碎石注浆桩施工技术在公路工程的应用

李朋涛 刘明星

摘 要：地基在公路施工中占有重要的位置，在加固地基的过程中，碎石注浆技术能够有效提升地基的坚固性和稳定性。本文通过实际案例，对碎石注浆桩施工技术的原理、应用、检测方式等进行了详细分析，具有一定的实践和参考意义，希望能够促进公路事业的进一步发展。

关键词：公路工程;碎石注浆技术;应用分析

注浆桩是一种引入注浆技术的软基處理新方法，它是利用钻机按设计直径，钻进至设计深度成孔，放入注浆管后，投放石料。碎石注浆桩施工所占用的场地较小，在施工过程中无振动、无噪音、不挤土，对周围的建筑物影响很小，且施工机械轻便，速度快，同时在注浆过程中浆液可同时改善桩间土的强度及桩土摩擦阻力，提高承载力，因此碎石注浆桩有着较好的发展前景。

1 碎石注浆桩技术的原理

碎石注浆桩是一种由碎石和水泥砂浆胶结而成的小型钻孔灌注桩，桩的直径一般为30cm-70cm，适用桩长30m以内。通常，碎石注浆桩施工技术是利用小型钻机按设计直径，钻进至设计深度成孔，然后先将注浆管放至孔底，随后向桩孔内投放一定级配的碎石至标高。在投放碎石料的过程中，利用注浆管放水清洗孔壁。碎石料投放完成后向孔内压注水泥浆，浆液一般由下向上逆行，当浆液灌注至地面以后便固结成桩。浆液除在钻孔中渗透固结碎石成桩外，也向周围土体渗透，使桩体与土体间形成一个土和砂浆结合的过渡带，增加了桩与周围土体的摩擦力。水泥压浆碎石桩与桩间土体形成复合地基，共同承担荷载，提高地基强度，增大地基变形模量。

2 工程实例

某公路工程桥梁桥台位于水塘内， 塘底黄海平均标高为5.97 m， 上层为灰黄色～褐黄色为主的亚砂土地层，平均层厚为2m，压缩性中等;中层为伴有河流冲积相亚砂土和粉砂交互层的灰色淤泥质饱和软土层，平均层厚为8.5m，压缩性中等，可作为该工程路基压缩层和持力层;底层为灰色夹粉细砂的亚砂土层，该层压缩性为中等，性能较好，是良好的压缩层。在浅部地层中主要以冲击相的亚砂土和粉砂为主的松散土类孔隙潜水含水量，无承压，平均水位埋深在0.75m左右。公路桥梁工程1号桥台路基填筑高度为10m，桥台位于水塘内，平均水深为4m。考虑桥头地基承载力、工后沉降和桥头跳车程度，桥头软土路基采用碎石注浆桩进行加固处理。

3 公路工程碎石注浆桩施工流程

1）施工准备。全面调查研究工作应在公路施工前进行，并对路线沿线的地形、地质、水文、气候等情况进行充分了解并进行相关设计资料的认真收集，同时了解当地路基存在的病害问题，如压实度不足、坍塌等，并及时选用与之相适应的措施进行处理。在施工前期，还要做好地基勘察工作，特别是软土地基位置，这样可以进行软基分布及土壤厚度的准确确定。在路基加固方案设计中，必须对地形地貌、路基土质条件及施工材料与车辆荷载等问题进行充分了解与分析，同时验算其稳定性，为路基加固设计方案的确定与完善提供可靠依据。

2）钻孔施工。在结合设计方案的基础上，确定出碎石注浆桩的长度、直径等，选择合适的钻机规格及型号，安排专业的操作人员，对相关设备进行调试，使其参数能够符合规定的标准。然后，需要将钻机安放在注浆桩位置上，对钻头和桩中心进行控制，保持两者的一致性，避免出现偏差影响施工的准确性，同时将倾斜度的误差控制在1%的范围内，在钻进施工的过程中做好孔洞的测量工作，避免钻孔因倾斜度过大而不符合施工的标准。由于软土地基存在一定的缝隙，在钻进的过程中，泥质土及砂土会相应产生，施工人员需要及时清除到存在的不良土质和杂质，保证钻孔的畅通性。当钻孔的深度达到规定要求后，可以立即停止施工，对孔深、直径等进行检查，防止钻孔坍塌现象的出现。

3）清孔施工。一次清孔和二次清孔是清孔的两种主要操作。一次清孔最合适的进行时间是钻孔之后，钻孔达到设计的标准之后，钻具需要回到原来的位置，排掉渣滓。在这时，孔内的水泥和砂浆的比例在1.15附近最为合适，在检查水泥砂浆的比重并发现其符合规定后，把钻孔机提升起来并移动其位置，接下来测量孔洞的深度，使用的工具是测绳，对孔径进行细致的测量，使用的工具是检孔器。在投石时进行二次清孔，投石和清洗同时进行，在这个时候，孔内的水泥和砂浆的比重应该发生变化，二者的合理比重是1.05。

4）投石施工。在完成清孔施工后在最快的时间内将碎石投放入内，由于碎石注浆桩应用于公路工程的施工中有着较大需求，通常情况下，均要严格控制碎石在施工时的直径，从根本上避免碎石损伤或者冲刷孔壁，碎石在投放过程中，则应该将导向管添加在钻孔的顶部位置，确保孔口填满碎石后能够进行下一道施工。

5）注浆施工。利用砂浆泵将水泥砂浆通过注浆管压入孔内。砂浆泵可以用SGB-10型或与此相类似的砂浆泵，注浆管为普通钢管即可。砂浆材料主要为普通硅酸盐水泥，砂的粒径不大于0.5mm，根据设计强度要求配比进行配置砂浆。当注浆达到一定量后，为防止泥浆在重力作用下向土体大量扩散，减小用浆量，应逐渐向上拔管，拔管速度应根据注浆量进行控制为主，每次拔管的间距为0.5m，并不间断注浆。至孔口翻浆比重达到注入砂浆比重95%时，可一次拔管。为确保注浆质量。在注浆的过程中由于注浆管的振动造成孔口石料下沉，故注浆过程中应不断补料。

4 公路工程碎石注浆桩施工技术监测方式

1）沉降观测。沉降观测主要包括两种不同的观测形式：地表沉降观测与地基分层沉降观测。采用沉降板进行地表沉降观测，采用分层沉降标进行分层沉降观测。应在钢塑土工格栅、土工格室急砂垫层之上进行沉降板的设置。还可以将沉降板在路基中心、路肩、坡趾和左右路幅中心进行埋设。埋设时，应确保沉降板底槽的平整性，铺设60cm×60cm×20cm的砂垫层在其下方。分层沉降标采用钻孑L埋设，钻孔垂直偏差值要求在1.5%以下，同时确保没有塌孔缩孔现象的产生，在埋设过程中必须进行下套管或泥浆护壁，随埋随接波纹管及导管。将分层沉降测点间距有效控制在1米。

2）水平位移观测。（1）地基土体水平位移。主要选用测斜管观测法进行地基土体位移的观测。采用塑料管作为测斜管材料，在路堤边坡趾部进行埋设。埋设过程中，钻机导孑L的垂直偏差率要控制在1.5%以下。当测斜管底部进入粉砂层或亚黏土层l00厘米时，将管顶控制在比地面高出50厘米的范围内，并采取加盖保护措施。 采用位移边桩观测法进行地面水平位移的观测，在路堤两侧趾部进行埋设，在坡脚处埋设一根，在边沟外侧进行其他边桩的埋设。选用10cm×10cm砼预制桩作为边桩，埋入深度要控制在1.5米的范围内，并在地面露出10厘米。选用打入法进行埋置，应将边桩周围回填密实。（2）孔隙水压力及土压力观测。采用“一孔多只孔压计”埋设法进行孔隙水压力计观测，埋设必须先从砂垫层底部进行，埋设间距控制在2米。埋设钻孔过程中，应将钻孔的详细记录做好。埋设每个孔压计后，应马上选用接收仪器对孔压计是否正常进行检查。采用土压力计进行土压力观测，埋设时应保持挖坑的水平性，应平整密实坑底，的必须确保土压力计在埋设后位置的正确性及稳固性，用细砂将周围20厘米范围内进行有效填实。应及时对每只埋设结束后的施工情况进行测试，及时发现问题并进行有效解决。土压力计在埋设后待初读数稳定后，才可以进行其上方的填筑工作。

5 结束语

综上所述，公路规模不断扩大，在产业集聚和经济流通和中发挥着关键性的作用。碎石注浆桩技术的应用，需要按照规定的施工要求，充分把握其特点，做好钻孔、清孔、投石、浆液灌注等一系列工作。同时，严格规范施工流程，把控各个步骤，控制和检验施工质量，实现交通经济的进一步发展。

参考文献

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