公路工程碎石注浆桩施工技术综述
【论文关键词】公路工程 工程施工 公路工程施工 施工技术 碎石注浆桩技术
【论文摘要】本文首先讨论了技术原理，接着分析了施工工艺﹑碎石注浆桩技术特点、桩身质量的检测，最后研究了监测方案。
1.技术原理
注浆桩主要是一种由碎石和水泥砂浆胶结而成的小型钻孔灌注桩，因此，从成桩工艺看，碎石注浆桩属于钻孔灌注桩，从桩的材料看，又属于胶结体桩。桩的直径一般为30 cm～70 cm，适用桩长30 m以内。其基本原理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，再投放碎石料。在投放碎石料的过程中，利用注浆管放水清洗孔壁。碎石料投放完成后进行注浆，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，所以注浆桩从受力特性看又属于摩擦桩。注浆桩近年来有很大的发展，特别是在高速公路的地基处理中。可以很好地发挥它的优点。
2.施工工艺
碎石注浆桩的'施工过程主要分为：钻孔、清孔、投石以及注浆四部分。
2.1钻孔
主要采用GPS10型或与此相类似的工程钻机，钻头为鱼尾钻头或三翼钻头均可。采用泥浆护壁大泵量正循环方法作业。为了保证钻孔垂直，应随时测量，确保垂直度偏差小于1％。钻进过程中应不断检查泥浆比重，砂土应保持在1．17～1．25之间，淤泥质土应保持在1．20～1．25之间。孔深不得小于设计孔深。为了防止出现塌孔现象，孔顶应用钢筒加以保护。
2.2清孔分一次清孔和二次清孔
一次清孔应在钻孔完成后进行，当钻孔至设计深度后，钻具原位回转。正循环冲孔排渣。清孔至沉渣厚度小于10 cm。此时孔内的泥浆比重应控制在1．15左右，当泥浆比重达到要求后，提钻移机，并用测绳测量孔深，检孔器测量孔径。二次清孔是在投石时进行，一边投石一边清洗，此时孔内的泥浆比重应控制在1．05左右。
2.3投石
清孔之后应及时投放碎石，投石之前应将注浆管放至孔底，投放时为减少碎石冲刷孔壁，应在孔顶部加一碎石导向管。碎石的直径在20mm~-40 mm之间为宜，直到投石达到孔口标高为止。
2.4注浆
主要是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0．5 mm，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0．5 m，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。注浆后桩顶浆液会下沉，故应进行回灌作业。
3.碎石注浆桩技术特点
3.1施工机具轻便，便于快速施工，施工场地要求低
3.2施工噪音小，对施工周围居民影响小
3.3通过浆液的渗透，加强桩与桩周土体的摩擦力，有利于提高桩的承载力
3.4施工工艺操作简单，便于施工质量的控制
4.桩身质量的检测
根据国家规范，桩身完整性检测的方法有以下四种：低应变动测法、高应变动力试验、钻孔取芯、声波透射法。对碎石注浆桩，目前常用的检测方法是：无损低应变动测法和钻孔取芯法。
5.监测方案
软基处理施工应实行动态控制，严格按监控指标和要求实施，在施工过程中应加强监测频率。当发现侧向位移速率等指标不正常、路基有失稳的趋势时，应立即向业主、设计等相关单位通报，并立即采用向路基两侧卸载、必要时两侧应再加反压护道等措施进行处理。
同一路段、不同观测项目的测点宜布置在同一横断面上。施工时，建议按监测仪器设置表布设的断面、位置实施，并可根据实际情况作出适当的调整。
5.1沉降观测
沉降观测包括地表沉降观测和地基分层沉降观测。地表沉降观测采用沉降板，分层沉降观测采用分层沉降标。沉降板应设在钢塑土工格栅、土工格室或砂垫层之上。沉降板埋设于路基中心、路肩、坡趾和左右路幅中心。埋设时，沉降板底槽应平整，其下铺设60cm×60cm×20cm的砂垫层。
分层沉降标采用钻孑L埋设，要求钻孔垂直偏差率应≤1．5％，并无塌孔缩孔存在，在埋设中应下套管或泥浆护壁，波纹管与导管应随埋随接。分层沉降测点间距为1m。
5.2水平位移观测
5.2.1地基土体水平位移
采用测斜管观测。测斜管采用塑料管，埋设于路堤边坡趾部。埋设时，钻机导孑L的垂直偏差率应≤1．5％。测斜管底部进入粉砂层或亚粘土层l00cm，管顶高出地面50cm，并加盖保护。
5.2.2地面水平位移
采用位移边桩观测，埋设在路堤两侧趾部，其中一根位于坡脚处，其余位于边沟外侧。边桩采用10cm×10cm砼预制桩，埋入深度为1．5m，露出地面10cm。埋置时采用打入法，桩周应回填密实。
5.2.3孔隙水压力及土压力观测
孔隙水压力计采用“一孔多只孔压计”埋设法，从砂垫层底部开始埋设，每隔2m埋设一只。钻孔埋设时，应做好钻孔的详细记录。每只孔压计埋设后，应及时采用接收仪器检查孔压计是否正常。土压力观测采用土压力计，应挖坑水平埋设，坑底应平整密实，埋设后的土压力计必须位置正确而稳固，上下四周约20cm范围用细砂填实。每只埋设完应及时测试，发现问题及时纠正或调换。埋设后的土压力计在初读数稳定后，方可进行其上的填筑工作。
5.2.4承载力观测
水泥搅拌桩应做承载力观测。承载力观测应采用单桩和多桩载荷试验。水泥搅拌桩载荷试验应至少在施工3个月后进行，要求水泥搅拌桩单桩容许承载力值不低于120kN(单桩设计承载力值)。
5.2.5观测频率
除承载力观测外，在路堤施工过程中各观钡 项目的观测时间和频率均相同。
观测频率视不同时期而定，其中填土期为每日观测1～2次；预压期第1—4周隔日观测1次；预压期第四周至第三个月每周1次；预压期第三个月之后至上路面完毕每半月观测1次；从营运开始至设计观测期每半年观测1次。设计观测期为施工开始至营运期的头2年。