雷明林，武 剛，潘俊濤

(云南省公路科學(xué)技術(shù)研究院，云南 昆明 650051)

0 前 言

為保障經(jīng)過(guò)加固施工后的公路質(zhì)量和安全性都能達(dá)到一定標(biāo)準(zhǔn)，不論是小面積，還是全方位的加固施工都要按照要求進(jìn)行。樁體通過(guò)打孔灌注一定量的水泥漿，再加一些鋼筋澆筑成直徑不超過(guò)350 mm的灌注樁，即是常說(shuō)的微型樁。微型樁的承重能力特別強(qiáng)且沉降量不高，尤其適用于面積小的施工場(chǎng)地[1]。建筑物應(yīng)用微型樁技術(shù)來(lái)進(jìn)行加固，能有效減少投入資金，同時(shí)微型樁技術(shù)所需要運(yùn)用的相關(guān)儀器較小，便于在范圍小的建設(shè)區(qū)域展開(kāi)工作，且微型樁技術(shù)施工加固過(guò)程中發(fā)出的噪音較小，特別適合應(yīng)用于對(duì)噪音分貝控制要求高的地區(qū)。

1 工程概況

本文所探討的工程為某雙向四車(chē)道的公路隧道，進(jìn)口里程為DK501+081，出口里程為DK601+508，總長(zhǎng)度為483 m，隧道洞口和隧道進(jìn)出口位置在同一水平位置，隧道垂直距離為40 m，基本屬于濕陷性黃土。結(jié)合土質(zhì)形成的多種結(jié)構(gòu)，在進(jìn)行地形檢測(cè)時(shí)，將黃土主要分為第四系新黃土和相應(yīng)的老黃土。使用微型樁技術(shù)對(duì)屬于DK501+081～DK501-361的暗挖路段進(jìn)行加固，經(jīng)過(guò)加固的路段質(zhì)量和安全性能較好。

2 微型樁基礎(chǔ)加固原理及優(yōu)勢(shì)

微型樁加固技術(shù)就是采用靜力壓漿將水泥漿充分地填充在公路隧道工程中間的樁基周?chē)约爸苓呌锌障兜牡胤剑瑥亩鴮?duì)公路隧道進(jìn)行加固。碳酸化、水化以及水解反應(yīng)都屬于水泥的特點(diǎn)，而這些特點(diǎn)能讓樁基和微型樁之間更好地粘結(jié)，促進(jìn)樁基與其周?chē)狞S土充分接觸，也使黃土和微型樁能進(jìn)行更好的摩擦，從而不僅起到穩(wěn)定加固樁基的作用，而且可明顯提高地基的承重能力。

微型樁加固技術(shù)的主要優(yōu)勢(shì)表現(xiàn)在具有較高的承重能力，由于樁基周?chē)狞S土和巖石結(jié)合地比較緊密，樁基周?chē)?、底端以及巖石很難出現(xiàn)變形，因而樁體在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)也不會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的變形。由于微型樁體積較小，所以在加固過(guò)程中對(duì)之前的樁基、周?chē)翆右约皫r體的結(jié)構(gòu)不會(huì)產(chǎn)生太大的影響，可以在不破壞之前隧道建設(shè)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上提高公路的承重能力。

微型樁在進(jìn)行灌注水泥漿時(shí)，要將預(yù)留的樁頭混凝土一起澆筑，讓微型樁能承受到上層結(jié)構(gòu)的負(fù)荷，從而保證加固后的質(zhì)量以及安全。同時(shí)，微型樁加固施工過(guò)程簡(jiǎn)單便捷，噪音小，少振動(dòng)，在0.7 m×1.9 m的平面空間內(nèi)、凈空高度≥2.1 m即能展開(kāi)加固施工。壓力注漿使微型樁與地基土緊密結(jié)合，樁和土體連接成一體，施工時(shí)樁孔孔徑小，因而對(duì)基礎(chǔ)和地基土幾乎都不產(chǎn)生附加應(yīng)力，施工時(shí)對(duì)原有基礎(chǔ)影響小，也不干擾建筑物的正常使用。由此可見(jiàn)，利用微型樁技術(shù)進(jìn)行建筑的加固對(duì)施工環(huán)境的要求更低。微型樁加固如圖1所示。

圖1 微型樁加固示意圖

3 微型樁基礎(chǔ)加固施工應(yīng)用

3.1 微型樁基礎(chǔ)加固技術(shù)的施工步驟

1)仰拱初支工字鋼合龍，并在公路隧道仰拱初支留出大約82 mm徑長(zhǎng)的微型樁鉆孔位置，鉆孔位置設(shè)計(jì)為每隔1 m的距離均勻分布在隧道中心線，仰拱初支必須相對(duì)穩(wěn)定，達(dá)到施工要求后才能使用微型樁技術(shù)進(jìn)行施工。

2)開(kāi)始應(yīng)用微型樁技術(shù)展開(kāi)施工，同時(shí)要全面檢查微型樁鉆孔的成孔效果。

3)保證微型樁完全符合標(biāo)準(zhǔn)后通過(guò)鋼筋將仰拱綁扎固定，然后對(duì)仰拱進(jìn)行混凝土澆筑以及養(yǎng)護(hù)。

4)確保公路隧道的混凝土澆筑及凝固程度符合規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)后進(jìn)行混凝土養(yǎng)護(hù)。

3.2 做好施工準(zhǔn)備工作以及測(cè)量標(biāo)記

施工部門(mén)在收到公路隧道設(shè)計(jì)圖和相關(guān)地質(zhì)勘測(cè)材料時(shí)，也要針對(duì)施工區(qū)域展開(kāi)全面的檢測(cè)和觀察，研究該地理位置的土質(zhì)問(wèn)題、土層水含量以及周?chē)鷰r石的分布情況等各種因素，同時(shí)提前檢查施工使用的機(jī)器設(shè)備，保證其具體良好的穩(wěn)定性，并清楚了解相關(guān)技術(shù)操作流程[2]。為避免微型樁鉆孔出現(xiàn)較大誤差，在測(cè)量的過(guò)程中要及時(shí)對(duì)鉆孔位置做好標(biāo)記。

3.3 制作成孔具體方法

1)合適的鉆孔工藝。微型樁鉆孔技術(shù)方法與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際的公路隧道情況和要求相結(jié)合，主要運(yùn)用螺旋鉆孔的方式，該技術(shù)的特點(diǎn)首先在于鉆孔不需要使用水泥或者穩(wěn)定液進(jìn)行穩(wěn)定加固，形成的鉆孔干凈利落；其次是如果需要深于55 m左右的鉆孔，可選用φ200 mm的鋼管；再者鉆孔的噪音小、振動(dòng)聲不大，適合在黏土以及黃土等土質(zhì)結(jié)構(gòu)中應(yīng)用。

2)鋼護(hù)筒埋設(shè)。要在鉆孔位置埋設(shè)鋼護(hù)筒，并且鋼護(hù)筒要高出地面25 cm左右，要將孔周?chē)目障短畛涿軐?shí)，防止在鉆孔過(guò)程中護(hù)筒外圈出現(xiàn)水泥漿導(dǎo)致鉆孔不符合標(biāo)準(zhǔn)或出現(xiàn)塌陷。要分小段對(duì)護(hù)筒進(jìn)行固定，為減少埋設(shè)護(hù)筒出現(xiàn)的阻力，尤其是頂端和底端固定的同時(shí)還要使用坡口焊連接。

3)進(jìn)行鉆孔。在鉆孔的過(guò)程中，要保證鉆桿是垂直進(jìn)行工作的，保持轉(zhuǎn)速均勻，加強(qiáng)鉆孔設(shè)備的穩(wěn)定性，防止因出現(xiàn)較大的振動(dòng)導(dǎo)致設(shè)備出現(xiàn)移動(dòng)，進(jìn)而保證形成的鉆孔符合標(biāo)準(zhǔn)。

4)制作混合泥漿。施工人員將護(hù)筒合理安裝并固定好之后，還要嚴(yán)格控制水泥的混合比例，泥漿的合理配制能夠在護(hù)筒內(nèi)部形成一定的水頭高度，保證成孔符合標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，在鉆孔過(guò)程中泥漿是不斷流動(dòng)的，這樣可以帶動(dòng)鉆孔出現(xiàn)的碎石磨成石渣并從孔內(nèi)帶出來(lái)。近年來(lái)泥漿制作中也添加了膨潤(rùn)土，這種泥土能明顯降低泥漿沖孔阻力。此外，泥漿的混合比例標(biāo)準(zhǔn)要根據(jù)實(shí)際的鉆孔情況來(lái)確定，制作時(shí)可以在水泥中先加入水，再添加膨潤(rùn)土，使用拌和機(jī)對(duì)泥漿進(jìn)行攪拌。

5)成孔清潔。鉆孔過(guò)程中孔的底部會(huì)出現(xiàn)石渣的沉淀，從而降低成孔的承重能力，因此，要對(duì)成孔進(jìn)行清潔并檢查成孔質(zhì)量，防止出現(xiàn)成孔塌陷的問(wèn)題?；诖?，需要在成孔作業(yè)后進(jìn)行質(zhì)量檢查并立即開(kāi)展清孔處理，規(guī)避孔壁坍塌等問(wèn)題的出現(xiàn)。在這一過(guò)程中若出現(xiàn)一次清孔效果不明顯的狀況，則需要開(kāi)展二次清孔，保障混凝土灌注質(zhì)量。第一次清孔針對(duì)的作業(yè)對(duì)象主要是黏度較高的泥漿，為實(shí)現(xiàn)該類物質(zhì)的優(yōu)化處理，工作人員需要對(duì)泥漿粗顆粒大小進(jìn)行判別。二次清孔作業(yè)在推進(jìn)時(shí)需要做好鋼筋籠與導(dǎo)管的插入作業(yè)，從而保障孔內(nèi)水頭壓力，避免出現(xiàn)塌孔事故。

3.4 澆筑混凝土

1)混凝土混合比率。混凝土的制作比率是經(jīng)過(guò)多次實(shí)驗(yàn)總結(jié)得出的，混合比率具有一定的標(biāo)準(zhǔn)要求。例如水和灰的比率要低于0.30以及坍落度一定要在19 mm左右，并在制作時(shí)加入高效堿水劑。

2)安放導(dǎo)管。根據(jù)實(shí)際施工情況，需要準(zhǔn)備直徑290 mm且長(zhǎng)度2.2 m的導(dǎo)管，最下面的導(dǎo)管長(zhǎng)度設(shè)計(jì)為5.0 m左右較合適，而上方導(dǎo)管則設(shè)為1.0 m左右，為了保證鋼筋籠的完整性，盡量將導(dǎo)管安放在微型樁中心的位置。

3)灌注混凝土。在安裝好鋼筋籠后即可立刻進(jìn)行灌注。灌注之前，要根據(jù)微型樁的直徑以及長(zhǎng)度等數(shù)值計(jì)算出合理的灌注量，混凝土灌注工作一旦開(kāi)始要持續(xù)進(jìn)行，中途不能停止，保證灌注一次成功[3]。同時(shí)，在灌注過(guò)程中要使用測(cè)錘檢測(cè)混凝土灌注高度，方便之后拆除導(dǎo)管。在灌注到一定高度時(shí)對(duì)導(dǎo)管進(jìn)行分段拆除，當(dāng)混凝土澆灌量快達(dá)到微型樁頂部時(shí)應(yīng)及時(shí)控制灌注速度，保證微型樁的干凈整潔。此外，要做好環(huán)境保護(hù)工作，如果有泥漿溢出應(yīng)及時(shí)引流到泥漿回收池中循環(huán)使用，灌注樁的混凝土面要盡量比實(shí)際規(guī)定高1.0 m左右，方便上層泥漿清除工作，進(jìn)而提高微型樁的整體施工質(zhì)量。

4 結(jié)束語(yǔ)

合理、規(guī)范地使用微型樁基礎(chǔ)加固技術(shù)對(duì)公路隧道進(jìn)行加固，能明顯保證公路隧道的施工質(zhì)量、提高施工安全性，值得大范圍推廣使用。

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