碎石注漿樁施工技術(shù)在高速公路的運(yùn)用

時(shí)間:2022-08-30 09:18:56

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碎石注漿樁施工技術(shù)在高速公路的運(yùn)用

摘要:隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,公路工程規(guī)模呈不斷擴(kuò)大趨勢(shì),為確保交通出行的安全性,人們對(duì)高速公路工程的施工質(zhì)量提出了更多更高的要求。在高速公路工程施工中,通過使用碎石注漿施工技術(shù),能夠有效提高路基的施工質(zhì)量,提高施工效率,有效延長高速公路的使用壽命。首先論述了碎石注漿樁施工技術(shù)的基本原理與特點(diǎn),然后以某一高速公路工程為例,對(duì)碎石注漿樁施工技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行了詳細(xì)分析。

關(guān)鍵詞:高速公路工程;碎石注漿樁;施工技術(shù);要點(diǎn)

在高速公路工程施工過程中,常常會(huì)用到碎石注漿樁施工技術(shù),不但可以提高施工速度,而且能夠有效提高樁間土的承載能力。另外,運(yùn)用碎石注漿樁施工技術(shù)時(shí),施工設(shè)備比較輕便,不會(huì)產(chǎn)生較大的噪聲,施工效率比較高,有助于樁間土摩擦力的減少,能夠更好地加固公路路基,顯著提高高速公路工程的整體施工質(zhì)量?;诖?,本文就碎石注漿樁施工技術(shù)在高速公路工程施工中的運(yùn)用展開探討。

1相關(guān)理論基礎(chǔ)概述

1.1碎石注漿樁施工技術(shù)的基本原理

碎石與水泥砂漿能夠產(chǎn)生一定的物化作用,進(jìn)而形成注漿樁,屬于一種小型鉆孔灌注樁,是膠結(jié)體樁。一般情況下,注漿樁的直徑為25~75cm,注漿樁的最大長度為30cm。碎石注漿樁施工技術(shù)的基本原理為:在對(duì)碎石注漿樁的直徑進(jìn)行設(shè)計(jì)過程中,施工單位要運(yùn)用小型鉆機(jī),根據(jù)相關(guān)設(shè)計(jì)要求,小型鉆機(jī)應(yīng)達(dá)到規(guī)定的深度,在鉆孔內(nèi)置入注漿管,然后投入碎石料。在投放工作完成以后,施工單位需要注入漿液,其中漿液應(yīng)從下到上進(jìn)行逆流,直至漿液上升至地面,然后漿液會(huì)漸漸固結(jié),最后形成樁。在漿液向鉆孔進(jìn)行流入過程中,漿液常常會(huì)滲入周邊的土體中,漿液與土進(jìn)行有效結(jié)合,能夠有效提高周邊土體與樁體的摩擦力。

1.2碎石注漿樁施工技術(shù)的特點(diǎn)

使用碎石注漿樁施工技術(shù)只需要使用比較輕便的施工機(jī)具,在施工中對(duì)其進(jìn)行快速運(yùn)用,同時(shí)碎石注漿樁施工技術(shù)對(duì)施工場(chǎng)地并沒有非常高的要求,在施工過程中不會(huì)產(chǎn)生較大的噪聲,從而在較大程度上基本不會(huì)影響周邊居民的正常生活。另外,當(dāng)注漿樁漿液滲入土體內(nèi)部時(shí),能夠有效提高樁體與周邊土體的摩擦力,進(jìn)而能夠有效提高高速公路路面的荷載承載能力。

2案例分析

2.1工程介紹

某高速公路工程總長度50km,設(shè)計(jì)速度為80km/h,路基寬度24m,雙向四車道,瀝青混凝土路面結(jié)構(gòu)。根據(jù)地質(zhì)勘察資料可知,該工程施工區(qū)域的地質(zhì)特點(diǎn)為:上層為2.2m厚度的亞砂土地層,中層為8.6m厚度的灰色淤泥質(zhì)保護(hù)軟土層,其中軟土路基面積比重是比較高的,極大程度上提高了該高速公路工程路基的施工難度,極易出現(xiàn)嚴(yán)重的路基不均勻變形現(xiàn)象,難以保證高速公路道路的承載能力。綜合考慮,施工單位最終決定選用碎石注漿樁施工技術(shù)。

2.2碎石注漿樁施工技術(shù)要點(diǎn)

2.2.1施工流程碎石注漿樁的施工流程:鉆孔→清孔→投石→注漿→質(zhì)量檢測(cè)。2.2.2技術(shù)要點(diǎn)1)前期準(zhǔn)備。首先,測(cè)量放樣,將施工現(xiàn)場(chǎng)地面上的碎石、腐殖土等清理干凈,然后進(jìn)行測(cè)量放樣,精準(zhǔn)確定樁位中心,同時(shí)以樁位中心為圓心,將“樁身半徑”+“護(hù)臂厚度“作為鉆孔半徑,標(biāo)劃鉆孔圓周以及撒布石灰線;其次,鋼護(hù)筒埋設(shè),從孔口位置埋設(shè)鋼護(hù)筒,防止鉆孔施工階段發(fā)生孔口坍塌,其中鋼護(hù)筒的長度為1.0m,選擇黏土將鋼護(hù)筒的周圍填實(shí),以免孔口泥漿流失;最后,樁機(jī)就位,將樁機(jī)移動(dòng)到標(biāo)注位置,然后按照規(guī)定要求進(jìn)行調(diào)整,保證位置偏差≤10cm。待就位之后采用方木墊平鉆機(jī),確保鉆機(jī)穩(wěn)固。同時(shí)鉆機(jī)主動(dòng)鉆桿必須和樁中心對(duì)準(zhǔn),使鉆桿處于垂直狀態(tài),傾斜度≤1%。2)鉆孔。鉆孔是碎石注漿樁施工過程中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。在本工程中,碎石注漿樁設(shè)計(jì)長度為0.3m。根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況,選用合適的鉆孔設(shè)施,合理設(shè)計(jì)鉆頭與鉆探深度,嚴(yán)格控制鉆孔的垂直度誤差,不得高于1%,與此同時(shí),在實(shí)際施工過程中,施工單位需要定期檢查鉆孔的垂直度。在進(jìn)行鉆孔施工過程中,常會(huì)產(chǎn)生多種雜物,如泥質(zhì)土、砂土等,為提高鉆孔的施工效率,施工單位要及時(shí)清理孔內(nèi)的雜物,并且對(duì)泥漿的比重及時(shí)進(jìn)行檢測(cè),不得高于1.25。因?yàn)榭字袝?huì)存有一定量的雜物,因此實(shí)際鉆孔深度要比設(shè)計(jì)孔深要大一些,為避免出現(xiàn)塌孔現(xiàn)象,施工單位需要利用鋼筒來進(jìn)行護(hù)壁施工。3)清孔。在使用鉆機(jī)過程中,常會(huì)產(chǎn)生很多的雜物,對(duì)樁體的穩(wěn)定性與承載能力造成極大的影響。因此,施工單位除了要對(duì)鉆孔質(zhì)量進(jìn)行及時(shí)檢驗(yàn),還應(yīng)及時(shí)清理鉆機(jī)的底部。一般來說,施工宜分兩次進(jìn)行清孔施工,當(dāng)鉆孔成型以后進(jìn)行第一次清孔,選用沖水槍進(jìn)行清渣。當(dāng)泥漿比滿足設(shè)計(jì)要求時(shí),方可進(jìn)行第二次清孔施工。4)投石。在進(jìn)行投石施工之前,為保證石料的強(qiáng)度與含泥量滿足施工要求,施工單位要對(duì)石料的性能進(jìn)行檢驗(yàn),在施工中不得使用質(zhì)量不達(dá)標(biāo)的石料。與此同時(shí),針對(duì)石料的粒徑,應(yīng)將其控制在20~40mm,同時(shí)需保證石料粒徑的均勻性,石料的表面要保持整潔,最大程度上要保護(hù)孔洞與注漿管。在進(jìn)行投石施工之前,施工單位需在鉆孔的上部設(shè)置串筒,通過利用串筒,向孔洞中投放碎石,當(dāng)碎石高度上升至1.5m時(shí),為避免出現(xiàn)孔洞塌陷現(xiàn)象,施工單位需設(shè)置鋼筋籠,有效保護(hù)孔洞。將注漿管加設(shè)在孔底,當(dāng)石料的投放高度達(dá)到設(shè)計(jì)要求以后,為保證注漿的通暢,施工單位需及時(shí)清洗注漿管。5)注漿。在注漿施工過程中,需要配置砂漿泵,在鉆孔中注入水泥砂漿,在進(jìn)行注漿施工過程中,應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求,合理確定漿泵型號(hào)與灌漿材料。在本次施工過程中,主要選用水泥膠結(jié)料作為普通硅酸鹽水泥,選用粒徑不大于0.5mm的砂子,碎石注漿樁的樁體混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度不得小于C15。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果,最終確定水泥砂漿配合比,即:水泥∶砂∶水=1∶0.75∶0.5。選用砂漿機(jī)來拌制水泥漿液,在完成拌制以后,在注漿槽中存放水泥漿液,在進(jìn)行注漿施工之前,需要選用0.8mm×0.8mm的水網(wǎng)來過濾水泥漿。在進(jìn)行注漿施工過程中,施工單位需將砂漿液注入所有鉆孔中,當(dāng)注漿達(dá)到一定程度以后,施工單位需適當(dāng)降低注漿速度與注漿量。當(dāng)水泥砂漿上升到鉆孔孔口位置時(shí),方可停止注漿施工,然后施工單位需要進(jìn)行拔管施工。在進(jìn)行注漿施工過程中,因?yàn)榭卓谖恢锰幍乃槭谑艿阶{管振動(dòng)作用下會(huì)出現(xiàn)下沉現(xiàn)象,為有效避免出現(xiàn)這種現(xiàn)象,施工單位應(yīng)選用布料來對(duì)其進(jìn)行有效穩(wěn)固處理6)碎石注漿樁的質(zhì)量檢測(cè)。在施工結(jié)束以后,施工單位應(yīng)根據(jù)施工標(biāo)準(zhǔn)與施工要求,對(duì)碎石注漿樁的質(zhì)量進(jìn)行詳細(xì)檢查。其中,碎石注漿樁的檢查項(xiàng)目與允許偏差,如表1所示。

2.3碎石注漿樁施工質(zhì)量的有效控制

1)在進(jìn)行成孔施工過程中,當(dāng)鉆孔達(dá)到涂層分界線位置處時(shí),為確保鉆孔施工的順利開展,施工單位要及時(shí)降低鉆孔速度,同時(shí)需采取一些有效措施,以避免出現(xiàn)塌孔、斜孔等不良現(xiàn)象。在進(jìn)行鉆孔過程中,施工單位要保證鉆孔的垂直度,誤差不得大于1%,一旦出現(xiàn)明顯的傾斜現(xiàn)象,施工單位要對(duì)其進(jìn)行及時(shí)調(diào)整。為有效提高鉆頭的利用率、降低鉆頭的磨損度,施工單位在進(jìn)行鉆孔過程中,需對(duì)鉆頭上進(jìn)行注水,降低鉆頭鉆進(jìn)時(shí)的溫度。2)針對(duì)碎石注漿管的沉降特點(diǎn)與位移特點(diǎn),施工單位要對(duì)其進(jìn)行及時(shí)檢測(cè),根據(jù)獲取的檢測(cè)結(jié)果,對(duì)相關(guān)施工參數(shù)進(jìn)行有效調(diào)整,以提高碎石注漿樁的施工質(zhì)量。3)為避免出現(xiàn)回漿現(xiàn)象,施工單位要嚴(yán)格根據(jù)注漿流程來進(jìn)行注漿施工。在進(jìn)行注漿施工之前,施工單位要有效校正與調(diào)試注漿設(shè)備,同時(shí)需及時(shí)清理干凈孔中全部的雜物;建立健全注漿質(zhì)量管理體系,這樣能夠在出現(xiàn)問題時(shí),可以對(duì)其進(jìn)行快速處理與解決,促使注漿施工更加安全與穩(wěn)定。4)在進(jìn)行碎石注漿樁施工過程中,施工單位要進(jìn)行沉降檢測(cè),以了解與掌握地基地表沉降和分層沉降情況,為避免出現(xiàn)縮頸與塌孔現(xiàn)象,施工單位要嚴(yán)格控制鉆孔的垂直度,偏差不得高于1.5%。

3注意事項(xiàng)

1)打樁必須嚴(yán)格貫徹由周圍至中間的順序,相鄰兩臺(tái)鉆機(jī)的間距不小于10m,以防止鉆機(jī)施工過程中產(chǎn)生振動(dòng)而造成塌孔。2)若鉆機(jī)鉆進(jìn)速度突然變快,則表明地質(zhì)條件可能出現(xiàn)了變化,就須合理調(diào)整鉆機(jī)進(jìn)尺速度,同時(shí)提升泥漿比重,以防止出現(xiàn)塌孔和縮頸等現(xiàn)象。3)注漿壓力須符合規(guī)定要求,以免漿液擴(kuò)散到其余樁位,從而影響施工效果,提升施工難度。所以須結(jié)合項(xiàng)目實(shí)際狀況科學(xué)確定與嚴(yán)格控制注漿壓力。4)根據(jù)地質(zhì)條件合理調(diào)整水泥用量,若地層滲透性比較強(qiáng),表明土層孔隙大,注漿可能會(huì)出現(xiàn)擴(kuò)散,因此需加大水泥用量;若地層滲透性較弱,則要適量減少水泥用量,以提升漿液擴(kuò)散率。此外,注漿量需要綜合分析地質(zhì)條件,若注漿量不足可能會(huì)引發(fā)斷樁。5)成孔后須及時(shí)檢查,然后快速投入碎石,防止清孔后泥漿比重降低或是受地下水影響,導(dǎo)致碎石注漿樁效果不佳。6)注漿和拔管階段,所有樁位須一次性完成,確保施工的穩(wěn)定性、連續(xù)性,防止長時(shí)間停頓造成堵管或者斷樁。7)如項(xiàng)目施工現(xiàn)場(chǎng)遇到了軟土地層,就須采取有效措施進(jìn)行處治,以免影響碎石注漿樁施工質(zhì)量。與此同時(shí),在高速公路工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)規(guī)劃階段,需要高度重視環(huán)境與水文保護(hù),項(xiàng)目施工現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)配置工作人員負(fù)責(zé)施工廢棄物的清理,尤其是施工過程中形成的廢水,必須引入到指定處理區(qū)域。在具體操作過程中工作人員應(yīng)佩戴防護(hù)性備,防止污染樁體。8)針對(duì)碎石注漿樁的承載力,應(yīng)采用靜載試驗(yàn)方式進(jìn)行確定。由于復(fù)合地基實(shí)施靜載試驗(yàn)的難度系數(shù)比較大,需要的試驗(yàn)時(shí)間比較長,因此確定選擇單樁試驗(yàn),從而得出單樁極限承載力。

4結(jié)語

在高速公路工程施工過程中,碎石注漿樁是一種非常重要的施工技術(shù),通過采用碎石注漿樁施工技術(shù),有效提高路基的承載能力與穩(wěn)定性,方便施工,有效緩解噪聲污染問題。本文對(duì)碎石注漿樁施工技術(shù)在高速公路工程施工中的運(yùn)用進(jìn)行了深入研究,以期對(duì)高速公路工程的施工起到一定的借鑒作用。

作者:吳曉東 單位:山西路橋第六工程有限公司