应先向孔底对注浆管进行放入,投放过程中,为了将碎石对孔壁造成的冲刷减少,应在孔顶对一个碎石导向管进行设置.控制碎石的直径达到20mm～40mm范围内最佳,投放碎石完成的标准则是当碎石投放达到孔口标高即可.

（4）注浆施工.通过砂浆泵从注浆管向孔内对水泥砂浆进行注入.选用SGB-10型或与其类似的砂浆泵作为施工设备,采用普通的钢管作为砂浆管进行应用.将普通的硅酸盐水泥作为砂浆材料,控制砂的粒径,使其小于0.5mm.根据设计强度要求配比对砂浆实施配置.当注浆量达到一定之后,为了避免重力作用下,泥浆会扩散至土体,且减少用浆量,应逐渐对注浆管实施上拔.应结合注浆量对拔管速度进行控制,要求每次拔管的间距应达到0.5m,且不间断的实施注浆.与注入砂浆比重相比,当孔口翻浆比重达到95%时,可进行一次拔管.在注浆过程中由于注浆管的振动导致孔口石料下沉现象发生时,应在注浆过程中不断实施补料,促使注浆质量得到保障.注浆完成后桩顶浆液会出现下沉,因此应实施回灌施工.

3碎石注浆桩的施工特点

（1）轻便的施工机具,对施工速度的提升提供便利,存在较低的施工现场要求.

（2）碎石注浆桩施工存在较小的噪音,不会对周围居民产生较大影响.

（3）浆液的渗透会使桩和桩周围土体的摩擦力得到加强,对桩承载力的提升提供便利.

（4）操作简单的施工工艺,对施工质量的控制提供有利条件.

4检测桩身的质量

按照相关规范,桩身完整性检测的方法主要包括以下几种：高应变动力试验、低应变动测法、声波投射法、钻孔取芯.对于钻孔注浆桩而言,运用最多的检测方法则是无损低应变动测法及钻孔取芯法两种.

4监测方案的确定

4.1沉降的观测

沉降观测主要分为两种：地表沉降观测及地基分层沉降观测.地表沉降观测是对沉降板进行运用.分层沉降观测则是对分层沉降标进行使用.在钢塑土工格栅、土工格室或砂垫层上对沉降板急性设置.在路基中心、坡趾、左右路幅中心、路肩位置埋设沉降板.在埋设的过程中,应保持沉降板底槽处于平整,并在其下放对60cm×60cm×20cm的砂垫层实施铺设.运用钻孔埋设的方法将分层沉降标进行应用,控制钻孔垂直偏差率,使其达到小于或等于1.5%,避免有塌孔缩孔现象发生.在埋设中应对套管进行设置或实施泥浆护壁.要求分层沉降观测点的间距控制在1m即可.

4.2观测水平位移

（1）地基土体水平位移的观测

在观测的过程中应采用测斜管,将塑料管作为测斜管,在路堤边坡趾部实施埋设.在埋设的过程中要求钻机导孔的偏差率控制在小于或等于1.5%即可.测斜管底部应向亚粘土层或粉砂层中的进入长度控制在100cm,且管顶超出地面50cm,实施加盖保护措施.

（2）孔隙水压力及土压力的观测

观测孔隙水压力时应运用“一孔多只孔压计”的埋设方法,从砂垫层底部开始实施,每隔2m进行一只埋设.在钻孔埋设的过程中,应对钻孔实施详细记录.当每只孔压计埋设完成之后,应及时对接收仪器进行应用,对孔压剂是否处于正常状态进行检查.运用土压力计对土压力实施观测,应挖坑水平埋设,对坑底实施平整密实,对于埋设后的土压力计应确保达到正确且稳固,采用细砂对上下四周20cm左右的范围实施填实.每只天色完成后都应及时进行测试,当出现问题则应及时进行调换或纠正.当所埋设的土压力计的初读数处于稳定状态后,即可实施填筑施工.

（3）观测承载力

应对水泥搅拌桩实施承载力观测.应运用单桩及多桩荷载试验的方法对承载力实施观测.水泥搅拌桩载荷试验的实施应在施工开始3个月之后进行,确保水泥搅拌桩单桩容许承载力小于120kN.

5结束语

总之,随着科学技术水平的逐渐提升,钻孔及压浆设备的效率高及操作简单逐渐形成,进一步改进了成孔工艺及方法,有效缩短了施工工期,在公路工程软基处理中碎石注浆桩技术则会广泛应用.现阶段,对碎石注浆桩进行施工时,应对碎石材料的大小、泥浆配合比、浓度、级配状况、压力大小、桩体强度以及各类材料的用量进行合理的配置,并通过采用试桩和检测方式对其质量进行有效的保障.