碎石注漿樁施工技術在高速公路中的應用

周龍乾

（中建路橋集團有限公司，石家莊 050000）

1 引言

路基是公路的基本結構層，路基填筑質量直接影響著高速公路的結構強度和穩定性，因此，需對路基質量進行重點控制。在公路路基施工中，常會遇到軟土地基，由于土質松軟，若不進行加固處理，在外界環境和行車荷載的作用下容易產生不均勻沉降變形，進而導致面層病害的產生，降低公路行車的舒適性和安全性[1]?，F階段，針對軟土地基處理，常采用的措施有強夯法、水泥攪拌樁法、換填法、碎石注漿樁法等，其中，碎石注漿樁施工是將碎石結構借助水泥砂漿液的膠結作用，構成一種完整且穩定的膠結體樁，施工過程中借助鉆孔機械設備進行均勻鉆孔，并于鉆孔底部安裝注漿導管，利用投放的形式均勻處理碎石礦料，最終得出一種固定且高質量的注漿樁體，具備較高的實用性。

2 工程概況

某高速公路建設項目全線長131.649 km，設計行車速度為100 km/h，雙向四車道設計標準，路基寬度設計為27.5 m，瀝青混凝土路面。地質勘探表明，該高速公路第四合同段所處區域的土層特性為上層亞砂土地層，厚度為2.34 m，中層為灰色淤泥質保護軟土層，厚度為8.63 m，且軟土地基情況繁多，給路基施工帶來一定的困難，同時地基沉降變形情況嚴重，其承載能力不能滿足現階段行車要求。因此，為提高公路路基整體施工質量，改善軟土地基的工程特性，經研究采用碎石注漿樁施工技術進行軟基處理。

3 碎石注漿樁施工技術工程特性分析

應用碎石注漿樁施工技術時，往往需借助高功率的鉆孔設備，采取均勻持續鉆孔的方式，鉆進深度滿足設計要求后再在底部位置加設注漿管，采取投放碎石和注入漿液的形式，構成完整且強度較高的復合樁體[2]，其高度在30 m 以內，直徑小于70 cm。

碎石注漿樁施工過程中，最關鍵的環節之一為碎石投放。為了嚴格控制投放量，需要提前對注漿管進行清潔處理，再均勻連續地將碎石礦料予以投放。投放完畢后再開啟注漿作業，注漿過程中需確保漿液可自下而上進行逆流，直至注漿液標高至路面處時停止，一段時間后，漿液自然凝固成固樁。碎石注漿復合式路基如圖1 所示。

圖1 碎石注漿復合式路基

在高速公路施工應用中，應用碎石注漿樁時一般選用小型施工機械設備[3]。碎石注漿施工，可有效應用于公路軟土路基。為提高碎石注漿樁的施工質量，施工單位應對各項施工環節進行合理控制，施工完畢后做好相應的養護工作，以節約施工成本，縮短工期，碎石注漿樁施工步驟如圖2 所示。

圖2 碎石注漿樁施工步驟

4 碎石注漿樁施工技術要點研究

4.1 鉆孔施工

在實際應用過程中，應及時檢查鉆孔的實際垂直度，確保其滿足設計和規范要求。需要注意的是，鉆孔施工時容易產生較多的泥土和砂土，因此，現場技術人員應定期清理，以此提高鉆孔施工的質量和效率[4]。

4.2 清孔施工

碎石注漿樁的清孔一般分兩步展開，第一步清孔主要是在鉆孔施工完畢后，確保內壁泥漿比小于1.15，且鉆機取出后孔內厚度小于10 cm；第二步清孔需和投石施工同步展開，遵循邊投石邊清孔的原則，同時泥漿比重同樣控制在1.15 以內。

4.3 投石施工

清孔作業完畢后現場應及時組織投石施工，提前對選用的碎石礦料性能進行室內檢測。本項目選用的碎石礦料粒徑在20～40 cm，并采用導管的方式開展投放施工，減少碎石礦料對孔壁的剮蹭，提高投石施工整體質量，待投石高度至孔口位置時即可停止[5]。

4.4 注漿施工

本項目選取的水泥膠結料為P·I42.5 硅酸鹽水泥，各項性能指標均滿足規范要求，具體見表1。正式注漿施工時，現場技術人員需均勻連續灌注砂漿液，注漿量和速率需嚴格控制，并及時進行拔管施工，按照每0.5 m 的間距開展一次拔管，同時利用布料穩固，避免產生碎石料下沉問題[6]。

表1 水泥性能試驗結果

4.5 碎石注漿樁施工質量檢測

碎石注漿樁施工中主要的檢查項目和允許偏差見表2。同時，為檢測碎石注漿樁的施工質量，采用環刀取樣的方式進行室內載荷試驗[7]，其檢測結果見表3。

表2 碎石注漿樁主要檢測項目和允許偏差

表3 碎石注漿樁靜載荷檢測結果

由表3 檢測結果可知，碎石注漿樁施工質量良好，可有效改善公路軟土地基問題，提高路基整體承載能力和穩定性。

5 結語

本文圍繞碎石注漿樁施工技術工程特性和施工技術要點進行研究，總結碎石注漿樁施工中主要的檢查項目和允許偏差，并對碎石注漿樁施工質量進行檢測。研究結果表明，采用碎石注漿樁施工技術可有效改善軟土地基的各項性能，抑制不均勻沉降變形現象，提高路基整體承載能力和結構強度。