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        淺析公路工程碎石注漿樁施工技術

        2013-04-16 18:30:57何佳姚若蘭
        交通建設與管理 2013年12期
        關鍵詞:清孔鉆機泥漿

        何佳姚若蘭

        (1 贛州市公路管理局定南分局;2 贛州市公路管理局南康分局)

        淺析公路工程碎石注漿樁施工技術

        何佳1姚若蘭2

        (1 贛州市公路管理局定南分局;2 贛州市公路管理局南康分局)

        碎石樁具有施工操作方便、適應性強、噪音小等優(yōu)點,在公路工程中得到了廣泛的應用。本文對碎石注漿樁的施工原理、施工工藝以及監(jiān)測要點進行了分析。

        公路工程;碎石注漿樁;施工技術

        碎石注漿樁是一種由砂石樁與高壓注漿兩項技術組合發(fā)展起來的新型地基處理技術。碎石注漿樁具有施工設備輕便,能夠滿足施工場地要求、承載力高、施工噪音小、對周圍環(huán)境影響小等優(yōu)點。目前在高速公路地基處理中得到了廣泛的應用。隨著碎石注漿樁應該范圍的不斷擴大,我們有必要對碎石樁的施工技術進行深入研究和探討。

        1 碎石樁概念及特點

        1.1 碎石注漿樁概念

        碎石注漿樁是一種無砂混凝土微型樁。是一種介于壓力注漿樁與鉆孔灌注樁之間的樁體形式。在鉆機根據(jù)要求鉆進到設計深度以后,再放入注漿管前投放石料。邊投放石料邊用注漿管放水對鉆孔進行清洗,當石料投放完成后,進行注漿,使石料與漿液固結(jié)成樁體。碎石注漿樁可廣泛應用于各類建筑、市政工程、地下?lián)跬两Y(jié)構(gòu)以及公路路基工程中。但是這種地基處理技術對于含水量較大的濕軟土地基處理效果不是很理想。

        1.2 碎石注漿樁的特點

        由于碎石注漿樁是利用鉆機在軟土地基中旋轉(zhuǎn)循環(huán)鉆孔成柱,施工過程中噪音較小,且振動幅度也較小,因此它不會對周圍環(huán)境或建筑產(chǎn)生較大的擾動,同也可有效控制地表下沉,具有較好的經(jīng)濟效益和社會效益;碎石注漿樁施工過程中不容易出現(xiàn)下沉或坍落現(xiàn)象,施工的可靠性和安全性較高;另外這種樁體的成樁工藝簡單、機械方便,容易達到理想的加固效果,具有成本低效益高特點。

        2 碎石注漿樁的施工工藝

        2.1 測量放樣

        根據(jù)設計要求對樁位中心進行確定,以樁的圓心為中心,其半徑取為樁身與護壁厚度的半徑之和。將鉆孔用石灰線標明。樁位的偏差應該控制在20mm范圍內(nèi),不能存在過大偏差。

        2.2 護筒埋設

        在碎石樁施工過程中,需要通過在孔口段埋設鋼護筒來避免施工過程中孔口坍塌的問題。從而保證鉆孔作業(yè)能夠順利進行,通常護筒的長度可為1m,護筒埋設后,需要采用粘土對護筒周圍進行填充壓實,以避免出現(xiàn)泥漿流失的問題。

        2.3 鉆孔

        通常碎石樁的直徑在30~70cm,樁長在30m之內(nèi),因此應該根據(jù)的樁徑及樁長,選擇合適的鉆機型號及鉆頭。在場地整平以后鉆機就位,采用方木進行調(diào)整及固定,保證鉆機的鉆桿、鉆盤中心與樁的中心位置對應,同時也要保證鉆桿的垂直,其傾斜偏差必須控制在1%范圍內(nèi);鉆孔時應該隨時觀察鉆桿的垂直度,保證鉆孔的偏差在1%之內(nèi)。在鉆進過程中,應該盡量邊打鉆邊注水,以降低鉆頭的溫度,減小鉆頭的磨損,延長其使用壽命;鉆進時要及時將產(chǎn)生的砂土和泥質(zhì)土清除掉,以免對鉆孔造成堵塞;對泥漿的比重進行嚴格規(guī)定和檢查,通常情況下,碎石樁砂土的比重在1.17~1.25范圍內(nèi),而淤泥質(zhì)土的比重則應該在1.20~1.25范圍內(nèi),采用這樣的泥漿比重對于鉆孔作業(yè)是非常適合的;鉆機在鉆進過程中,不可避免的會殘留一些泥土或礫石在孔內(nèi),因此應該適當將鉆進的深度略大于設計深度,但不能超過設計深度20cm以上。

        2.4 清孔、下管

        鉆孔完成后需要對樁孔進行清理。清孔工作通??煞謨纱芜M行,第一次清孔應該在鉆孔完成之后進行,在鉆機取出后,將孔中的沉渣清理一遍,控制其厚度在10cm之內(nèi),同時還需要控制好泥漿的比重;第二次清孔是在孔中的泥漿比重、孔徑及孔深都達到設計要求后,一邊投石邊進行清洗,保證孔內(nèi)的泥漿比重控制在1.05左右;清孔工作完成之后需要將注漿管下放到孔內(nèi),注漿管的直徑和根數(shù)應該視實際情況來定。注漿管與孔底的距離應該在40cm左右,注漿管在下放的過程中,應該保護好管口避免混入雜物。

        2.5 投石

        在清孔工作完成之后,需要及時投放碎石,這是碎石注漿樁施工的關鍵一步。投放的碎石直徑通常需要控制在20mm~40cm之間。為了減少碎石對孔壁的沖刷,應該在投放時加設一道碎石導向管,在碎石完全將孔沿注滿后,便可停止投放。

        2.6 注漿

        注漿作業(yè)最為關鍵的環(huán)節(jié)就是砂漿泵的造型、砂漿材料的選擇以及注漿過程工藝。注漿泵通??蛇x擇型號如SGB-10型或類似的砂漿泵,將泥漿通過注漿管壓入到孔中;砂漿材料選擇時,需要考慮材料的類型、砂子的粒徑以及砂漿配合比。通常砂子粒徑不應該大于0.5mm,同時根據(jù)設計要求對砂漿進行配比;注漿時,為防止泥漿在重力的作用下,向土體中大量擴散,應該在注入一定的漿量后,就適當減少漿量,然后逐漸向上拔管。拔管的速度應該根據(jù)注漿量及注漿情況進行控制,每閃拔管的間距可控制在0.5m左右,邊拔管邊注漿,不得中斷注漿;當砂漿快注到孔口時,需要對砂漿的比重進行調(diào)節(jié),然后拔一次管。在注漿時,石料可能會由于注漿管的振動發(fā)生下沉現(xiàn)象,因此應該及時在注漿過程中對石料進行補充。在注漿以后樁頂?shù)臐{液會下沉一部分,因此還需要進行回管操作,直到漿液能夠完全充滿孔口并外溢為止。

        2.7 樁帽施工及成品檢測

        在樁身達到一定強度之后,可以對樁帽進行鋼筋綁扎作業(yè),并開始澆筑樁帽混凝土;施工完成對樁身進行檢測時,可采用鉆孔取芯、聲波檢測等方面,目前常用的檢測方法是無損低應變動檢測法和鉆孔取芯法。

        3 監(jiān)測

        3.1 沉降監(jiān)測

        沉降監(jiān)測就是指對地基進行分層沉降、地表沉降監(jiān)測??刹捎梅謱映两禈藢Φ鼗謱映两颠M行監(jiān)測,采用沉降板對地表沉降進行觀測。在鉆孔處埋設分層沉降標,鉆孔的垂直度偏差必須在1.5%之內(nèi),同時不存在塌孔和縮孔問題。分層沉降的觀測點應該每間隔1m進行設置;沉降板應該設置在鋼塑土工格室、格柵或砂墊層上,在沉降板埋設過程中,應該保證板底槽的平整,并且在板下鋪設一定厚度和寬度的砂墊層。

        3.2 水平位移的監(jiān)測

        地基土體的水平位移監(jiān)測可采用塑料管制成的測斜管來進行。將測斜管埋設在路堤的邊坡趾部位。埋設的時候必須控制好鉆機導孔的垂直偏差。測斜管的底端應該深入到亞黏土層或者粉砂層1m以下,管頂端與地面的距離可在0.5m以上,同時進行加蓋保護;地面水平位移的觀測可采用位移邊樁來進行觀測,邊樁可采用一定長度及直徑的混凝土預制樁。將混凝土預制樁埋設在路堤兩側(cè)的趾部,可將一根設置在坡腳處,其余設置在邊溝外側(cè)。采用打入法將混凝土預制樁打入地面,埋設的深度應該1.5m為宜,同時要露出地面10cm以上,對樁周進行壓實;承載力的監(jiān)測可采用單樁或多樁的載荷試驗等監(jiān)測方法;監(jiān)測工作要認真、科學、合理的進行,通常每填一層土就應該觀測一次,同時做好記錄。在連續(xù)兩個月觀測的沉降速率每月小于5mm后,方可進行底基層的施工。在連續(xù)兩個月沉降速率每月小于3mm之后方可進行面層的施工。

        當監(jiān)測到碎石注漿樁引起了地基、地表明顯的沉降或位移時,應該及時查找出引起沉降或位移的原因,采取有效的補救措施,做好相應的防護措施,同時也要做好詳細的施工記錄

        4 結(jié)論

        在公路工程中,軟土地基較為常見,對軟土地基進行處理的技術也較多。碎石注漿樁是一種相對新型的處理技術,雖然在技術工藝方面還有待進一步完善,但是其較多工程優(yōu)點和較好的工程效益,已經(jīng)被越來越多的工程項目所關注,是一項應用前景較好的地基處理技術。

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