公路軟基壓密注漿碎石樁技術應用

袁建軍

摘 要：本文簡述了壓密注漿碎石樁技術，并以某工程為例對公路軟基條件下的壓密注漿碎石樁技術的應用過程（參數設計、成孔與注漿要點、質量控制以及加固效果）進行了深入分析，希望能夠為同行業工作者提供一些幫助。

關鍵詞：公路軟基;壓密注漿碎石樁技術;應用

中圖分類號：U416.1 文獻標識碼：A

0 引言

經濟的進步使得公路數量也在逐漸增加，為滿足現階段社會發展形勢下的交通需求，人們對于公路的功能與質量也提出了更多要求。軟基壓密注漿碎石樁技術是一類常見公路建設技術，從實際應用情況來看，所調配出的漿液聯合碎石樁能夠充分發揮其填縫、粘滯以及固化結石的功能效果。該技術無論是在擠密加固方面還是結構強度提升上，均突顯出了明顯的應用優勢，具有極佳的技術應用推廣價值。

1 壓實注漿碎石樁技術簡述

該技術的應用簡單來說就是將樁管打入至土中成孔，并在其中填入適當的碎石與砂石料，通過振動密實的方法在地基中形成碎石樁。碎石樁的成孔環節會對其軟弱土層造成一定影響，橫向擠密作用下土質結構的整體抗剪程度相較以往將會有明顯提升，其壓縮性也將會進一步縮減，無論是其承載力還是變形模量，均會在樁體與樁間土中形成具有復合特性的地基，起到了承擔路基填方荷載的作用[1]。所謂壓密注漿其實就是將調配好的具有濃度高的漿液注入至土體結構中，以達到預期的土體擠密加固目的，這樣一來在注漿管的附近就會形成球狀漿泡，如圖1所示。壓力注漿與碎石樁的聯合應用突顯出了二者的應用優勢，并消除了原本的攪拌樁以及粉噴樁等技術的應用缺陷，尤其是對于人工填土路基結構中含水量過高的部分更是突顯出了良好的加固效果，技術應用起來較為方便且整體造價較低。碎石置換與注漿法使得無論是土層承載力、樁側阻力還是變形模量，相較以往均有明顯提升，在強化復合地基承載力的同時為控制變形能力的進一步提升提供了完備條件。壓實密注漿碎石樁技術在應用后，復合地基土體粘結力也保持了持續增長態勢，繼而形成了具有極佳填充度與膠結性的復合地基，無論是漿液、碎石還是周邊的土體結構均將成為共同體，為進一步提升土地承載力與變形模量提供完備條件，是有效縮減施工成本的關鍵，這也是該技術應用范圍逐漸擴大的主要原因。

2 工程概況

某段公路設計路面層厚度為15 cm，包含了中粒式瀝青抗滑表面層（4 cm）、中粒式瀝青混凝土（4 cm）以及粗粒式瀝青混凝土（7 cm），路基的整體寬度為25.5 m，遵循四車道的設計理念。路基處的排水系統包含了截水溝、河道、邊溝以及排水溝，并設置凸形分隔帶，所產生的積水主要通過分隔帶中的排水管將其排出。由于該工程所建設位置的地基軟弱，且地下水分布范圍較廣，再加上此段公路的應用特殊性，使得若遵循傳統施工方式無論是承載力還是堤填土密實度均難以滿足結構應用需求。因此，應對該位置的公路路基進行科學處理，做好軟基加固工作以避免出現施工沉降現象影響施工進度與最終的結構穩定性。

3 公路軟基壓實注漿碎石樁技術應用

3.1 設計施工參數

3.1.1 注漿孔與漿液

工程鉆機是本工程碎石樁成孔建設的核心設備，因此應將其孔徑統一為300 mm，并為其設定四種樁深度（5/12/14/16 m），主要目的是避免由于泥沙沉淀而導致泥漿回落將注漿孔堵塞，其對于孔徑深度的影響也極大，因此應在實際開孔時將其深度適當提升0.5 m左右[2]。根據地基基礎加固技術規范中的相關規定，明確了各個注漿孔之間的間距，應控制在1.5 m～2.5 m之間。結構在經過壓縮加固處理后其每一邊均將會外擴450 mm左右，并在注漿后對半徑0.5 m的范圍產生影響，繼而導致實際的成孔孔徑無法滿足工程建設需求。而在對其進行綜合考慮后，需要將其孔徑適當增大至1.5 m左右，以保證漿液的滲透均勻性，且需要在人工樁位的周邊設置5個左右的注漿孔。

以材料理論為基礎所調配的混合漿液中水、粉煤灰、水泥之間的比例為6∶3∶8，由于粉質淤泥質土地層結構含水量較大，因此在對其進行加固處理時應將水灰比適當降低，并按照一定的配比規范在其中摻雜水玻璃（一般為水泥量的3%），此時對于漿液來說其初凝的時間一般為1 h～2 h。砂漿攪拌機是漿液的主要拌和工具，需要持續攪拌3 min以上才能達到預期的壓漿施工效果，并需要在調配完成后經過規格為2.5 mm*2.5 mm的濾網過濾后才能正常使用。

3.1.2 注漿過程

對于本工程來說，一次注漿的壓力應設定為0.2 MPa～0.4 MPa，二次注漿則應設定為0.8 MPa～1.5 MPa，且由于二次注漿的特殊性使得其實際的施工效果受到土體條件、注漿順序以及孔徑深度因素的影響較大，應確保漿液能夠完全沿著注漿管的方向以滿足注漿在有效范圍鉆出的需要，并應以塑膠帶作為封堵管底出漿孔的主要工具。

3.1.3 注漿量

結合本工程一系列結構的建設特性，考慮到多類型因素后最終設定碎石樁的注漿量為每米0.18 m3。需要注意的是，由于土體結構的特殊性使得其壓力值也將會隨著孔徑深度的增加而逐漸加大。因此，在與地表接近的位置為避免出現冒漿現象，應將注漿的流量控制在每分鐘10 L～25 L。

3.2 成孔與注漿的施工關鍵點

對于本工程來說，軟基壓實注漿碎石樁施工流程為：首先測量數據以完成放線任務，隨后按照相關規定進行鉆孔與二次注漿，且應依據相關要求確定級配碎石的應用量。隨后將漿液注入其中，聯系實際環境條件進行養護并保證高壓注漿效果。過程中同時需要與現場施工人員核對碎石樁孔的具體編號，包括填筑量、埋設深度以及壓力等均需要進行詳細記錄，并需要對流量計讀數變化狀態進行實時關注。

在明確側方點的同時需要根據相關要求布設具有振動特征的打孔器，并應在所設置的注漿管的末端處加裝注漿頭，注漿管孔位確定后需要將振動器放置到土體內部直至達到設計標高要求。注漿管的上部應預留約100 mm的長度，隨后即可將第二根注漿管打入，該過程應注意控制其垂直偏差在1%以內。成孔完畢后則應從外圍確定位置處注入漿液，完成封閉任務后按照下至上的順序隔著孔洞做注漿處理，以避免出現臨孔串漿現象。直到在注漿管上部1.5 m范圍內完成封漿處理任務后才可推進下部注漿進度，并應保持每50 m提升一次的頻率，一邊拔管一邊注漿。隨后應以地基承載力設計標準為基礎，明確每個設計孔洞的注漿量（65 kg/m）。

注漿機與水泥拌和機的型號應充分考慮現場施工條件以及對工程的建設質量要求，提前對施工壓力予以調試，并需要選擇應用長度為1 500 mm的鋼管作為注漿管;隨后需要在注漿管位置安裝球閥，只需要打開球閥后即可依據設計長度對注漿管做預拔處理，并將壓漿泵啟動進行輸漿;此時的漿液通過高壓注漿管即可達到注入土層的目的，且能夠在漿液滲透后對土體結構予以填充與加固，此時的土體顆粒與巖石裂隙內無論是空氣還是水分均將會被擠出，這使得原本處于松散狀態下的土體與裂隙之間將迅速膠結，從而達到改善土層結構力學性能的目的，結構的整體承載力相較以往也有明顯提升。無論哪一處壓漿段，均應在灌漿量達到預估值后才可停止壓漿進度，此時應將球閥關閉，直至所注入的漿液穩定20 min后才可將注漿管提起，提起的高度應控制在40 cm～50 cm左右。

由于本工程的部分結構較為特殊，為滿足特殊地質要求，每一米的深孔注漿量均應提前明確（水泥用量均應保證在130 kg以上）。此類工程使用的通常為普通硅酸鹽水泥，類型選擇為P.0 42.5，并以1∶0.5的比例作為水灰比的配置數據。在執行單管靜壓注漿任務時，此時所選擇的注漿壓力應保持在0.2 MPa～0.3 MPa之間，且需要采取低壓滲透的方式以保證注漿效果?？刂谱{壓力與速度時，應以地面冒漿為控制的限制條件，且該過程需要綜合多類型因素進行考慮，以避免出現打漿過多現象，甚至影響結構穩定性與整體美觀度。

3.3 嚴控施工質量

對于軟土地基來說，若有該位置的工程建設需要，首先應在壓密注漿施工過程中，通過強化注漿量、注漿壓力控制效果以及提高對數據變化值的關注，用以滿足該工程結構對注漿壓力與注漿量的應用需求。一旦在這一環節發現了壓力表所顯示的注漿壓力數值波動幅度較大，或超出了預先設定的壓力上限，就應立即停止注漿以避免對孔洞內部結構造成破壞。而若是在過程中發現有漿液無法被壓出的情況，就應首先對壓漿系統的應用效果進行深入分析，以判斷該類系統是否存在堵塞現象。將堵塞現象排除后，就需要適當提升注漿壓力，以將正常的注漿施工過程恢復。而若是發現在實際的注漿施工過程中存在大規模的冒漿現象，同樣也應立即停止注漿，直至漿液完全凝固后才可恢復注漿狀態，以避免影響后續的注漿環節。

4 結束語

綜上所述，壓密注漿碎石樁技術在處理公路軟基沉降情況方面突顯出了極佳的應用優勢。再加上其整體造價較低，所形成的結構表現出了極強的可置換性，且其豎向穩定性相較以往有了明顯提升，側樁端阻力與土層承載力的不同程度的增強為保證地基結構整體承載力與其變形控制能力提供了完備條件，具有在類似工程中的應用推廣價值。

參考文獻：

[1]陳思佳.舟山地區市政道路軟土路基處理技術[D].長安大學，2019.

[2]劉杰.高壓旋噴樁復合地基承載力研究[D].蘭州交通大學，2019.