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【摘 要】文章简述了碎石注浆桩的技术原理、特点及应用范围，并基于多年的实践经验，探讨了公路工程中碎石注浆桩的施工工艺及施工要点，以供参考。
【关键词】公路；碎石注浆桩；施工
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，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30cm～70cm，适用桩长30m以内。其基本原理是利用小型钻机按设计直径，钻至设计深度成孔，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，浆液一般由下至上逆行，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。注浆桩在高速公路施工中的地基处理中，可以很好地发挥它的优点。
2.技术特点
2.1由于施工的机具较为轻便，所以适用于快速施工对于整个施工场地的要求也很低，特别适用于较为狭小的施工场地。
2.2由于机具器械的轻便，所以产生的施工噪音也很小，因此对于施工周围居住的人们会产生较小的影响。
2.3由于其浆液能够渗透到周围的土体，从而使桩与桩周围的土体产生了较强的摩擦力，这对于提高桩的承载力发挥了巨大的作用。
2.4碎石注浆桩技术的整个施工工艺操作比较简单，这就有利于控制施工的质量。
3.适用范围
碎石注浆桩的技术适用于处理软土层地基，如淤泥质土、粉质砂土，粉土、湿陷性黄土等，此外它还能够处理下水位较低的粉质土及砂土处理，具有良好的整体效果。而处理一些湿软土尤其是含水量较高的情况下，很难达到想的效果。因此这种施工工艺对于种工程的软土地基处理为适用。
4.施工工艺
4.1工艺流程
测量放线并且确定定桩位→埋设护筒→钻机就位→钻入预设深度成孔→压入清水清孔→放入注浆管→投放碎石→桩帽安装并且连接钢筋→洗孔→利用压力注入水泥砂浆→拔出注浆管→清除桩头松散石子→开始桩帽施工→桩成品。
4.2场地清理
在施工前应先将施工场地流塑状淤泥以及杂物等清除，并在表面铺设0．5m厚的碎石作为临时垫层，便于施工机械进场施工，但应控制垫层粒经以免无法成孔。
4.3测量放样
依据设计资料确定桩体中心位置，并以中心为圆心以桩身半径加护壁厚度之和为半径画出钻孔的圆周，并在其上撒石灰线，应控制桩位偏差不超过±20mm。
4.4护筒埋设
为避免桩体施工过程中发生孔口坍塌现象，应在孔口段埋设钢护筒，护筒长度一般为lm，为了防止孔口处泥浆及水泥浆的流失，埋设后周围应用黏土填实。
4.5钻机就位
测量放样后可将钻机移至桩位，并用铅锤线法使钻机钻杆中心与桩位中心重合，控制其偏差在5cm范围内，之后方可调整钻机使钻杆垂直，控制其倾斜度小于1％。
4.6钻进成孔
施工采用泥浆护壁的大泵量正循环方法作业，以便使沉渣顺利排出孔外。钻孔钻头直径根据不同桩号桩径钻进成孔，场地地层具有较好的造浆性能，因此第一个桩的钻孔注意孔壁稳定性，后续施工现场有充足的泥浆，开孔要慢转速，后续钻进中宜保持中速50—100m／min，泥浆比重1．25～1．35，泥浆稠度18—25秒。钻进至设计深度后，钻杆上提30cm左右，至此位回转5～3O分钟冲孔，保持沉渣小于30cm，经监理验收后方可终孔。
4.7清空
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。
4.8注浆管安放
注浆管一般采用镀锌钢管，其接头用丝扣连接以防漏浆，一般将注浆管下至离孔底15～30cm范围内，并在安装过程中对称布置以利于保证灌浆质量，安装完成应对管口实施临时封堵以防杂物入内，在以后施工中也应保护注浆管以免泥浆或杂物入内。
4.9投石
投放石料将干净的石子(16—31．5mm)缓缓倒进孔内(石子宜采用单粒级配，以提高石子空隙率，使砂浆充分填充)，投入量应大于计算桩孔体积。此时注浆管继续压入清水冲洗，直至溢出的泥浆比重小于1．05时为止，使石子空隙间的泥浆基本冲洗干净，有利于砂浆与石子间的胶结。
4.10洗孔
在碎石投加过程中及碎石填满以后应用注浆泵将清水通过注浆管不间断注入孔内，到注入一段时间后检测出泥浆比重，当其比重小于1.08时方可停止向孔内注水而结束清洗。
4.11注浆
这一过程所采用的机具是砂浆泵，利用它将水泥砂浆通过注浆管然后压入到孔内。采用的砂浆泵类型为SGB一10型或者是与此型相似的砂浆泵。普通钢管即可作为注浆管。普通的硅酸盐水泥通常是作为砂浆材料，其中砂的粒径应不大于0．5mm。进行砂浆的配置时，需要根据设计的强度要求配比。注入一定量的砂浆后，为了避免由于重力作用导致泥浆向土体大量扩散的现象发生，需要降低用浆量并且开始逐渐向上拔管，要根据注浆量进行控制拔管的速度，确保每次拔管的间距为0．5m拨管期间应不间断地进行注浆。当孔口翻浆比重已经达到注入砂浆比重的95％时，可以进行一次拔管。此外，为确保注浆的质量，还应注意在注浆的过程中孔口石料会因为注浆管的振动而产生下沉，所以需要在注浆过程中不间断的补料，而且由于桩顶浆液会在注浆后下沉，所以要进行回灌作业。
5.桩身质量的检测
目前国家规范的桩身完整性检测的方法包括四种，即低应变动测法，高应变动力试验．钻孔取芯和声波透射法。无损低应变动测法和钻孔取芯法是目前对碎石注浆桩检测的常用方法。无损低应变动测法是根据其所测波形情况，对于桩身所存在的缺陷和扩颈情况进行判断，并且能够通过桩底反射波信号可以估计桩底持力层和沉渣的情况。这是一种操作简单便捷，并且费用低廉的检测手段。钻孔取芯法则是一种较为直观且简单的检测方法，利用它可以检查碎石注浆桩的混凝土胶结、密实度的状况，并能检测出桩身混凝土的实际强度。因此，这种技术不但能够检测出其桩身混凝土的配制技术．而且可以检查其灌注质量。
6.施工中注意的几个问题和相应措施
6.1单桩压浆量不足
压浆时最好采用整排承台群桩一次性压浆，压浆先施工周圈桩形成一个封闭圈，再施工中间，能保证中间桩位的压浆质量。若出现个别桩压浆量达不到设计要求，可视情况增加压力，加大临近桩的压浆量作为补充。
6.2串孔现象
由于地层空隙率及持力层裂隙的存在，在A桩进行注浆时可能会有水泥浆溢到相临B桩中，可能造成注浆管堵塞，致使B桩今后可能注浆失败。
6.3冒浆
压浆时常会发生水泥浆沿着桩侧或在其他部位冒浆的现象，若水泥浆液是在其他桩或者地面上冒出，说明桩底已经饱和，可以停止压浆；若从本桩侧壁冒浆，压浆量也满足或接近了设计要求，可以停止压浆。
7.结束语
碎石注浆法充分发挥了碎石桩和注浆法这两种注浆加固方法各自的优点，是一种新型的软基处理技术。该技术可操作性强、施工简便、工期短、施工噪音小，注浆材料对环境无污染，其社会效益和经济效益显著，值得在国内大力推广应用。
【参考文献】
［１］徐景刚.碎石注浆桩在桥头软基处理中的应用[J].中国新技术新产品，2008（8）.
［２］李中华.公路工程碎石注浆桩施工技术[J].今日科苑，2010（8）.
【关键词】公路；碎石注浆桩；施工
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，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30cm～70cm，适用桩长30m以内。其基本原理是利用小型钻机按设计直径，钻至设计深度成孔，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，浆液一般由下至上逆行，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。注浆桩在高速公路施工中的地基处理中，可以很好地发挥它的优点。
2.技术特点
2.1由于施工的机具较为轻便，所以适用于快速施工对于整个施工场地的要求也很低，特别适用于较为狭小的施工场地。
2.2由于机具器械的轻便，所以产生的施工噪音也很小，因此对于施工周围居住的人们会产生较小的影响。
2.3由于其浆液能够渗透到周围的土体，从而使桩与桩周围的土体产生了较强的摩擦力，这对于提高桩的承载力发挥了巨大的作用。
2.4碎石注浆桩技术的整个施工工艺操作比较简单，这就有利于控制施工的质量。
3.适用范围
碎石注浆桩的技术适用于处理软土层地基，如淤泥质土、粉质砂土，粉土、湿陷性黄土等，此外它还能够处理下水位较低的粉质土及砂土处理，具有良好的整体效果。而处理一些湿软土尤其是含水量较高的情况下，很难达到想的效果。因此这种施工工艺对于种工程的软土地基处理为适用。
4.施工工艺
4.1工艺流程
测量放线并且确定定桩位→埋设护筒→钻机就位→钻入预设深度成孔→压入清水清孔→放入注浆管→投放碎石→桩帽安装并且连接钢筋→洗孔→利用压力注入水泥砂浆→拔出注浆管→清除桩头松散石子→开始桩帽施工→桩成品。
4.2场地清理
在施工前应先将施工场地流塑状淤泥以及杂物等清除，并在表面铺设0．5m厚的碎石作为临时垫层，便于施工机械进场施工，但应控制垫层粒经以免无法成孔。
4.3测量放样
依据设计资料确定桩体中心位置，并以中心为圆心以桩身半径加护壁厚度之和为半径画出钻孔的圆周，并在其上撒石灰线，应控制桩位偏差不超过±20mm。
4.4护筒埋设
为避免桩体施工过程中发生孔口坍塌现象，应在孔口段埋设钢护筒，护筒长度一般为lm，为了防止孔口处泥浆及水泥浆的流失，埋设后周围应用黏土填实。
4.5钻机就位
测量放样后可将钻机移至桩位，并用铅锤线法使钻机钻杆中心与桩位中心重合，控制其偏差在5cm范围内，之后方可调整钻机使钻杆垂直，控制其倾斜度小于1％。
4.6钻进成孔
施工采用泥浆护壁的大泵量正循环方法作业，以便使沉渣顺利排出孔外。钻孔钻头直径根据不同桩号桩径钻进成孔，场地地层具有较好的造浆性能，因此第一个桩的钻孔注意孔壁稳定性，后续施工现场有充足的泥浆，开孔要慢转速，后续钻进中宜保持中速50—100m／min，泥浆比重1．25～1．35，泥浆稠度18—25秒。钻进至设计深度后，钻杆上提30cm左右，至此位回转5～3O分钟冲孔，保持沉渣小于30cm，经监理验收后方可终孔。
4.7清空
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。
4.8注浆管安放
注浆管一般采用镀锌钢管，其接头用丝扣连接以防漏浆，一般将注浆管下至离孔底15～30cm范围内，并在安装过程中对称布置以利于保证灌浆质量，安装完成应对管口实施临时封堵以防杂物入内，在以后施工中也应保护注浆管以免泥浆或杂物入内。
4.9投石
投放石料将干净的石子(16—31．5mm)缓缓倒进孔内(石子宜采用单粒级配，以提高石子空隙率，使砂浆充分填充)，投入量应大于计算桩孔体积。此时注浆管继续压入清水冲洗，直至溢出的泥浆比重小于1．05时为止，使石子空隙间的泥浆基本冲洗干净，有利于砂浆与石子间的胶结。
4.10洗孔
在碎石投加过程中及碎石填满以后应用注浆泵将清水通过注浆管不间断注入孔内，到注入一段时间后检测出泥浆比重，当其比重小于1.08时方可停止向孔内注水而结束清洗。
4.11注浆
这一过程所采用的机具是砂浆泵，利用它将水泥砂浆通过注浆管然后压入到孔内。采用的砂浆泵类型为SGB一10型或者是与此型相似的砂浆泵。普通钢管即可作为注浆管。普通的硅酸盐水泥通常是作为砂浆材料，其中砂的粒径应不大于0．5mm。进行砂浆的配置时，需要根据设计的强度要求配比。注入一定量的砂浆后，为了避免由于重力作用导致泥浆向土体大量扩散的现象发生，需要降低用浆量并且开始逐渐向上拔管，要根据注浆量进行控制拔管的速度，确保每次拔管的间距为0．5m拨管期间应不间断地进行注浆。当孔口翻浆比重已经达到注入砂浆比重的95％时，可以进行一次拔管。此外，为确保注浆的质量，还应注意在注浆的过程中孔口石料会因为注浆管的振动而产生下沉，所以需要在注浆过程中不间断的补料，而且由于桩顶浆液会在注浆后下沉，所以要进行回灌作业。
5.桩身质量的检测
目前国家规范的桩身完整性检测的方法包括四种，即低应变动测法，高应变动力试验．钻孔取芯和声波透射法。无损低应变动测法和钻孔取芯法是目前对碎石注浆桩检测的常用方法。无损低应变动测法是根据其所测波形情况，对于桩身所存在的缺陷和扩颈情况进行判断，并且能够通过桩底反射波信号可以估计桩底持力层和沉渣的情况。这是一种操作简单便捷，并且费用低廉的检测手段。钻孔取芯法则是一种较为直观且简单的检测方法，利用它可以检查碎石注浆桩的混凝土胶结、密实度的状况，并能检测出桩身混凝土的实际强度。因此，这种技术不但能够检测出其桩身混凝土的配制技术．而且可以检查其灌注质量。
6.施工中注意的几个问题和相应措施
6.1单桩压浆量不足
压浆时最好采用整排承台群桩一次性压浆，压浆先施工周圈桩形成一个封闭圈，再施工中间，能保证中间桩位的压浆质量。若出现个别桩压浆量达不到设计要求，可视情况增加压力，加大临近桩的压浆量作为补充。
6.2串孔现象
由于地层空隙率及持力层裂隙的存在，在A桩进行注浆时可能会有水泥浆溢到相临B桩中，可能造成注浆管堵塞，致使B桩今后可能注浆失败。
6.3冒浆
压浆时常会发生水泥浆沿着桩侧或在其他部位冒浆的现象，若水泥浆液是在其他桩或者地面上冒出，说明桩底已经饱和，可以停止压浆；若从本桩侧壁冒浆，压浆量也满足或接近了设计要求，可以停止压浆。
7.结束语
碎石注浆法充分发挥了碎石桩和注浆法这两种注浆加固方法各自的优点，是一种新型的软基处理技术。该技术可操作性强、施工简便、工期短、施工噪音小，注浆材料对环境无污染，其社会效益和经济效益显著，值得在国内大力推广应用。
【参考文献】
［１］徐景刚.碎石注浆桩在桥头软基处理中的应用[J].中国新技术新产品，2008（8）.
［２］李中华.公路工程碎石注浆桩施工技术[J].今日科苑，2010（8）.