公路工程碎石注漿樁施工技術綜述

石 偉

山西路橋建設集團有限公司, 山西太原 030006

1 技術原理

碎石注漿樁從不同的角度看可分為鉆孔灌注樁和膠結體樁兩種。所謂的注漿樁是利用水泥和碎石按照不同的要求,配以不同的比例膠結而成的一種鉆孔注樁，從這里很很容易知道鉆孔灌注樁是由它的成樁工藝而來，而膠結體樁是從樁的材料而來。之所以說它是一種小型灌注樁是因為樁的直徑一般為30cm～70cm，而樁的長度也一般在30m 內。其基本原理是根據事先設計的好的深度和直徑大小，利用鉆孔機鉆成的孔，然后利用注漿管放水將碎石料投放入孔中。為了增加樁和周圍土體間的摩擦力，往往在進行注漿的過程中從下往上通過注漿管進行灌注。這樣灌注的優點是使漿液不僅滲透鉆孔中和碎石料膠結成碎石注漿樁，而且可以利用液體的滲透性向周圍的土體滲透，使樁體周圍的土體通過泥漿和碎石形成一個結合體，增加了樁的摩擦力。因此，從樁的摩擦力方面特性看它又屬于摩擦樁。

2 施工工藝

為了確保施工的質量，在施工過程中都要注意一定的技術要求。對于工程的施工工藝主要從以下四個方面探討。

2.1 鉆孔

工程上使用的工程鉆機主要是GPS10 型或與之類似，在工程鉆孔施工中最常用的的鉆頭是魚尾鉆頭和三翼鉆頭。在鉆孔過程中鉆孔垂直度偏差要小于1%，所以在鉆孔的過程中應隨時測量，保證施工的質量性。在施工過程中要不斷檢查泥漿比重，淤泥質土控制范圍相對于砂土的范圍較小，二者分別是1.20～1.25 之間和1.17～1.25 之間。完成后孔頂用鋼筒加以保護，以防止出現坍塌現象，還應該注意一點就是鉆孔深度不得小于理論設計深度。

2.2 清孔

清孔要求兩次清孔，即工程中的一次清孔和二次清孔。當鉆孔到達事先設計深度后，鉆采用原位正循環回轉的方法沖孔排渣，完成第一次清孔。清孔后沉渣厚度不能大于10cm,泥漿比重在1.15 左右。二次清孔是在投放碎石的過程中利用注漿管在投石的過程中排放清水清洗鉆孔。

2.3 投石

投石的過程伴隨著二次清孔的過程中進行，投放碎石之前先將注漿管放至孔底。在投放碎石的過程中利用注漿管放水清洗鉆孔，同時投石時在孔頂加一個隨時導向管保護鉆孔，以減少碎石對孔壁的沖刷。投放的碎石直徑要求最好是在20mm～40mm 之間，當碎石投放到達孔口標高停止投石。

2.4 注漿

注漿時采用的方法通常是向上拔管法，也就是在注漿的過程中由下向上逐一注漿。這樣做的目的是防止注漿達到一定量后泥漿在重力的作用下向土地里大量的流散，減少漿的用量。通常拔管的距離為0.5m，至孔口翻漿比重到注砂漿比重95%時一次性拔管。注漿是通過注砂漿泵利用砂漿管將砂漿壓入孔內。砂漿泵的使用通常為SGB_10 型或者與之類似即可。注漿管采用普通鋼管即可。砂漿的主要材料是普通硅酸鹽水泥和砂徑要求不大于0.5mm 的細沙。因為注漿管是先于投砂插入鉆孔的，在拔管注漿的過程中會出現石料下沉。為確保注漿質量，應該在注漿拔管的過程中不斷補充石料。還應該注意的一點就是注漿后砂漿不會馬上膠結，因此樁頂漿液會下滲，故在注漿完成后應該進行回灌作業。

3 碎石注漿樁技術特點及樁身質量檢測

碎石注漿樁技術特點：

1）為便于快速施工，對施工場地的要求低，施工機應該具有輕便的特點；

2）施工的噪音要小，減小對施工周圍居民居住生活的影響；

3）施工工藝操作簡單，便于施工質量的控制；

4）通過滲透加強樁與周圍土地的摩擦力，以提高樁的載荷能力。

樁身質量檢測：

根據相關文獻的規定，分為以下幾種檢測的方法：無損低應變動測法、高應變動力實驗法、聲波透射法和鉆孔取芯法。有時候需要根據不同要求采用不同的檢測方法。無損低應變動測法和鉆孔取芯法是在目前工程中對碎石注漿樁幾種檢測方法中最常用的方法。合理的選取適當的方法有助于節省你的工作時間，提高你的工作效率。

4 監測方案

施工后的監測將有利于減少一些事故的發生，發現一些狀況及時反應給業主，進行實施處理。監測時對于不同觀測項目的觀測點最好布置在同一橫斷面上。監測方向主要分為沉降觀測和水平位移觀測兩個方面。

4.1 沉降觀測

沉降觀測又分為兩個方面，即對地基分層沉降觀測與地表沉降觀測，二者分別借用用分層沉降標和沉降板來輔助檢測工作的進行。對于沉降板的埋設要求：要求設在鋼型土工格室、土工格柵或砂墊層之上，埋設的位置主要是路基中心，路左右路幅中心，路肩和坡趾。沉降板的埋設要求沉降低槽底部平整，埋設在60cm × 60cm ×20cm 的沙墊之上。

分層沉降標采用的埋設方法是鉆孔埋設。需要先在地上鉆孔，但是鉆的孔沒有碎石注漿樁鉆孔的要求嚴格，垂直偏差率要求是小于1.5%，碎石注漿樁的垂直偏差率是1%。需要保證鉆的孔沒有塌孔存在。分層沉降測點適宜距離為1m。

4.2 水平位移觀測

對于水平位移的觀測，根據觀測對象的不同分為五個方面的觀測，對于每個方面都要按照規定，同時注意施工細節。

1）地基土體水平位移

地基土體水平位移采用的觀測方法是斜管法。其方法是通過斜管來測量出來地基土體水平位移，選擇路堤邊坡趾部來埋設測斜管，測斜管采用一般的塑料管即可。測斜管的埋設需要借助鉆機鉆孔（即埋設孔），埋設孔的垂直偏差率不能夠大于1.5% 。測斜管的埋設時要注意將底部埋入粉砂層或亞粘土層深度達到100cm，管頂要求高出地面50cm，并且要加蓋保護。

2）地面水平位移

地面水平位移的測量是借助位移邊樁進行觀測，邊樁的安插是安插在路的一內一外，埋設在路堤兩側趾部，埋設深度為1.5 米，上端露出地面10cm。邊樁類型是10cm×10cm 的預制樁。樁用打入法埋入，埋入后樁的周圍要求回填密實。

3）承載力觀測

對于水平攪拌樁要做力的承載實驗，以確定樁的質量。承載力的實驗分為單樁載荷試驗和多樁載力試驗，載力試驗的進行至少要在施工三個月后進行。單樁承載力試驗時載力值要達到120KN （也就是單樁設計載力值），否則為不合格。

4）孔隙水壓力及土壓力觀測

孔隙水壓力的測試要借用孔隙水壓力計來輔助進行，埋設水壓力計通常采用的方法是“一孔多只孔壓計”，壓力計的埋設距離是每隔兩米埋設一只，壓力計的埋設時，下部要達到砂墊層。埋設的壓力計要做好詳細的記錄。在每只孔壓計埋設好之后需要及時采用接收儀器對每個孔壓計進行檢測，觀察是否正常。孔壓計的埋設應該水平的埋設在所挖的坑中，同時保證坑底是平整密實的。對于土壓力進行觀借用土壓力計，土壓計的埋設要求需要在土壓力計埋好后上下四周約20cm 范圍用細沙填實，以保證埋好后的土壓力計的穩定，同時要注意土壓力計埋設位置的準確。每只壓力計埋設好后及時的進行測試，在發現問題后要及時的糾正和調換。埋設好的土壓力計后為保證準確性，讀數應該注意待讀數穩定后才可以進行對以上所得數據的填筑工作。

5）觀測頻率

在路堤的施工過程中，除了載荷力的觀測外，還有其他各項的觀測，對于他們的觀察時間和頻率應該保持相同。對于觀測頻率要求：填土觀測期間是每天一到兩次；預壓期前四周每隔一天觀測一次；從第五周開始的前三個月觀測周期保持在每周一次；從第四個月開始到路面完成施工期間，觀測周期為半個月觀測一次；從開始營運，在營運的前三年（即在設計觀察期間）要求每半年進行一次觀測。

5 結論

隨著科技的發展，在公路工程施工中的要求也更加嚴格，現今的施工中在采用科學帶來的成果的同時，我們更應該嚴格按照要求去完成工程的施工，熟悉相關的施工要求，把工作做得盡善盡美。以上是對于公路工程碎石注漿技術從各個方面進行的闡述分析。

[1]王孔正，儲德春.質量控制：當前公路工程設計過程的核心[J].大眾科技，2004.

[2]葉志明.土木工程概論[J].高等教育出版社，2009.