公路工程碎石注漿樁技術分析與應用

劉俊杰

摘 要：碎石注漿樁技術的優勢比較明顯，在公路工程施工中，應用的相對廣泛。本文首先闡釋了這項技術的原理，然后具體分析了施工流程，最后提出了質量控制措施，以期為公路工程建設提供理論性指導。

關鍵詞：公路工程;碎石注漿樁;質量控制

碎石注漿樁是屬于鉆孔灌注樁，它主要是由碎石和水泥砂漿膠結而成的小型鉆孔灌注樁。碎石注漿樁具有施工操作簡單、施工速度快、施工場地要求不高以及施工噪音小等特點。在公路工程軟土路基處理中應用碎石注漿樁能夠有效地提高公路結構的剛度和強度，確保公路工程的整體質量，因此在公路工程施工中具有非常廣泛的應用。

1 工程案例

某公路工程施工路段全長6.2km，位于溝谷河流堆積區，地形相對平坦，沿線壩區低洼部分存在軟土，屬不良地質。路基上部為沖洪積底層，褐紅色、褐灰色黏土、亞黏土分布在表層，下部以卵石土為主。軟弱路基分布在水田附近，地下水穩定水位相對較高，由于長期受水分浸泡、侵蝕等作用，表土呈現為可塑狀黏土、亞黏土，承載能力低下。在該工程施工路段內共4段不良地質段，采用碎石注漿樁對路基進行加固處理，樁體直徑設計為377mm，樁體間距控制在1.5m左右，嚴格遵循相關技術方案，科學組織施工部署。

2 碎石注漿樁的施工工藝原理

碎石注漿樁根據分類方法的不同，可分為膠結體樁、鉆孔灌注樁和摩擦樁，其體型不大，其直徑長度是大于30厘米，但不超過70厘米，所以，如果樁長是不超過30厘米的都是適用。這種施工技術是利用碎石和水泥砂漿膠結而成的。不可缺少的材料有注漿管、碎石料、砂漿泵、硅酸鹽類水泥。簡單的施工步驟如下：根據施工設計方案，鉆孔鉆到設計的深度就可以了，其利用鉆機的直徑，鉆孔完成后，把注漿管放到鉆好孔的底部，投放碎石料和注漿液就是通過注漿管來完成的。其中，漿液方向是從下由上，上升到地面，漿液便會凝固，形成樁。碎石注漿樁技術之所以能加固軟地基，提高路基承受力，是因為漿液既能通過鉆好的孔和碎石料固結，形成樁，也能滲入四周的土體，這樣以來，樁與土體兩者之間就會產生一個過渡帶，其由砂漿和土體兩者合成。這樣簡單易學的施工原理，自然而然就會被廣泛運用到公路工程中的建設。

3 公路工程碎石注漿樁施工工藝

1）施工準備。全面調查研究工作應在公路施工前進行，并對路線沿線的地形、地質、水文、氣候等情況進行充分了解并進行相關設計資料的認真收集，同時了解當地路基存在的病害問題，如壓實度不足、坍塌等，并及時選用與之相適應的措施進行處理。在施工前期，還要做好地基勘察工作，特別是軟土地基位置，這樣可以進行軟基分布及土壤厚度的準確確定。在路基加固方案設計中，必須對地形地貌、路基土質條件及施工材料與車輛荷載等問題進行充分了解與分析，同時驗算其穩定性，為路基加固設計方案的確定與完善提供可靠依據。

2）鉆孔施工。由于鉆機有不同種類不同型號，首先要根據施工環境的特點，再結合鉆機的適用范圍，去選擇最合適公路工程的鉆機。鉆機選好后，接下來工作人員就要做好對鉆機的鉆頭直徑，還有單程鉆度的專業測量工作。在進行垂直鉆孔時，工作人員要對垂直的角度偏差，鉆進成孔的深度誤差范圍降到最低，控制在1%以內，作業時就需要進行專業測量。鉆孔的時候，要注意不能把孔鉆得太小了，這是因為泥漿中的砂礫、泥土兩者的粒徑是很小的，它們會隨著鉆孔的過程中深深進入孔內。碎石注漿樁基礎工作中最關鍵的環節是保證鉆孔過程中泥漿的比重：1.20至1.25是淤泥質的比重范圍，1.17至1.25是砂質土的比重范圍。鉆孔時，要隨時做好清潔孔內的廢渣工作，摩擦會產生熱量，鉆孔自然也就會產生熱量，導致鉆頭的溫度會上升，可以定時用冷水噴在鉆頭。

3）清孔施工。在鉆機工作的過程中，在多方面因素的影響下，會有泥土、礫石等雜物存在于底部，對樁體的承載能力造成削弱。因此，當完成鉆孔工作之后，必須進行相應的質量檢驗和驗收，將鉆機進行移除，組織專業的人員進行清孔工作。一般來說，清孔工作需要分兩次進行：在鉆孔成型之后，采取正循環的方式，用清水對孔洞進行清洗，保證鉆孔底部沉渣的厚度在10cm左右，泥漿比重為1.15。當泥漿比重達到規定標準后，需要對孔深、孔徑等相關參數進行測量，保證在清孔過程中，將相關危害控制在最小范圍內。在進行投石作業的時候，開始第二次清孔工作，此時，控制泥漿的比例為1.05，按照相關要求進行清孔。

4）投石作業。首先，對石料的各項性能指標進行檢驗，確保其強度、含泥量等滿足施工要求，若存在強度不達標的碎石材料，禁止應用在施工之中。碎石粒徑應均勻一致，通常保持在20—40mm左右，不宜過大，并將其表層清理干凈，以免對孔洞內壁及注漿管造成損害。其次，在投石作業之前，應在孔底安裝注漿管及導向管，便于后期注漿施工。隨后在鉆孔上部放置串筒，碎石材料通過串筒進入孔洞內部，待投放高度與地面距離為1.5m時，下放固定鋼筋籠，加強鉆孔保護措施，防止出現孔洞坍塌現象。直至投放至設計標高之后，清洗注漿管道，保證漿液灌注的通暢性，并檢驗二次清孔質量，孔內泥漿比例控制在1.05之內。

5）漿液灌注。根據設計方案要求的配合比例拌制漿液，嚴格按照相關標準檢驗材料質量，若存在質量不達標現象，禁止應用在施工之中。通過注漿管將水泥砂漿注入孔內，為保證漿液與周邊土體充分結合在一起，在漿液灌注過程中應施加一定的外界壓力。待注漿量達到相關標準之后，適當減少漿液用量，避免由于重力作用導致泥漿大面積擴散，降低加固效果。根據注漿量不斷提升注漿管，每次提升間距為0.5m左右，應合理控制上升速度，若速度過快可能會出現漏漿問題。在注漿設備運作過程中，孔口石料在設備振動作用下沉降，為有效避免這一現象，應不斷補充石料，以保證樁體加固深度，并采取回灌的措施處理注漿后樁頂漿液下沉。待成樁施工完成后，按照相關標準檢驗注漿樁各項參數，無損低應變動測法、鉆孔取芯是碎石注漿樁常用的檢測方法。

4 公路工程碎石注漿樁施工技術的質量控制策略

檢測質量的同時，還要將質量控制措施做到位。第一，成孔施工的質保措施。當鉆孔位置在土層分界區域時，一定要減緩鉆進的速度，并且做好防偏孔、防塌孔的各類措施和相關預防措施。第二，清孔質量相關控制措施。嚴格依據清孔說明書完成兩次清孔工作，當在清孔中注入清水出現清水滲透時，方可進行注漿操作。第三，鋼筋籠吊放與注漿質量措施。確保鋼筋籠制作中主筋的籠直徑、籠長度和焊接質量合乎標準，繼而防止變形狀況出現。在進行注漿操作時，要嚴格按照流程進行注漿，避免發生回漿狀況。第四，沉降觀測分為兩部分，即地基分層沉降觀測與地表沉降觀測。完成地表沉降觀測往往采用沉降板，完成分層沉降觀測大多采用分層沉降標。沉降板需要安設在砂墊層、土工格室及鋼塑土工格柵之上。沉降板埋設在路基的中心位置處，在進行埋設時，要力求沉降板底槽處的平整，并在其下面鋪設砂墊層，以60cm×60cm×20cm為宜。分層沉降標運用鉆孔埋設方式，埋設時要力求鉆孔的垂直偏差率小于1.5%，而且沒有塌孔和縮孔存在，埋設中可以采用泥漿護壁或下套管方式，波紋管和導管要力求實現隨埋隨接，分層沉降測點的間距設置在1m為宜。

5 結束語

隨著社會經濟和科學的進步，對公路施工的重視程度也逐漸提升，碎石注漿樁技術作為公路工程建設重中之重的技術，必須結合實際情況全面把控。碎石注漿樁技術相對簡單，噪音小、清潔性強，效果顯著，需要引起重視。必須選擇性能好的材料，靈活調整技術要點，注重細節部分的施工，為交通運輸業的進步和發展奠定良好的基礎。

參考文獻

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