论压密注浆碎石桩技术在公路软基处理中的应用

文/韩袁林

1 前言

在公路软基处理中使用压密注浆碎石桩技术，能够缩减施工流程，节省建造费用，极大地加固软土地基。软土地基在经过压密注浆碎石桩技术处理后，能够提升土体黏结性、桩端阻力、变形模量，提高地基承载能力。

2 阐述案例工程概述

此项技术是公路工程建设过程中的主要工法之一，研究的项目主要是高填方段或者桥头3 分析加固方案。

2.1 分析比较加固方案

第一，粉喷桩。我国的应用粉喷桩，指的是在钻孔后将粉状水泥材料形成的固化剂，使用深层搅拌机喷入深层的软土地基中，通过搅拌的方式，确保其和软土能够均匀搅拌到一起，生成化学反应或物理反应，确保软土形成桩体，使其能够增加稳定性和强度。若是深度和土层存在不同，桩体走向力不均匀，需要形成的桩体有着成层性，人工填土无法充分地将粉桩喷成整体。

第二，搅拌桩和碎石桩。碎石桩是在土中打入桩管，同时在桩管内放置砂土和碎石，确保能够同时进行拔管和填料振压，从而在地基中变成碎石桩。碎石桩成孔会横向朝着软弱土层挤密，提升土体抗剪度，缩减压缩性，具有一定的变形模量桩体与承载力间能够构成复合地基，承受着路基填方荷载。

第三，压密注浆的碎石桩。结合压力注浆和碎石桩的优点，解决了搅拌桩、碎石桩和粉喷桩的问题，同时也能够加固人工填土路基，提高地基承载力。此种施工方法能够优化施工流程，确保施工设备更加的灵活，同时节省造价[1]。

2.2 选取软基加固方法

压密注浆碎石桩，是指将压力注浆与碎石桩技术相结合，进行软土地基处理的一种新型工法，具有显著的加固效果。此技术在开展时要应用注浆管成孔等施工流程，确保碎石桩通过注浆能够形成复合地基。

在处理地基的胶结、密实度以及填度后，能够显著提高地基承载力。压密注浆碎石桩和其他的软基处理方法相比较，具有桩间距大、直径转换率大等特征，这些特征能够充分发挥出桩周土的承载力，节省更多的成本[2]。

2.3 注浆碎石桩优点

注浆碎石桩属于新型加固软基的一项技术，它融合了压力注浆和碎石桩，若是它能够和水泥搅拌，则能够获得更理想化的处理效果。施工流程灵活，同时桩基轻便，便于移位，对于施工场地有着较低的要求，尤其是在高架桥施工上，虽然会受到道路施工的约束，但仍旧能够正常开展施工。压密注浆碎石桩属于刚性桩复合地基，能够提升地基的承载力，对于控制沉降有着理想的效果。

在软基中能够形成完整的地基标号桩体，并且可以把控施工质量，防止搅拌水泥的喷浆量少或者是水泥强度低等。使桩侧和终端的阻力均能够得到优化，同时可以提高复合地基的承载力，加强控制变形力。施工桩架容易携带，对于施工场地无要求，在高架桥面能够保证施工正常开展。施工单位在应用注浆碎石桩技术时，要先明确技术要求和指标，确保单位能够招聘具有经验的工作人员，按照地层清孔开展试验[3]。

3 分析设计压密注浆碎石桩有关内容

设计变更后的方案为：注浆碎石桩的直径是60cm，桩长为16cm，桩体抗压强度等级大于C15，正方形布桩间距为2m。为了防止桩顶向上刺入，需要在桩顶安置桩帽，增加桩体的荷载比例。桩帽的厚度大约在20cm，也要应用C20 混凝土。水泥需要应用硅酸盐水泥，水泥砂浆控制水灰比例需要在0.5 左右，桩径集料需要使用卵石或者碎石，砂浆使用的粒径要比0.5mm 小，注浆水泥砂浆强度应大于M20，拔管速度需要在0.4m/min。在注浆之前，需要计算桩体注入的砂浆量，便于掌握装浆情况。单桩注浆量要小于桩体积的1/2，为确保桩浆质量，要结合工艺结果在水泥中注入。

4 阐述施工工艺和质量控制加固检测情况

4.1 设计方案参数

应用钻机开展碎石桩成孔的工作，设计碎石桩桩身可划分成多种。为防止泥沙出现沉淀回落的情况以及填塞成孔现象导致钻孔程度不符合标准，要让钻孔的深度大于0.5m，二次注浆管的长度需要大于6.5m 小于15.5m，布置长度要大于5m 小于13m。注浆配比要根据材料理论要求明确施工配合比例，在注浆的过程中要开展两次注浆工作，分别是一次顺路注浆、一次中高压注浆。在完成两次注浆后，需要进行养护。养护时，要确保注浆的流程装孔的深度，根据桩身情况加工注浆管。按照注浆管的方向，在浆口钻口处粘贴塑料胶带，将出浆口和管口封闭在此项工程中。高压注浆压力需要控制在2MPa 左右，设计注浆碎石桩的注浆量大，则代表注浆深度会引发土压力，增加流量和压力。当接近地表，为防止产生冒浆问题，需要减小流量，通常注浆流量需要适当[4]。

4.2 施工技术流程

施工流程为测量放线、护筒埋设、钻机成孔、清孔、投放碎石、压力注浆和桩帽施工。定位放线指的是根据设计图明确桩位的桩线与桩位点，应用钢筋在桩位的中心点插上，同时使用白灰线做好标记，桩位的偏差应小于20mm。在护筒埋设的过程中，为避免投石成孔，使孔口有坍塌产生，要在孔口预埋钢护筒。护筒四周要使用黏土填实，避免在注浆时流失浆液。在成孔设备就位的过程中，成孔要应用装机或钻机。

当设备进场后，要根据装配的图纸开展组装，在施工中也要应用泥浆护壁循环法开展作业，一次清孔作业指的是钻进设计的成孔后，要及时清理成孔，然后替换稀泥浆，控制泥浆的比重大约在1∶2。下注浆管指的是在成孔后，将两根注浆管下放至孔底处，在安装时要遵守对称性原则，有利于把控注浆的质量。碎石投放指的是在串筒内把碎石头放到孔内，投入量要比装孔体积大，同时将其填灌到达孔口的标高处。在桩帽连接钢筋过程中，设计投放碎石桩帽的标高，将钢筋和桩帽连接在一起，然后投放碎石的工作。在进行压力注浆时，注浆应用水泥浆，水泥须用硅酸盐水泥，砂采用是细砂，水泥砂中水灰比例控制在0.6 左右，并且要添加减水剂和粉煤灰，应用一边拔管一边注浆的方式。在此过程中，注浆压力是0.5MPa，各孔深应用的注浆压力不同。

在拔管时要在桩底桩顶填充碎石，同时需要及时地补充浆液，直至孔高处浆液外溢停止。当桩身强度达到设计值的80%时，方可进行桩帽钢筋混凝土的浇筑工作。按照设计图纸的要求，将碎石桩编好号，记录钻孔至注浆管、埋装以及填筑碎石等过程；在注浆过程中，也要记录注浆量以及注浆的压力。作业过程中要及时收集作业数据并科学分析，另外对各类机械设备要根据使用情况科学制定保养计划，保证机械设备处于稳定的工作状态，确保碎石桩施工作业能够安全高效地顺利进行。碎石桩点数量多，首先绘制好桩位平面布置图，在布设时要做好桩点位的放样工作，实时复核处理，确保符合规范和设计要求[5]。

4.3 加强施工质量控制

在施工中要根据规范设计要求及时检查碎石的质量以及注浆材料的质量、成孔质量等，检查这些质量的指标是否符合标准。第一，要根据工程验收程序标准，及时查看现场的施工组织状况。第二，施工现场的作业人员要严格按照施工标准进行操作，同时要按照设计要求及时查看注浆量、碎石桩的指标是否符合要求，若是发现问题需要及时地反馈到工程技术部门。第三，各项工作流程要配备记录人员，随时记录相关的数据，以便于能够及时汇总有关的数据，然后对数据进行科学分析。第四，施工中要使用的注浆料，应用电磁流量计进行测量。第五，在检测各项工作时，要根据规范标准开展工作，查验材料是否符合要求。若是桩体符合强度标准，要应用低应变检测，确保抽检的数量大于3%，桩身强度要应用留样开展试块试验。桩身强度要应用试块强度控制，确保试块强度满足规范要求。使用单桩荷载承载板试验检测处理多段桥头的加固中，确保各桥头大于一根，单桩极限承载力要大于400kN，复合地基的承载力要大于240kPa。

在加固高填路堤地基的过程中，由于承载力和密度存在着不同的性质，对此需要通过瑞雷波法在加固前后进行测定。瑞雷波测线长度为154m，共6 条，总长度是924m，18 个标准。关注点主要在加固后，要确保其承载力高达120kPa。由检测结果可知，路基承载力符合设计标准，达到了优化软土地基力学性质的作用。

5 结语

综上所述可知，根据公路工程软基处理的施工情况，主要是为了减少路基的沉降量。若是公路在高填方段的承载力不符合规范，则要应用压密注浆碎石桩技术处理软基，结合压力注浆和碎石桩，可以提升软土地基的承载力，防止出现变形和造成路基沉降而影响公路工程的耐久性和舒适性。因此，压密注浆碎石桩技术有着极大的推广价值。