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公路工程碎石注漿樁施工技術綜述
【論文關鍵詞】公路工程 工程施工 公路工程施工 施工技術 碎石注漿樁技術
【論文摘要】本文首先討論了技術原理，接著分析了施工工藝﹑碎石注漿樁技術特點、樁身質量的檢測，最后研究了監測方案。
1.技術原理
注漿樁主要是一種由碎石和水泥砂漿膠結而成的小型鉆孔灌注樁，因此，從成樁工藝看，碎石注漿樁屬于鉆孔灌注樁，從樁的材料看，又屬于膠結體樁。樁的直徑一般為30 cm～70 cm，適用樁長30 m以內。其基本原理是利用小型鉆機按設計直徑，鉆進至設計深度成孔，然后先將注漿管放至孔底，再投放碎石料。在投放碎石料的過程中，利用注漿管放水清洗孔壁。碎石料投放完成后進行注漿，漿液一般由下向上逆行，當漿液灌注至地面以后便固結成樁。漿液除在鉆孔中滲透固結碎石成樁外，也向周圍土體滲透。使樁體與土體間形成一個土和砂漿結合的過渡帶，增加了樁與周圍土體的摩擦力，所以注漿樁從受力特性看又屬于摩擦樁。注漿樁近年來有很大的發展，特別是在高速公路的地基處理中。可以很好地發揮它的優點。
2.施工工藝
碎石注漿樁的施工過程主要分為：鉆孔、清孔、投石以及注漿四部分。
2.1鉆孔
主要采用GPS10型或與此相類似的工程鉆機，鉆頭為魚尾鉆頭或三翼鉆頭均可。采用泥漿護壁大泵量正循環方法作業。為了保證鉆孔垂直，應隨時測量，確保垂直度偏差小于1％。鉆進過程中應不斷檢查泥漿比重，砂土應保持在1．17～1．25之間，淤泥質土應保持在1．20～1．25之間。孔深不得小于設計孔深。為了防止出現塌孔現象，孔頂應用鋼筒加以保護。
2.2清孔分一次清孔和二次清孔
一次清孔應在鉆孔完成后進行，當鉆孔至設計深度后，鉆具原位回轉。正循環沖孔排渣。清孔至沉渣厚度小于10 cm。此時孔內的泥漿比重應控制在1．15左右，當泥漿比重達到要求后，提鉆移機，并用測繩測量孔深，檢孔器測量孔徑。二次清孔是在投石時進行，一邊投石一邊清洗，此時孔內的泥漿比重應控制在1．05左右。
2.3投石
清孔之后應及時投放碎石，投石之前應將注漿管放至孔底，投放時為減少碎石沖刷孔壁，應在孔頂部加一碎石導向管。碎石的直徑在20mm~-40 mm之間為宜，直到投石達到孔口標高為止。
2.4注漿
主要是利用砂漿泵將水泥砂漿通過注漿管壓入孔內。砂漿泵可以用SGB-10型或與此相類似的砂漿泵，注漿管為普通鋼管即可。砂漿材料主要為普通硅酸鹽水泥，砂的粒徑不大于0．5 mm，根據設計強度要求配比進行配置砂漿。當注漿達到一定量后，為防止泥漿在重力作用下向土體大量擴散，減小用漿量，應逐漸向上拔管，拔管速度應根據注漿量進行控制為主，每次拔管的間距為0．5 m，并不間斷注漿。至孔口翻漿比重達到注入砂漿比重95％時，可一次拔管。為確保注漿質量。在注漿的過程中由于注漿管的振動造成孔口石料下沉，故注漿過程中應不斷補料。注漿后樁頂漿液會下沉，故應進行回灌作業。
3.碎石注漿樁技術特點
3.1施工機具輕便，便于快速施工，施工場地要求低
3.2施工噪音小，對施工周圍居民影響小
3.3通過漿液的滲透，加強樁與樁周土體的摩擦力，有利于提高樁的承載力
3.4施工工藝操作簡單，便于施工質量的控制
4.樁身質量的檢測
根據國家規范，樁身完整性檢測的方法有以下四種：低應變動測法、高應變動力試驗、鉆孔取芯、聲波透射法。對碎石注漿樁，目前常用的檢測方法是：無損低應變動測法和鉆孔取芯法。
5.監測方案
軟基處理施工應實行動態控制，嚴格按監控指標和要求實施，在施工過程中應加強監測頻率。當發現側向位移速率等指標不正常、路基有失穩的趨勢時，應立即向業主、設計等相關單位通報，并立即采用向路基兩側卸載、必要時兩側應再加反壓護道等措施進行處理。
同一路段、不同觀測項目的測點宜布置在同一橫斷面上。施工時，建議按監測儀器設置表布設的斷面、位置實施，并可根據實際情況作出適當的調整。
5.1沉降觀測
沉降觀測包括地表沉降觀測和地基分層沉降觀測。地表沉降觀測采用沉降板，分層沉降觀測采用分層沉降標。沉降板應設在鋼塑土工格柵、土工格室或砂墊層之上。沉降板埋設于路基中心、路肩、坡趾和左右路幅中心。埋設時，沉降板底槽應平整，其下鋪設60cm×60cm×20cm的砂墊層。
分層沉降標采用鉆孑L埋設，要求鉆孔垂直偏差率應≤1．5％，并無塌孔縮孔存在，在埋設中應下套管或泥漿護壁，波紋管與導管應隨埋隨接。分層沉降測點間距為1m。
5.2水平位移觀測
5.2.1地基土體水平位移
采用測斜管觀測。測斜管采用塑料管，埋設于路堤邊坡趾部。埋設時，鉆機導孑L的垂直偏差率應≤1．5％。測斜管底部進入粉砂層或亞粘土層l00cm，管頂高出地面50cm，并加蓋保護。
5.2.2地面水平位移
采用位移邊樁觀測，埋設在路堤兩側趾部，其中一根位于坡腳處，其余位于邊溝外側。邊樁采用10cm×10cm砼預制樁，埋入深度為1．5m，露出地面10cm。埋置時采用打入法，樁周應回填密實。
5.2.3孔隙水壓力及土壓力觀測
孔隙水壓力計采用“一孔多只孔壓計”埋設法，從砂墊層底部開始埋設，每隔2m埋設一只。鉆孔埋設時，應做好鉆孔的詳細記錄。每只孔壓計埋設后，應及時采用接收儀器檢查孔壓計是否正常。土壓力觀測采用土壓力計，應挖坑水平埋設，坑底應平整密實，埋設后的土壓力計必須位置正確而穩固，上下四周約20cm范圍用細砂填實。每只埋設完應及時測試，發現問題及時糾正或調換。埋設后的土壓力計在初讀數穩定后，方可進行其上的填筑工作。
5.2.4承載力觀測
水泥攪拌樁應做承載力觀測。承載力觀測應采用單樁和多樁載荷試驗。水泥攪拌樁載荷試驗應至少在施工3個月后進行，要求水泥攪拌樁單樁容許承載力值不低于120kN(單樁設計承載力值)。
5.2.5觀測頻率
除承載力觀測外，在路堤施工過程中各觀鋇 項目的觀測時間和頻率均相同。
觀測頻率視不同時期而定，其中填土期為每日觀測1～2次；預壓期第1—4周隔日觀測1次；預壓期第四周至第三個月每周1次；預壓期第三個月之后至上路面完畢每半月觀測1次；從營運開始至設計觀測期每半年觀測1次。設計觀測期為施工開始至營運期的頭2年。
路堤填筑過程中，第一級加載(不含砂墊層)按3．0m控制，可采用較快的速度(1．5個月左右)加載，填筑砂墊層及其頂部填土時應按上述頻率進行觀測并盡可能控制好加載速度，加載速度適中，同時應保證加載厚度的均勻性，絕對不允許有高的集中料堆存在。
【參考文獻】
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