浅谈碎石注浆桩施工技术在公路工程中的应用
摘要：本文首选论述了碎石注浆桩的技术原理和技术特点，进而详细论述了碎石注浆桩施工工艺，最后论述了桩身质量的检测方案及标准，以供参考。
关键词：公路工程,碎石注浆桩,施工技术,应用
1 前言
碎石注浆桩是近年来逐渐发展起来的一种加固地基的施工技术，是一种刚性或半刚性的复合地基处理方法。它不同于钻孔灌注桩，其除了固结石料外，还会向周围土体渗透加固桩端和桩侧土体，以提高承载力，达到更好的加固效果。由于它具有施工设备简单、施工时具有占地面积小、设备移位灵活方便、转速快、桩同心度好、桩位偏差小等优点，在高速公路的建设过程中应用广泛。
2 碎石注浆桩的相关概述
2.1 碎石注浆桩施工的技术原理
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-70 cm，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。
2.2 碎石注浆桩的技术特点
碎石注浆桩的技术特点有：(1)施工机具轻便，便于快速施工，施工场地要求低;(2)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)施工噪声小，对施工周围居民影响小;(4)施工工艺操作简单，便于施工质量的控制。
3 公路工程碎石注浆桩施工工艺
3.1 碎石注浆桩施工工艺流程
即：测景放线及定桩位→护筒理设→钻机就位→钻孔→清孔→投石→注浆→施工质量控制。
3.2 施工要点
3.2.1 测量放样及定桩位。根据设计方案要求，确定桩位中心。一般，要求桩位偏差不大于2cm。
3.2.2护筒理设。为防止施工过程中孔口坍塌，确保钻进顺利，在施工前应在孔口段埋设钢护筒，要求护筒下端插入土层至少20cm。要求护筒长1m。
3.2.3钻机就位。首先钻机先用方木整平，就位对中。钻机就位时，要求钻机土动钻杆、钻盘中心应与桩中心保持“三点一线”，钻杆垂直，保证倾斜度小于l%。
3.2.4钻孔
1.钻头可选用鱼尾钻头或三翼钻头，并宜采用泥浆护壁大泵量正循环方法作业。
2.为了保证钻孔垂直，在钻进过程中应随时测量，确保垂直度偏差小于1%。
3.在钻进的过程中，钻进速度应保持中速50-100r/min，且应不断检查泥浆比重，砂土应保持在1.17-1.25之间，淤泥土应保持在1.20-1.25之间。
4.待钻至设计深度后，钻杆上提30cm左右，至此位回转5-30min冲孔，保持沉渣小于30cm，经监理验收后方可终孔。
3.2.5清孔
清孔分一次清孔和二次清孔。
1.在钻孔完成后即可进行第一次清孔。清孔时采用正循环冲孔排渣法，须清至沉渣厚度小于10cm。在第一次清孔时，孔内的泥浆比重须控制在1.15左右。
2.第一次清孔结束后，须再次测量孔深和孔径，以确保其符合施工要求。
3.二次清孔是在投石时进行，一边投石一边清洗。在这个过程中，孔内的泥浆比重应控制在1.05左右。
3.2.6投石
1. 清孔之后应及时投放碎石，要求碎石的直径在20mm-40mm之间为宜。碎石投放前，应将其清洗干净。
2. 投石前应将注浆管放至孔底，且通过串筒将碎石投放到孔内，当填至距离地面1.5m时应安放固定钢筋笼，然后继续填至孔口标高。
3.在碎石投放结束后，应用注浆泵清洗注浆管，并待孔内泥浆比重低于1.05时方可停止洗孔。
3.2.7注浆
1.砂浆材料主要为普通硅酸盐水泥，砂的粒径不大于0.5 mm，水泥砂浆水灰比宜为0.5-0.6，且应适量掺加粉煤灰以提高水泥砂浆的和易性。
2.安装注浆管前，应清除管内杂物，以防堵塞，注浆头必须下到离孔底15cm-30cm处。
3.注浆时，主要是采用砂浆泵将水泥砂浆通过注浆管压入孔内。一般，注浆是采取分段注浆、分段提升注浆管的方法，且应保证同一根桩连续注浆。为保证注浆质量，注浆应连续进行，如因故中断则应立即处理，尽快恢复注浆。
4.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，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，并不间断地注浆至孔口翻浆的比重达到注入砂浆比重95%时，可一次性拔管。
5.为保证桩顶砂浆填充密实，当孔口冒出砂浆后则应用插入式振捣器插入桩体1.5m左右进行振捣;若注浆后桩顶浆液下沉则应进行回灌作业。
6.在拔管过程中，应随时在桩顶填筑碎石，并在1.2m范围内进行补浆，最终补至孔口标高断面上浆液充分外溢后方可停止补浆。
3.2.8施工监测。放置一定数量的水准仪和标尺，观测每一注浆孔周围路面的上抬量，及时准确记录各孔的浆液流量、注浆压力、注浆量。
4 桩身质量的检测方案及标准
根据国家规范， 桩身完整性检测应实行动态控制， 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。主要进行沉降观测、水平位移观测(地基土体水平位移、地面水平位移)、孔隙水压力及土压力观测和承载力观测，并注意观测频率的控制。表1为注浆桩质量检验的标准。
5 结束语
综上所述，公路工程碎石注浆桩施工技术是近年来逐渐发展起来的一种新地基加固方法，由于具有占地面积小、设备移位灵活方便、桩同心度好、桩位偏差小等优点，在公路和铁路建设中得到了广泛的应用。相信随着碎石注浆桩施工技术的日愈成熟，其在未来的公路工程发展中必然会有更为广阔的发展前景。
参考文献：
[1]李健.浅析碎石注浆桩施工质量的检测及控制措施[J].山西建筑，2011(30).
[2]倪亮，田继伟.浅谈公路工程复杂地质碎石注浆桩施工技术[J].科技向导，2011(15).
