探析碎石注浆桩施工技术在公路工程施工中的应用

探析碎石注浆桩施工技术在公路工程施工

中的应用

引言

作为在公路工程建设中常常使用的施工技术，碎石注浆

桩的好处是显而易见的，首先其施工设备较其他相对轻便，

对于场地的要求并不高，在进行施工时噪声污染程度较低，

对于周围环境造成的负面影响较少，与此同时碎石注浆桩能

够承受的压力上限高，操控上更容易推行。在公路工程建设

中使用碎石注浆桩时，使用价值上相对较高，因此在我国的

公路建设项目中，对碎石注浆桩开展研究探索工作就显得尤

为重要，文章结合以往工程实践经历，对于公路工程中开展

碎石注浆桩相关技术手段分析探讨，为广大同行和施工技术

人员提供理论知识上的借鉴和参考，共同提升公路工程项目

操作经验。1碎石注浆桩的应用原理从我国进行高速公路工程建设

开始，到现在公路工程建设的技术手段相对成熟，获得了长

足的进步和发展，在促进我国经济腾飞，地方经济文化发展

方面也提供了便利，是形成产业聚集区、促进产品流通的重

要基础。在进行公路建设中，常常会碰到公路基建很差的情

况，公路基础在先天上就存在不足之处。碎石注浆桩属于钻

孔灌注桩，在规制上一般很小，小型碎石块和水泥制成的砂浆是主要选用原料，通过碎石块和水泥胶结而成。在这个背

景下，按照成桩工艺标准可以把浆桩归结为钻孔浆桩类，而

在桩材料方面，可以将该注浆桩划分到胶结体桩类别。这类

注浆桩的直径大体上在0.3-0.7米之间，适用桩长度小于等于30米。碎石注浆桩的主要应用方法是利用小型钻孔器为主要

工具，根据设计孔径、设计深度钻地而成为钻孔，后期再将

注浆设备安放在钻孔底部，进行投入小型碎石料作业。碎岩

材料在进行注入的同时，还需要借助注浆材料管进行灌水操

作，以便于对孔壁进行清理。投入碎岩材料后开始注浆作业，

所浇注的浆液一般采用由下向上的方式进行逆向浇注，到达

地面后固化成为桩。在钻孔进行的时候，浆液渗透碎石后开

始进行固化，形成工程中需要的碎石桩，开始想周边的土质

进行渗透。在这样的操作下，桩体和土质之间形成过渡层，

土、砂浆在这个地方开始融合，使得桩体和周围土质摩擦力

增强，基于这类操作原理，碎石注浆桩又可以归类成为摩擦

桩。2技术应用关键元素

基于以上碎石注浆桩的应用原理，其属于复合形式的地

基，主要针对软土质层进行应用，可以进行地基处理，比如

在建设公路时，铺设地点主要土质为淤泥和粉质沙土的时候，

就可以使用碎石注浆桩。但碎石注浆桩也并不是适用于所有

土质路面，当建设地含水量较小的时候，其应用的效果最为明显，但含水量很大的地点在使用碎石注浆桩的时候，存在

一定的局限性。

碎石注浆桩在施工时应该安装一定的顺序进行，由钻孔

到清孔再到注石最后是进行注浆。这种顺序的操作工艺只是

其主要步骤，并不全面，因此在进行碎石注浆桩建设的时候，

要控制使用施工技术，科学合理的操控技术环节，在质量监

督方面多下功夫。2.1钻孔技术要点解析

大部分公路建设中，通常使用的工程桩直径为0.3到0.7

米之间，桩体长度要小于等于30米，基于此钻机型号中钻

头要适中，直径方面要符合其建设要求，确定其单程钻深要

符合工程需求。

在钻孔的指标方面，应该要控制器垂直度偏差，注意水

泥浆体的比例，合理调节钻孔的深度。在开始钻孔工作的时

候，钻孔要笔直的进入地下，误差要小于等于百分之一，为

了确保钻孔的垂直程度，要边检测边进行钻孔操作。为了防

止钻头温度过高，降低钻头的腐蚀程度，延长钻头的使用寿

命，还要及时进行降温处理。2.2质量监管要点

在钻孔、清孔、注石还有注浆操作工序完成之后，要对

碎石注浆桩进行检验，防止因为质量问题造成的返工。按照

行业相关标准规范，在工程项目结束作业之后，要检查桩身质量。进行检验的手段上往往使用钻孔取芯、声波透射以及

高应变动力测验等方式，碎石注浆桩队形钻孔取芯检验和无

损低应变动态检验。在进行初步检验之后，虽然没有发现不

合格的情况，但是还无法保证未来一段时间内的运行安全。

因此要在检验完成后，监测沉降情况和水平位移，观察地表

沉降，分析地基沉降情况，还要对地基土体和地面的水平位

移情况进行监测，检查孔隙水压力，分析土压力等等。（1）

在地基土地的观测上要采用测斜管观测，在管料的选取方面

采用塑料管，在路堤边坡的底趾部地方进行埋设，并加盖进

行防护。地面水平移动监测中要实行位移边桩观测法，在路

堤两侧底趾部进行埋设，在坡脚部埋设一根，其余在边沟外

侧埋设，在埋置时要采用打入法，回填作业时应紧密桩周。

（2）孔隙水压检测上要采用一孔多只孔压力计的方式来实

施埋设，从砂垫层下方起，两米的间隔铺设。钻进孔洞铺设

时，要仔细记录钻孔，在单孔压计安装完毕时，要立马进行

接收仪器的检测工作，确保孔压计能够正常运行使用。土压

力进行监测的时候，要使用专用的土压力计，水平挖坑进行

埋地铺设，坑底处理上要平整紧实，保证埋地位置正确，在

埋设完单只压力计以后立即进行检测，出现错误后及时纠错，

速度调换。埋设完成后看见水压力计读数逐渐稳定后，开始

后面的填筑工作。（3）沉降监测方面要进行地表沉降、地基

分层沉降等内容的监测，地表沉降需要使用沉降板，地基分层沉降需要使用沉降标。在设置沉降板的时候，要注意选择

在工格栅、土工格室或者砂垫层上进行；分层沉降标要选择

钻孔埋设方式，下套管、泥浆护壁，随着埋设过程接波纹管、

导管。（4）碎石注浆桩还要进行承载力检测，需要对其开展

单桩载荷试验、多桩载荷试验。水泥搅拌桩在进行载荷试验

时要在施工3米后进行，单桩容许承载力试验上，数值要小

于等于120千牛，以此来作为设计承载力的参数值。（5）在

碎石注浆桩开始作业到结束作业的时候，要一直保持持续性

作业，防止中途停工现象发生。在测量的时候要做到精确定

位，精准把控成孔施工质量，大多使用在钻孔边灌水的形式，

在钻孔进行的时候要及时对沙土、泥土块进行清扫，保证钻

孔效果得到完美呈现，避免因为土质过多造成钻孔堵塞。钻

孔作业时要持续性的对泥浆比值进行抽检，沙土成分比值在1.17到1.25之间，淤泥土质成分比值在1.20到1.25之间，

在这种比例下泥浆能够达到科学配比，钻机钻孔时容易往下

推进。在钻孔的时候会遗留砂石，所在钻孔时实际作业深度

要远远超过前期设计深度。2.2清孔技术要点解析

在进行清孔作业的时候，主要操作步骤要分为两次，第

一次对孔洞进行清理时，在孔洞钻成后开始，钻进时深度达

到预期设定深度时，在原位置上对钻具进行回转，排渣时使

用循环冲孔，不断观察沉渣的厚度情况，当沉渣厚度数据小于0.1米时，钻孔内的泥浆比值为1.15，泥浆比值系数达到

预期设计标准时，开始升起钻头移机，使用测绳对孔洞深度

展开测量，对孔洞直径测量则要使用检孔器。最后一次清理

孔洞在注入碎石阶段，两者作业要一起进行，这个阶段孔洞

内的泥浆比值在1.05左右时为最佳状态。2.3注石技术要点解析

在清孔结束后应尽快进行注石操作，孔洞底部放置注浆

装置开始注入碎石。值得注意的是预防石块对孔壁的冲刷，

最好在孔洞顶部放置导向管道，在碎石的选择上，碎石块的

直径在0.2到0.4厘米之间最佳，其注入高度到达标高时停

止作业。2.4注浆技术要点解析

在进行注浆作业的时候，砂浆泵是输送水泥的最佳装置，

水泥浆流经注浆管达到钻孔内，适用型号为SGB-10，与其类

似的同类型砂浆泵在原则上也是可以使用的，注浆管的选材

上不用太专用，寻常的钢管就可以使用，砂浆材质为硅酸盐

水泥。砂的粒径上应小于等于0.5毫米，按照预先设计要求

调和砂浆比值，注入的砂浆量达标时，避免出现因重力原因

出现的扩张现象，适当减少砂浆数量，缓慢地向上抬起砂浆

管，拔管时互相间隔距离为0.5米每次，同时不要停止泥浆

注入，孔口翻浆比值为百分之九十五。注浆质量上要进行严

格把关，注浆管在作业时候会产生震动，导致孔洞内的碎石料逐渐下降，因而在注浆进行时要持续不间断的补充材料，

桩顶部的浆料有下沉迹象时，要注意回灌浆料。3质量监管要点

在钻孔、清孔、注石还有注浆操作工序完成之后，要对

碎石注浆桩进行检验，防止因为质量问题造成的返工。按照

行业相关标准规范，在工程项目结束作业之后，要检查桩身

质量。进行检验的手段上往往使用钻孔取芯、声波透射以及

高应变动力测验等方式，碎石注浆桩队形钻孔取芯检验和无

损低应变动态检验。在进行初步检验之后，虽然没有发现不

合格的情况，但是还无法保证未来一段时间内的运行安全。

因此要在检验完成后，监测沉降情况和水平位移，观察地表

沉降，分析地基沉降情况，还要对地基土体和地面的水平位

移情况进行监测，检查孔隙水压力，分析土压力等等。

（1）在地基土地的观测上要采用测斜管观测，在管料

的选取方面采用塑料管，在路堤边坡的底趾部地方进行埋设，

并加盖进行防护。地面水平移动监测中要实行位移边桩观测

法，在路堤两侧底趾部进行埋设，在坡脚部埋设一根，其余

在边沟外侧埋设，在埋置时要采用打入法，回填作业时应紧

密桩周。

（2）孔隙水压检测上要采用一孔多只孔压力计的方式

来实施埋设，从砂垫层下方起，两米的间隔铺设。钻进孔洞

铺设时，要仔细记录钻孔，在单孔压计安装完毕时，要立马进行接收仪器的检测工作，确保孔压计能够正常运行使用。

土压力进行监测的时候，要使用专用的土压力计，水平挖坑

进行埋地铺设，坑底处理上要平整紧实，保证埋地位置正确，

在埋设完单只压力计以后立即进行检测，出现错误后及时纠

错，速度调换。埋设完成后看见水压力计读数逐渐稳定后，

开始后面的填筑工作。

（3）沉降监测方面要进行地表沉降、地基分层沉降等

内容的监测，地表沉降需要使用沉降板，地基分层沉降需要

使用沉降标。在设置沉降板的时候，要注意选择在工格栅、

土工格室或者砂垫层上进行；分层沉降标要选择钻孔埋设方

式，下套管、泥浆护壁，随着埋设过程接波纹管、导管。

（4）碎石注浆桩还要进行承载力检测，需要对其开展

单桩载荷试验、多桩载荷试验。水泥搅拌桩在进行载荷试验

时要在施工3米后进行，单桩容许承载力试验上，数值要小

于等于120千牛，以此来作为设计承载力的参数值。

（5）在碎石注浆桩开始作业到结束作业的时候，要一

直保持持续性作业，防止中途停工现象发生。在测量的时候

要做到精确定位，精准把控成孔施工质量，对成孔这一重要

部分进行持续关注。注意塌孔现象，如果发生塌孔应立刻停

止钻进作业，对塌孔的部分进行仔细探查，对症下药开始处

理，预防在塌孔事故上出现偏孔。在进行钻孔时要时刻注意

三点一线原则，如果钻孔发生偏斜，要及时启动应急预案，