探析碎石注浆桩施工技术在公路工程施工中的应用

沈超旭

(贵州省公路工程集团有限公司，贵州 贵阳 550000)

1 工程概况

某公路工程C标段大部分处在软基当中，因软基不具备工程性质，所以必须采取有效措施进行处理。在不同的软基处理技术措施中，碎石注浆桩是一种较为新颖的技术，其加固机理为向桩体注浆时，浆液会不断向桩体周围发生渗透和扩散，以此在成桩的基础上对桩体周围土体进行加固，达到良好复合效果，从根本上提高路基承载力。现以该公路工程标段为例，对其碎石注浆桩技术具体应用做如下深入分析。

2 施工技术

2.1 成孔

(1)首先进行桩位测量和放样，桩位的偏差不能超过±20 mm。

(2)为避免钻孔孔口处的泥浆发生流失引起孔壁坍塌，使钻进顺利进行，防止成孔之后向钻孔中投入碎石的过程中产生孔口坍塌，需在孔口处埋设直径为60 cm的护筒，护筒主要采用钢护筒，其埋设深度按照1.2～1.5 m的范围严格控制，并通过对骑马桩的设置使钻孔中心桩位切实满足设计与规范的要求。在护筒的周围，应使用粘土将其夯实，也可使用袋装黄泥将其填实，避免护筒在施工中产生偏移。

(3)使用地表水或者是浅层水进行造浆，使泥浆的比重保持在1.15～1.25 g/cm3范围内，具体的成孔方式和钻孔灌注桩基本相同，但钻进时要对钻机是否平稳和钻杆是否保持垂直进行检查，使成孔后的垂直度偏差不超过1%。

(4)在钻进到设计要求的深度后，使钻头在原位进行空转，并使用正循环泵进行清孔，通过清孔时钻孔沉渣厚度在10 cm以内，且泥浆的比重为1.15 g/cm3时，开始提钻，并用检孔器对钻孔的直径与垂直度进行检查，确认能否达到施工要求。

2.2 投石注浆

(1)在孔口板处设置方木，空口板采用方形钢板，板厚不小于5 mm，并在中心设置直径为600 mm的孔。孔口板的防止必须保持水平且稳定，同时孔口板上的孔应和护筒的中心保持一致。设置孔口板的主要作用在于固定和使导向管始终保持垂直。对于导向管，应采用圆形漏斗状，其高度应达到1.2 m以上，底口与顶口的直径应达到30 cm、48 cm，在两口的中心分别设置导向环，用于对注浆管进行固定。采用直径为50 mm的钢管作为注浆管，并利用短节和法兰管进行连接。

(2)碎石的粒径按照20～40 mm的范围严格控制，采用导向管将其填入到钻孔中，将碎石投入到导向管的底口处以后，方可将导向管去除，继续进行投石，直到钻孔孔口处的设计标高。在投石的同时，还应连续注水进行洗孔，使泥浆比重保持在1.05 g/cm3以内。

(3)水泥砂浆配制所用水泥以32.5普硅水泥为宜，并采用粒径在0.5 mm以内的砂，水灰比按照0.4～0.5的范围控制，配合比为：水∶水泥∶砂=0.5∶1.0∶0.75～0.80。砂浆采用专门的设备进行拌和，然后采用过滤网过滤，过滤完成的砂浆放在注浆槽中保存。注浆使用注浆管进行，注浆的主要目的包括：其一，确保浆液充满缝隙，使浆液和碎石形成整体；其二，部分浆液可以向土体内发生渗透扩散，起到有效的加固作用，增加地基强度和承载力。

(4)施工时应在注浆的同时进行拔管，根据配合比要求，单位长度桩体对应的水泥用量应达到50 kg以上。砂浆的具体数量应以钻孔中的孔隙体为依据通过计算确定，以此对注浆数量进行严格控制，使注浆数量不少于钻孔体积和砂石体积之差。

(5)拔管按照实际注浆量进行控制，每次拔管的长度一般不能超过0.3～0.5 m，在拔管的同时不能间断注浆。首次拔管需要在浆液达到钢花管的顶部以上五倍桩径后进行。拔管时，确保浆液处在钢花管以上2 m的位置。将浆液注入到钻孔的孔口，且翻浆比重为砂浆标准比重95%时，方可结束注浆。

(6)在实际的注浆与拔管时，因注浆管发生振动可能导致孔口处的石料发生下沉，对此，注浆时应持续补充一定量的碎石。同样的，注浆完成后，桩顶部的浆液也会发生下沉，所以应根据实际情况进行补注。

2.3 现浇盖板施工

盖板的主要作用包括：其一，保证路基传力保持均匀；其二，提高桩体与地基整体承载力。待浆液强度达到设计要求的70%后，方可将桩头松散处凿除，并支设钢模板和混凝土现浇，浇筑厚度按照20 cm控制，并在盖板厚度的一半设置钢筋网。混凝土现浇施工完成后立即开始养护，持续养护3 d后方可拆模，对四周进行回填处理。

3 施工注意事项

(1)打桩应严格按照从周围到中间的顺序进行，相邻两台钻机之间应有10 m以上的间隔距离，避免钻机钻进时产生振动导致塌孔。

(2)如果钻机进尺速度相对较快，则在很大程度上说明地质条件发生了变化，此时要对进尺速度进行严格控制，并适当增加泥浆的比重，以免发生塌孔与缩颈等质量问题。

(3)注浆压力不可过大，否则将使浆液扩散到其它桩位，对施工造成影响，使施工难度大幅增加。因此，施工中必须根据实际情况确定和控制注浆压力。

(4)水泥用量主要由地质条件决定，在具有良好渗透性的地层当中，考虑到土层孔隙相对较大，注入的浆液容易向周围发生扩散，所以应增加水泥用量；而在渗透性相对较差的地层当中，应减少水泥用量，保证浆液的实际扩散率。注浆量是必须根据地质情况进行充分考虑的，如果注浆量不足将导致断桩。

(5)成孔完成后应立即进行检查，并尽快投入碎石，以免清孔之后泥浆比重大幅下降或由于受到地下水的影响而发生塌孔。

(6)在实际的注浆与拔管过程中，各桩位都应做到一次性完成，保证施工的连续性，避免中途长时间停顿导致堵管或断桩。

4 质量检测

(1)质量检测：成孔标准和钻孔灌注桩基本相同；对注浆量进行复核，确认是否与理论计算值相符；对于桩身完整性，可采用无损方法进行检测，如低应变动测，在所有成桩中抽取15%用于检测，根据检测结果确定桩体类型。在现场还应进行随机取样，检查桩体是否完整和密实，确定加固效果能否达到预期。

(2)对于桩体的承载力，可通过静载试验来确定。考虑到复合地基静载试验难度很大，所需试验较长，所以选取单桩进行试验即可，以此确定单桩的极限承载力。

5 结 语

综上所述，碎石注浆桩是一项合理有效的公路工程加固技术，目前，该工程碎石注浆桩施工顺利完成，且经检验确认桩体质量合格，承载力等重要指标均能达到设计要求，说明以上施工技术合理可行，值得类似工程参考借鉴。