碎石注漿樁在公鐵并行條件下公路工程軟基施工的應用

鄭曉華

（廣東順控交通投資有限公司，廣東佛山 528000）

1 工程實例

本工程為廣東省佛山市某一級公路的軟土地基加固工程。本項目的特點包括：（1）一級公路與城際鐵路公用同一走廊帶，城軌位于一級公路的中央分隔帶。一級公路距離城軌結構外邊線很近，最小距離為2 m。（2）城際鐵路工程先建于公路工程，公路工程施工進場時，鐵路的橋墩和梁體施工已完成，尚未投入運營。（3）城際鐵路的沉降要求很高，要求一級公路的軟基處理非常高，幾乎對城際鐵路不造成影響。（4）地質條件不好。地質土層至上而下為雜填土、淤泥、風化巖等，其中淤泥的特性為變形量大、承載力低。軟土埋深較大，普遍埋深為28~36 m。經過對城軌的影響、工程地質、水文地質及保證本項目軟基處理的效果等因素的綜合考慮，最終決定采用碎石注漿樁處理。

2 碎石注漿樁的施工工藝

由于公路到城際鐵路的最小距離為2 m，因此要求盡量降低碎石注漿樁施工對城際鐵路的影響。本次充分發揮碎石注漿樁施工工藝對周邊構筑物影響小的優點，結合施工現場實際條件，保證城際鐵路的結構安全以及減少沉降影響。

碎石注漿樁通過預鉆成孔、放注漿管、放碎石、洗孔、注漿、補漿等工序成樁。碎石注漿樁樁筏結構工法施工工藝流程如下：

（1）施工準備

包括施工機械準備、材料準備、場平、現場放樣以及準備供、排水系統和供電系統等，對城際鐵路的橋墩布置各類監測樁及監控系統。

（2）鉆孔機械就位

放樣后，鉆孔機械移至樁位，使樁保持垂直，偏差小于2 cm 后，調整鉆孔機械使機桿垂直。

（3）成孔

本項目的地質為流塑狀淤泥軟土層，距離城際鐵路樁位承臺墩柱很近，因此嚴禁使用振動型、擠密式和高鉆架成孔等振動型機械設備施工。根據本項目的地質狀況，采用泥漿護壁循環鉆入成孔，小型旋挖機掏土成孔，并必須使用泥漿護壁，施工時泥漿的比重合理適當，以免引起樁身縮頸。鉆入設計的深度，進行清孔或撈渣處理，確保底沉不超過10 cm。

（4）下注漿管

成孔提鉆后，放置注漿管。注漿管采用直徑2.5 cm、單節長度約5 m 的鋼管，管底至孔底距離保持在約20 cm。下鋼管后，應確保沉渣厚度符合相關要求。

（5）投放碎石、洗孔

投放碎石骨料：碎石選用級配不良（Cu＜5，Cc≠1～3）、孔隙率大于40%、粒徑為16～40 mm 的碎石料，用翻斗車或小型裝載機裝載，慢速倒入孔內。

洗孔：通過注漿鋼管向孔內注入清水即可進行洗孔。當水泥漿的比重增加不到1.05，就必須停止注入清水，結束洗孔。

（6）水泥砂漿漿液配制和混凝土試塊室內試驗

水泥砂漿漿液配制按照水∶砂∶水泥=0.4～0.45∶0.75∶1 進行試配。

混凝土試塊制作時先放碎石，然后倒入預先配制好的砂漿，不應進行振搗，盡量符合現場成樁情況。通過混凝土試塊的試驗強度確定水泥砂漿的最佳配合比。

（7）注漿、樁頭補漿

注漿量一般根據鉆孔體積、充盈系數和樁體孔隙比等綜合確定。

注漿是利用注漿機的壓力把水泥砂漿擠入注漿鋼管。注漿壓力根據鉆孔深、水泥砂漿濃度等條件來確定，一般可采用2～4 MPa。注漿后，先拌純水泥濃漿注入孔內充填。30 min 后，砂漿開始回落，需再補入一定程度數量的注水砂漿，直至滲入水泥中的砂漿再一次注水溢出孔口，這就是二次注水補漿的重要過程。抽出注漿鋼管，注漿工作結束。注漿過程壓力的自動控制可以通過防止回閥和閘筏轉動來進行。

（8）樁頭處理

養護成樁后，挖除樁頂浮土，并鑿除樁頭至設計標高。

（9）碎石墊層施工

為保證碎石注漿樁頂平順，調整樁的受力均衡性，同時方便筏板鋼筋保護層施工，碎石注漿樁頂被破除到設計高度后，需鋪上20 cm 厚的碎石墊層，并采用小型碾壓設備進行壓實。

（10）筏板施工

筏板采用C30 鋼筋混凝土實地澆筑，筏板的長度約15 m，筏板之間還應留有伸縮縫，并填塞上泡沫板。

3 碎石注漿樁的施工監測

考慮本項目靠近城際鐵路，對軟基施工要求非常高，施工期間必須做好軟基監測，避免施工對城際鐵路造成大的影響。施工監測主要包括以下內容：

3.1 沉降監測

沉降監測的目的是測定建筑物地基的沉降量、沉降差及沉降速率[1]。

（1）沉降監測包括地基土層內沉降和地基土表面沉降。分層沉降標按情況設置，用于地基土層內沉降監測；沉降板用于地基土表面沉降。

（2）沉降板應埋置在砂墊層下，一般安裝在兩側路基的坡腳上和路幅的中心。沉降板采用鋼板；沉降套管采用硬質塑料管道。沉降板的垂直方向偏差精度要求必須得到保證。

（3）分層排水沉降標應達到保持分層垂直且無偏差的設計要求。

3.2 水平位移監測

地面的水平方向位移監測可以采用位移邊樁。位移邊樁應安裝在有反壓護道的外側坡腳。對于路基外側沒有反壓護道的地段，應將內側位移邊樁安裝在路基坡腳或邊溝的外側。

3.3 孔隙的水壓力及土壓力監測

監測時應采用埋置水壓力和土壓力等手段進行。埋設時應先從墊層下方的位置開始并確定預埋孔的主要位置，完成安裝后，應檢查壓力計，使其順利工作。完成埋設土壓計步驟后，對其進行測試。

4 結 語

文章以公鐵并行條件下一級公路軟基施工實例為對象，針對軟基較厚的情況，采用碎石注漿樁加固處理，充分發揮其對既有建筑及基礎的影響較小及施工安全可靠優勢，闡述碎石注漿樁的施工方法和監測。其成果對碎石注漿樁在公鐵并行條件下公路工程的施工具有參考應用價值。