論公路工程碎石注漿樁施工技術(shù)

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一、北外環(huán)項(xiàng)目橋梁工程概況

　　巢湖市北外環(huán)路工程橋梁設(shè)計(jì)為公路-Ⅰ級(jí)，設(shè)計(jì)車速為80km/h，橋梁分左右幅，全寬32米，全長784米。橋梁橋墩基礎(chǔ)全部采用樁基礎(chǔ)，下部結(jié)構(gòu)為承臺(tái)、臺(tái)身加蓋梁的形式，上部結(jié)構(gòu)為連續(xù)箱梁，其中左幅26#～29#、右幅25#～28#跨巢柘路三跨為現(xiàn)澆連續(xù)箱梁，其它均為預(yù)制連續(xù)箱梁，預(yù)制箱梁分為15m、20m、25m三種。全橋主要工程量為：樁基154根，立柱118根，蓋梁61個(gè)，預(yù)制箱梁285片，現(xiàn)澆箱梁砼1636m³。

　　二、技術(shù)原理

　　注漿樁主要是一種由碎石和水泥砂漿膠結(jié)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(jié)體樁。樁的直徑一般為30cm～70cm，適用樁長30m以內(nèi)。其基本原理是利用小型鉆機(jī)按設(shè)計(jì)直徑，鉆進(jìn)至設(shè)計(jì)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(jìn)行注漿，漿液一般由下向上逆行，當(dāng)漿液灌注至地面以后便固結(jié)成樁。漿液除在鉆孔中滲透固結(jié)碎石成樁外，也向周圍土體滲透。使樁體與土體間形成一個(gè)土和砂漿結(jié)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(fā)展，特別是在高速公路的地基處理中?？梢院芎玫匕l(fā)揮它的優(yōu)點(diǎn)。

　　三、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。

　?。ㄒ唬┿@孔。主要采用GPS10型或與此相類似的工程鉆機(jī)，鉆頭為魚尾鉆頭或三翼鉆頭均可。采用泥漿護(hù)壁大泵量正循環(huán)方法作業(yè)。為了保證鉆孔垂直，應(yīng)隨時(shí)測量，確保垂直度偏差小于1%。鉆進(jìn)過程中應(yīng)不斷檢查泥漿比重，砂土應(yīng)保持在1.17～1.25之間，淤泥質(zhì)土應(yīng)保持在1.20～1.25之間?？咨畈坏眯∮谠O(shè)計(jì)孔深。為了防止出現(xiàn)塌孔現(xiàn)象，孔頂應(yīng)用鋼筒加以保護(hù)。

　?。ǘ┣蹇追忠淮吻蹇缀投吻蹇?。一次清孔應(yīng)在鉆孔完成后進(jìn)行，當(dāng)鉆孔至設(shè)計(jì)深度后，鉆具原位回轉(zhuǎn)。正循環(huán)沖孔排渣。清孔至沉渣厚度小于10cm.此時(shí)孔內(nèi)的泥漿比重應(yīng)控制在1.15左右，當(dāng)泥漿比重達(dá)到要求后，提鉆移機(jī)，并用測繩測量孔深，檢孔器測量孔徑。二次清孔是在投石時(shí)進(jìn)行，一邊投石一邊清洗，此時(shí)孔內(nèi)的泥漿比重應(yīng)控制在1.05左右。

　　（三）投石。清孔之后應(yīng)及時(shí)投放碎石，投石之前應(yīng)將注漿管放至孔底，投放時(shí)為減少碎石沖刷孔壁，應(yīng)在孔頂部加一碎石導(dǎo)向管。碎石的直徑在20mm～-40mm之間為宜，直到投石達(dá)到孔口標(biāo)高為止。

　　（四）注漿。主要是利用砂漿泵將水泥砂漿通過注漿管壓入孔內(nèi)。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0.5mm，根據(jù)設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求配比進(jìn)行配置砂漿。當(dāng)注漿達(dá)到一定量后，為防止泥漿在重力作用下向土體大量擴(kuò)散，減小用漿量，應(yīng)逐漸向上拔管，拔管速度應(yīng)根據(jù)注漿量進(jìn)行控制為主，每次拔管的間距為0.5m，并不間斷注漿。至孔口翻漿比重達(dá)到注入砂漿比重95%時(shí)，可一次拔管。為確保注漿質(zhì)量。在注漿的過程中由于注漿管的振動(dòng)造成孔口石料下沉，故注漿過程中應(yīng)不斷補(bǔ)料。注漿后樁頂漿液會(huì)下沉，故應(yīng)進(jìn)行回灌作業(yè)。

　　四、碎石注漿樁技術(shù)特點(diǎn)

　　（一）施工機(jī)具輕便，便于快速施工，施工場地要求低；

　?。ǘ┦┕ぴ胍粜?，對(duì)施工周圍居民影響小；

　　（三）通過漿液的滲透，加強(qiáng)樁與樁周土體的摩擦力，有利于提高樁的承載力；

　?。ㄋ模┦┕すに嚥僮骱唵?，便于施工質(zhì)量的控制。

　　五、樁身質(zhì)量的檢測

　　根據(jù)國家規(guī)范，樁身完整性檢測的方法有以下四種：低應(yīng)變動(dòng)測法、高應(yīng)變動(dòng)力試驗(yàn)、鉆孔取芯、聲波透射法。對(duì)碎石注漿樁，目前常用的檢測方法是：無損低應(yīng)變動(dòng)測法和鉆孔取芯法。

　　六、監(jiān)測方案

　　軟基處理施工應(yīng)實(shí)行動(dòng)態(tài)控制，嚴(yán)格按監(jiān)控指標(biāo)和要求實(shí)施，在施工過程中應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)測頻率。當(dāng)發(fā)現(xiàn)側(cè)向位移速率等指標(biāo)不正常、路基有失穩(wěn)的趨勢時(shí)，應(yīng)立即向業(yè)主、設(shè)計(jì)等相關(guān)單位通報(bào)，并立即采用向路基兩側(cè)卸載、必要時(shí)兩側(cè)應(yīng)再加反壓護(hù)道等措施進(jìn)行處理。

　　同一路段、不同觀測項(xiàng)目的測點(diǎn)宜布置在同一橫斷面上。施工時(shí)，建議按監(jiān)測儀器設(shè)置表布設(shè)的斷面、位置實(shí)施，并可根據(jù)實(shí)際情況作出適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。

　?。ㄒ唬┏两涤^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(biāo)。沉降板應(yīng)設(shè)在鋼塑土工格柵、土工格室或砂墊層之上。沉降板埋設(shè)于路基中心、路肩、坡趾和左右路幅中心。埋設(shè)時(shí)，沉降板底槽應(yīng)平整，其下鋪設(shè)60cm×60cm×20cm的砂墊層。

　　分層沉降標(biāo)采用鉆孑L埋設(shè)，要求鉆孔垂直偏差率應(yīng)≤1.5%，并無塌孔縮孔存在，在埋設(shè)中應(yīng)下套管或泥漿護(hù)壁，波紋管與導(dǎo)管應(yīng)隨埋隨接。分層沉降測點(diǎn)間距為1m.

　　（二）水平位移觀測

　　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(shè)于路堤邊坡趾部。埋設(shè)時(shí)，鉆機(jī)導(dǎo)孑L的垂直偏差率應(yīng)≤1.5%。測斜管底部進(jìn)入粉砂層或亞粘土層l00cm，管頂高出地面50cm，并加蓋保護(hù)。

　　2、地面水平位移

　　采用位移邊樁觀測，埋設(shè)在路堤兩側(cè)趾部，其中一根位于坡腳處，其余位于邊溝外側(cè)。邊樁采用10cm×10cm砼預(yù)制樁，埋入深度為1.5m，露出地面10cm。埋置時(shí)采用打入法，樁周應(yīng)回填密實(shí)。

　　3、孔隙水壓力及土壓力觀測

　　孔隙水壓力計(jì)采用“一孔多只孔壓計(jì)”埋設(shè)法，從砂墊層底部開始埋設(shè)，每隔2m埋設(shè)一只。鉆孔埋設(shè)時(shí)，應(yīng)做好鉆孔的詳細(xì)記錄。每只孔壓計(jì)埋設(shè)后，應(yīng)及時(shí)采用接收儀器檢查孔壓計(jì)是否正常。土壓力觀測采用土壓力計(jì)，應(yīng)挖坑水平埋設(shè)，坑底應(yīng)平整密實(shí)，埋設(shè)后的土壓力計(jì)必須位置正確而穩(wěn)固，上下四周約20cm范圍用細(xì)砂填實(shí)。每只埋設(shè)完應(yīng)及時(shí)測試，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)糾正或調(diào)換。埋設(shè)后的土壓力計(jì)在初讀數(shù)穩(wěn)定后，方可進(jìn)行其上的填筑工作。

　　4、承載力觀測

　　水泥攪拌樁應(yīng)做承載力觀測。承載力觀測應(yīng)采用單樁和多樁載荷試驗(yàn)。水泥攪拌樁載荷試驗(yàn)應(yīng)至少在施工3個(gè)月后進(jìn)行，要求水泥攪拌樁單樁容許承載力值不低于120kN（單樁設(shè)計(jì)承載力值）。

　　5、觀測頻率

　　除承載力觀測外，在路堤施工過程中各觀鋇項(xiàng)目的觀測時(shí)間和頻率均相同。

　　觀測頻率視不同時(shí)期而定，其中填土期為每日觀測1～2次；預(yù)壓期第1-4周隔日觀測1次；預(yù)壓期第四周至第三個(gè)月每周1次；預(yù)壓期第三個(gè)月之后至上路面完畢每半月觀測1次；從營運(yùn)開始至設(shè)計(jì)觀測期每半年觀測1次。設(shè)計(jì)觀測期為施工開始至營運(yùn)期的頭2年。

　　路堤填筑過程中，第一級(jí)加載（不含砂墊層）按3.0m控制，可采用較快的速度（1.5個(gè)月左右）加載，填筑砂墊層及其頂部填土?xí)r應(yīng)按上述頻率進(jìn)行觀測并盡可能控制好加載速度，加載速度適中，同時(shí)應(yīng)保證加載厚度的均勻性，絕對(duì)不允許有高的集中料堆存在。

　　碎石注漿樁施工技術(shù)是目前施工中應(yīng)用較多的一項(xiàng)新技術(shù)，只要搞清它的技術(shù)原理、施工工藝﹑技術(shù)特點(diǎn)、樁身質(zhì)量的檢測、監(jiān)測方案等方面，完全可以很好地發(fā)揮它的優(yōu)點(diǎn)。