论文部分内容阅读
【摘 要】碎石注浆技术是一种引进注浆技术的一种软基处理方法，主要是利用钻机按照设计的直径、钻进到设计的深度再成孔，放入到注浆管之后，再投放石料。在投放石料的过程中先用注浆管放清水来清理钻孔，而且石料投放完成后再进行注浆，这样能使石料固结成桩。本文主要是结合施工现场中对于公路工程中的碎石注浆桩的施工技术进行了阐述。
【关键词】碎石注浆；桩基施工；质量控制
碎石注浆桩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，水泥砂浆在压力下，除固结石料外，也向周围土体渗透加固桩端和桩侧土体，改善桩间天然土体的性质以提高承载力，以达到更好的加固效果。它具有避免桩侧泥皮、桩底沉渣等优点，可以选用的直径范围很广，一般直径可选用30cm-80cm，桩体的强度根据不同的工程施工要求可高可低。
1.施工的技术原理
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，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，所以从注浆桩受力特性看又属于摩擦桩。
2.施工工艺
主要的施工工序为：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。
2.1测量放样及定桩位
依据设计方案资料要求，确定桩位中心，以中心为圆心，以桩身半径加护命厚度的半径画出钻孔的圆周，撒石灰线，要求桩位偏差不大于2cm。
2.2护筒埋设
为防止施工过程中孔口坍塌，确保钻进顺利，孔口段埋设钢护筒，护筒长1米，防止孔口泥浆及水泥浆的流失，护筒周围应用粘土填实。
2.3钻机就位
首先钻机先用方木整平，就位对中。钻机土动钻杆、钻盘中心应与桩中心保持一致钻杆垂直，保证倾斜度小于1%。
2.4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，淤泥土应保持在1.20～1.25之间。
2.5清孔
清孔主要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10cm，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。二次清孔是在投石进行时，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。
2.6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～40mm之间为宜，直到投石达到孔口标高为止。
2.7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型或与此类似的砂浆泵，注浆管使用普通钢管即可。砂浆材料主要为普通硅酸盐水泥，砂的粒径不大于0.5mm，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0.5m，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。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，注浆过程中应不断加料。
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。
3.桩身的质最控制
3.1施工的质量要求
（1）施工前对原材料进行检查并有合格签证记录。对施工程序、工艺流程、检测手段等进行严格的检杳。
（2）施工过程中应对成孔、清渣、注浆、浇筑都要进行全过程的监管和检查。
（3）注浆桩质量标准必须符合施工要求。
3.2桩体的观测
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、监测方案等。在施工中，要按照检测仪器的设置来布设断面以及位置，并能够根据实际的情况来作出适当的调整。
3.2.1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。
分层沉降标采用钻孔埋设，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。要求分层沉降测点间距为1m。
3.2.2水平位移观测
①地基土体位移观测。
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，钻机导孔的垂直偏差率应≤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。
②地面位移观测。
采用位移边桩观测，埋设在路堤两侧，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，桩周围应回填密实，保障桩体质量。
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，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且稳固，上下四周约20cm范围用细砂填实。每只埋设完后应及时测试，发现问题应及时纠正或调换。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。
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）。
4.结语
碎石注浆桩施工技术是目前施工中应用较多的一项新技术，只要搞清它的技术原理、施工工艺﹑技术特点、桩身质量的检测、监测方案等方面，完全可以很好地发挥它的优点。
路堤填筑过程中，第一级加载（不含砂垫层）按3.0m控制，可采用较快的速度（1.5个月左右）加载，填筑砂垫层及其顶部填土时应按上述频率进行观测并尽可能控制好加载速度，加载速度适中，同时应保证加载厚度的均匀性，绝对不允许有高的集中料堆存在。碎石注浆桩作用原理主要是通过注入水泥砂浆固结碎石，并通过向周周围土体渗透水泥浆，改善桩间的天然土之间的性质，从而加大成桩基的承载力，更好地达到加固地基的效果。 [科]
【参考文献】
[1]张伟华，汪贝贝.碎石注浆桩施工技术在公路工程中的应用[J].科技风，2009（19）.
[2]孙振东，张东卫.公路工程碎石注浆桩施工技术[J].河南科技，2010（18）.
【关键词】碎石注浆；桩基施工；质量控制
碎石注浆桩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，水泥砂浆在压力下，除固结石料外，也向周围土体渗透加固桩端和桩侧土体，改善桩间天然土体的性质以提高承载力，以达到更好的加固效果。它具有避免桩侧泥皮、桩底沉渣等优点，可以选用的直径范围很广，一般直径可选用30cm-80cm，桩体的强度根据不同的工程施工要求可高可低。
1.施工的技术原理
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，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，所以从注浆桩受力特性看又属于摩擦桩。
2.施工工艺
主要的施工工序为：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。
2.1测量放样及定桩位
依据设计方案资料要求，确定桩位中心，以中心为圆心，以桩身半径加护命厚度的半径画出钻孔的圆周，撒石灰线，要求桩位偏差不大于2cm。
2.2护筒埋设
为防止施工过程中孔口坍塌，确保钻进顺利，孔口段埋设钢护筒，护筒长1米，防止孔口泥浆及水泥浆的流失，护筒周围应用粘土填实。
2.3钻机就位
首先钻机先用方木整平，就位对中。钻机土动钻杆、钻盘中心应与桩中心保持一致钻杆垂直，保证倾斜度小于1%。
2.4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，淤泥土应保持在1.20～1.25之间。
2.5清孔
清孔主要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10cm，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。二次清孔是在投石进行时，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。
2.6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～40mm之间为宜，直到投石达到孔口标高为止。
2.7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型或与此类似的砂浆泵，注浆管使用普通钢管即可。砂浆材料主要为普通硅酸盐水泥，砂的粒径不大于0.5mm，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0.5m，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。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，注浆过程中应不断加料。
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。
3.桩身的质最控制
3.1施工的质量要求
（1）施工前对原材料进行检查并有合格签证记录。对施工程序、工艺流程、检测手段等进行严格的检杳。
（2）施工过程中应对成孔、清渣、注浆、浇筑都要进行全过程的监管和检查。
（3）注浆桩质量标准必须符合施工要求。
3.2桩体的观测
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、监测方案等。在施工中，要按照检测仪器的设置来布设断面以及位置，并能够根据实际的情况来作出适当的调整。
3.2.1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。
分层沉降标采用钻孔埋设，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。要求分层沉降测点间距为1m。
3.2.2水平位移观测
①地基土体位移观测。
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，钻机导孔的垂直偏差率应≤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。
②地面位移观测。
采用位移边桩观测，埋设在路堤两侧，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，桩周围应回填密实，保障桩体质量。
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，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且稳固，上下四周约20cm范围用细砂填实。每只埋设完后应及时测试，发现问题应及时纠正或调换。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。
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）。
4.结语
碎石注浆桩施工技术是目前施工中应用较多的一项新技术，只要搞清它的技术原理、施工工艺﹑技术特点、桩身质量的检测、监测方案等方面，完全可以很好地发挥它的优点。
路堤填筑过程中，第一级加载（不含砂垫层）按3.0m控制，可采用较快的速度（1.5个月左右）加载，填筑砂垫层及其顶部填土时应按上述频率进行观测并尽可能控制好加载速度，加载速度适中，同时应保证加载厚度的均匀性，绝对不允许有高的集中料堆存在。碎石注浆桩作用原理主要是通过注入水泥砂浆固结碎石，并通过向周周围土体渗透水泥浆，改善桩间的天然土之间的性质，从而加大成桩基的承载力，更好地达到加固地基的效果。 [科]
【参考文献】
[1]张伟华，汪贝贝.碎石注浆桩施工技术在公路工程中的应用[J].科技风，2009（19）.
[2]孙振东，张东卫.公路工程碎石注浆桩施工技术[J].河南科技，2010（18）.