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摘要：碎石注浆桩在软土地基加固处理中具有明显优势，并且高速公路桥台软土地基加固处理中采用碎石注浆桩可以在投资少、效益高的基础上达到很好的加固效果，具有很明显的经济和社会效益。基于此，本文概述了碎石注浆桩，结合某高速公路工程为例，对高速公路工程施工中碎石注浆桩的应用进行了探讨分析，旨在保障高速公路的安全运行。
关键词：碎石注浆桩；高速公路；软土地基；应用
碎石注浆桩是高速公路软基加固中，提高地基土承载力方法之一。该施工工艺在施工中所产生的振动和噪音均较小，对地基和周围环境所造成的影响较小，同时施工操作较为安全可靠。以下就高速公路工程施工中碎石注浆桩的应用进行探讨。
1 碎石注浆桩的概述
1.1碎石注浆桩的工作原理分析。注浆桩主要是由碎石和水泥砂浆胶结而成的小型钻孔灌注桩，由成桩工艺方面来看，碎石注浆桩属于钻孔灌注桩，而从桩的材料来看，碎石注浆桩又属于胶结体桩。主将桩的工作基本原理是利用小型的钻机设计直径，钻至所设计的深度成孔，然后吧注浆管放到钻孔的底部，再投放碎石料。一般来说，注浆桩的直径为30cm-70cm，适用于桩长小于或等于30m的注浆桩。在投放碎石料的过程中，利用注浆管放水清洗孔壁。再碎石料投放工作完成后再进行注浆，浆浆液一般从下往上逆行，等到浆液灌注到地面时，便可以固结成桩。浆液不仅可以再钻孔中渗透、固结碎石形成桩，还可以向周围土体渗透，令土体和桩体两者之间形成一个由土和砂浆相结合的过渡带，从而大大地增加了周围土体和桩体之间的摩擦力，所以综上所述，注浆桩从受力的特性看，同时又属于摩擦桩。
1.2碎石注浆桩的主要特征。碎石注浆桩在施工过程中所使用的施工机具比较轻便，可以用于快速施工，并且对于施工场地的要求比较低，施工时所造成的噪音比较小，对于施工场地的周边居民日常影响比较小。同时，由于碎石注浆桩的浆液发生的渗透现象，大大地加强了桩体和桩体周遭土体的摩擦力，有利于提高桩体对于行驶车辆的承载力，而且碎石注浆桩技术的施工工艺操作过程较为简单，为施工质量的控制提供了优越的条件。由于上述的种种优点，我国的碎石注浆桩技术近年来有着极大的发展，尤其是在高速公路的地基处理过程中，可以尽最大限度地发挥这项技术的优点。
1.3碎石注浆桩与其他类似的软基加固方案经济技术对比。（1）CFG桩和搅拌桩要求施工场地周边无既有建筑物，处理深度浅且受既有建筑物和地层性质影响；（2）碎石桩和碎石注浆桩对施工场地没有特殊要求，但碎石桩受加固土体的剪切强度控制，强度太低，难以成桩；碎石注浆桩没有这方面的缺点，相反碎石注浆桩能提高桩端承载力，提高侧阻强度，改善周边土体性质。
2 某高速公路工程的概况
某高速公路工程中的桥头软土地基加固工程中，该桥头位于水塘内，路基填筑高度达到10m。经过对工程地质、水文地质等的综合考虑，最终决定采用碎石注浆桩。桩的直径控制在50cm，沿着道路的前进方向进行布置，呈现排状，桩位按照正三角形进行布置。桩的间距设置为3m或者3.5m两种。在每个碎石注浆桩的顶部还需要现浇钢筋混凝土盖板，其尺寸为150cm×150cm×20cm，其强度为C25，同时在盖板内布置一层钢筋网，其尺寸为14cm×14cm，钢筋的直径为12mm。
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3 高速公路工程施工中碎石注浆桩的应用分析
碎石注浆桩采用的是工程钻进旋转循环钻孔成桩的方式。其在施工中所产生的振动和噪音均较小，对地基和周围环境所造成的影响较小，同时施工操作较为安全可靠。因此在高速公路软土地基的加固中广泛应用，以下结合某高速公路工程为例对其应用进行分析。
3.1碎石注浆桩施工工艺流程的分析。桩位测放→埋设护筒→钻机就位→钻进成孔→第一次清孔→下放导向管→下注浆管→碎石投放→洗孔→加压注浆→边压浆边拔注浆管边补碎石→成桩→测桩体7 d的试块强度→凿桩头→现浇桩顶盖板。
3.2碎石注浆桩施工中的成孔要点分析。（1）桩位测放。当进行桩位测放时，应确保其偏差控制在20mm以内。（2）埋设护筒。当进行钻孔的钻进时，如果孔口的泥浆流失严重的话，可能会导致钻孔出现坍塌的问题，因此为了确保钻孔施工的顺利，应在孔口埋深钢护筒，这样可以有效的预防成口后向孔内抛投碎石时造成孔口塌方的问题，本工程中所采用的护筒直径为60cm，埋设的深度为1.2m～1.5m之间。在埋深护筒时，为了确保桩位的精确，在钻进前埋设了骑马桩。护筒埋设完成之后，在其四周填筑一层粘土，并进行夯实，从而确保护筒在施工中不出现位移。（3）钻进成孔。当进行钻进成孔时所采用的泥浆为地表水加黄泥制作而成的，其比重在1.15g/cm3～1.25 g/cm3之间。碎石注浆桩成孔的工艺与钻孔灌注桩相同。（4）第一次清孔。当钻孔施工达到设计深度之后，此时钻头应保持原位进行空转，并采用正循环泵清孔的方式将孔内的渣土清除出来。清孔作业应确保沉渣的厚度在10cm以内。清孔符合要求之后，应及时将钻头提出，并移开钻机，之后采用检孔器对钻孔的质量进行检测，主要应检测钻孔的孔径和垂直度。
3.3碎石注浆桩施工中的投石注浆。主要表现为：（1）下放导向管和注浆管。为了有效的确保投石导向管垂直度的稳定性，应在护筒口设置孔口板，同时在孔口的两侧放置方木用于对孔口板进行支撑。本工程中的孔口板是采用方型钢制作而成，其尺寸为1.0m～1.5m，其厚度至少应超过5mm，中心圆孔的直径为600mm。当孔口板设置完成之后，应确保其稳定。导向管为圆形漏斗状，其高度应控制在1.2m以上，管顶孔口的直径为48mm，而管底孔口的直径为30mm，在两口中心各设一注浆管导向环对注浆管进行固定。本工程采用的注浆管为直径50mm的钢管制作而成，每一管节的长度在2.5m～3m之间。注浆管的底端应密封，同时从底板以上50cm长度内的注浆管壁应制作成花管的形似，管壁上应设置直径为8mm～10mm的小孔。通过两个导向环的作用将注浆管准确的插入到孔底内，同时与孔底保持至少10～15cm的距离。（2）碎石投放及洗孔。首先通过导向管将粒径为20mm～40mm的碎石投入了孔内，当碎石达到导向管的底口之后，将导向管移除，继续进行碎石的投放，直至碎石达到孔口设计标高。碎石投放过程中，应同时在注浆管中注入清水，进行洗孔。当孔口泥浆的比重低于1.05g/cm3之后，即可认为洗孔完成。（3）加压注浆。本工程所配制的水泥砂浆，其主要的组成成分为32.5级的普通硅酸盐水泥、粒径小于0.5mm的砂以及适量的水。水灰比控制在0.4～0.5之间。桩体混凝土的设计强度为C15。经过试验分析，本工程所采用的水泥浆的施工配合比为水：水泥：砂=0.5：1：0.75～0.80。当进行水泥浆的制作时，采用的是砂浆机进行拌和，同时采用水网对其进行过滤，水网的方格尺寸为0.8mm×0.8mm，通过水网之后将其存放在注浆槽内。
4 结束语
综上所述，高速公路中的桥头跳车是主要的公路病害之一，传统的解决措施往往会造成施工工期的延长，而采用碎石注浆桩可以有效的提高地基土的承载力，减小工后沉降，同时也能有效改进施工组织，因此对高速公路工程施工中碎石注浆桩的应用进行分析具有重要意义。
参考文献：
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[2]邱军廷等.公路工程碎石注浆桩施工技术[J].河南科技，2010（18）
[3]焦新平.论公路工程碎石注浆桩施工技术[J].黑龙江科技信息，2012（36）
论文作者:王超,周波
论文发表刊物:《防护工程》2017年第17期
论文发表时间:2017/11/28
标签：碎石论文; 注浆论文; 钻孔论文; 高速公路论文; 直径论文; 导向论文; 孔口论文; 《防护工程》2017年第17期论文;