浅谈道路软基处理中水泥粉喷桩的运用

易学锋

（广州市番禺区地方公路管理总站，广东 广州 511400）

浅谈道路软基处理中水泥粉喷桩的运用

易学锋

（广州市番禺区地方公路管理总站，广东 广州 511400）

文章结合广州市番禺区某市政道路工程，阐述了粉喷桩处理市政道路地基的施工工艺、质量控制措施与检测方法。

软土地基；水泥粉喷桩；施工工艺；质量控制；检测方法

1 工程概况

该道路位于广州市番禺区为某新建市政道路全段长28.28 km，其桩号K5＋350～K6＋300段为多年沉积水溏，地质勘察揭示了本段地层为淤泥质粉砂土层，平均层厚为6.4 m，工程性能差，不能直接作为道路持力层，经多方案的技术与经济比较分析决定采用粉喷桩技术对该段软基进行处理。粉喷桩设计桩长为7 m，桩平面布置呈梅花形，桩间距为1.5 m，在涵洞基础下粉喷桩间距为1.2 m。

2 粉喷桩施工方法

2.1 施工现场的准备工作

（1）粉喷桩施工前应准备下列施工技术资料：施工场地的工程地质报告、土工试验报告、室内配比试验报告、粉喷桩设计桩位图、原地面高程数据表、加固深度与停灰面高程以及测量资料等。

（2）场地平整、清除障碍。如场地低洼应回填黏性土；施工场地不能满足机械行走要求时，应铺设砂土或碎石垫层；若地表过软，则应采取防止机械失稳措施。

（3）根据施工图纸画出桩位平面布置图。

（4）根据桩位平面布置图，在施工现场用钢尺定出每根粉喷桩的桩位，并做好标记，每根桩的桩位误差不得大于5 cm。

（5）在施工现场搭设水泥棚，水泥棚的底部用土填高，使之比周围地面高出 30～50 cm，并铺设一层木板，然后铺设一层彩条布，最后再铺设一层塑料薄膜，以确保水泥不受潮变硬。水泥棚内的水泥储存量应不少于60 t。

（6）对进场的机具设备进行组装和调试，确保机具的完好率，保证满足施工要求。粉体喷射机安放的位置与搅拌机施工最远处之间的距离不宜超过60 m，否则，送粉管的阻力增大，送粉量就不稳定。

（7）一切准备工作结束后进行试桩，以确定成桩的各项技术参数。确定好钻进速度、提升速度、提升时的管道压力及喷灰时管道压力等技术参数。掌握水泥搅拌的均匀程度及下钻、提升的困难程度，确定合适的技术处理措施。

2.2 施工方法

（1）定位。做好复测工作，在以后的施工中应经常检查桩位标记是否被移动，确保粉喷桩桩位的准确性。机具移至桩位处并使钻头正对竹签，复核机架的垂直度。

（2）启动空压机送气，钻机正转并垂直钻进。当控制双螺旋搅拌头到达设计桩底标高时，钻机反向转动，启动送灰机送灰，待水泥送至喷灰口（一般约1 min）后再提升钻头，根据电子称重装置显示的喷灰量调节调速电机，这样边喷粉，边搅拌，边提升。

（3）当钻头提升至地面下0.25 m时停止送灰，关闭送灰机。此时钻机迅速换档，重复搅拌，直至电流表达到100 A以上停止复搅。

（4）复搅结束后，关闭空压机，消散所有管道压力，钻机主电机停机。

（5）开启液压步履，钻机移位。

3 粉喷桩施工的质量控制措施

3.1 粉喷桩施工前质量控制措施

（1）加强对施工机械设备的检验。每台桩机必须配置可以控制桩身每米喷粉量的记录器，且记录器上的任何一个可操作的按钮和开关不得用于设定或操作时间、深度、喷粉重量、桩位编号、复搅深度、复搅次数等参数，防止伪造施工记录；桩机上的气压表、转速表、电流表、电子秤必须经过标定，不合格的仪表必须更换。

（2）加强对原材料的检验。粉喷桩所用水泥必须经过试验室抽检，满足规范的要求；水泥的堆放应该符合防雨、防潮的要求，严禁使用过期、受潮、结块、变质的水泥。

（3）施工前必须进行工艺试桩。由于地质条件的不同，为了克服盲目性，确保粉喷桩加固地基收到预期的效果，在粉喷桩施工前必须进行工艺试桩。

3.2 粉喷桩施工过程中的质量控制措施

（1）桩长按进入持力层控制。粉喷桩宜尽量打至持力层上，并且要进入持力层50 cm左右。在施工过程中，桩底设计标高往往与持力层并不一致，施工单位容易出现桩长于设计标高控制的现象，如在桩尖下预留几米软土，则会有较大的工后沉降量。故粉喷桩实际施工桩长应按进入持力层控制。判别是否进入持力层的方法可由钻机钻到最深时的下钻速度和电流表的读数来判定，这两个参数是在工艺试桩时确定。

（2）粉体计量控制。粉喷桩的质量好坏与水泥掺量的多少及喷粉的均匀性有直接的关系，因此，如何来计量粉体是控制的关键。目前一般较为常用电子称重法与钻机深度相结合的计量装置，它能记录反映深度、相对应每延长的喷粉量、总灰量等。粉体计量控制主要应注意两点：一是要保证喷粉的均匀性，关键是掌握好钻头的提升速度；二是从开始喷灰到钻头处出灰有一定时间，钻机钻至桩底后，必须预喷停留一段时间，方可提钻。

（3）复搅拌控制。水泥与土搅拌均匀程度是关系到粉喷桩桩体强度的关键因素。大量的施工实践已充分证明粉喷桩复搅与不复搅的质量相差很大。钻头喷出的粉体往往呈脉冲状，若不充分搅拌，粉体在桩中呈现层状，形成一种“夹生”，这样的桩即使水泥掺入量再多也没有强度。复搅的作用在于通过充分的搅拌使粉体与土及水得到比较完全的接触与作用，促使桩体的形成。为了确保搅拌的均匀性，施工时要严格掌握好钻机提升速度、搅拌叶旋转速度等，并应尽量采用全桩复搅以保证质量。当桩长较长、土体天然含水量较高、黏性重时，应采用“二喷二搅”的施工工艺，即：钻进，钻至桩底后慢档提升、喷灰、搅拌至停灰面；钻进、复搅、复喷至桩底，提升、搅拌至停灰面，移位。防止出现“沉桩”现象。

4 粉喷桩的质量检测

因为粉喷桩属隐蔽工程，工序环节多，施工控制难度较大。粉喷桩复合地基质量检验是保证工程成功的重要手段。

4.1 粉喷桩质量控制标准

粉喷桩质量控制标准见表1。

表1 粉喷桩质量控制标准

4.2 粉喷桩的检测方法

（1）桩距、桩径及钻杆倾斜度的检测。在每处粉喷桩施工过程中，随机按规定频率用吊锤对钻杆倾斜度进行现场检测；对已成桩7 d的粉喷桩，随机按规定频率挖出桩头，然后用卷尺对桩距、桩径进行检测。

（2）桩体强度及桩长的检测。第一，对成桩7 d的粉喷桩，随机按规定频率进行如下几项检测：①破去桩头0.3～0.5 m表层水泥，进行外观检测，主要检测其桩体外观是否圆顺，水泥土搅拌是否均匀；②用轻便触探仪对开挖出来的桩头进行强度检测，根据N10贯入10 cm的锤击次数或N10的连续贯入30 cm的锤击次数来判定桩头强度是否合格。不合格的桩，在成桩28 d后进行钻芯取样检测。第二，对成桩28 d的粉喷桩，随机按规定频率进行钻芯取样检测：①检测桩体粉喷是否均匀，桩体有无断粉现象，桩长是否达到设计要求；②对粉喷桩的芯样进行加工，磨制成等高试件做无侧限抗压强度，应尽可能在芯样上、中、下3个部位各磨一组，一组3个试件，用3个试件的代表值评定强度。

（3）单桩和复合地基承载力检验。对某一场地施工质量有疑问时，最终可以采用静荷载试验，检查复合地基承载力或单桩承载力。静荷载试验场地不小于3点，取3点试验的代表值，检查其是否满足设计要求。粉喷桩在质量检测方面虽有多种方法，但由于试验设备和技术等因素的限制，只能限于浅层。对于深层强度与变形等检测目前还没有更好的方法，有待于今后进一步研究解决。

5 结束语

粉喷桩就其自身性质来说是一种介于钢性桩与柔性桩之间的一种桩型，其刚度、抗压强度和抗侧压力作用均小于刚性桩而大于柔性桩。粉喷桩可以完全改变软土的性质，它与桩间土形成的复合地基，可以大大提高承载力，减少沉降。粉喷桩处理软基是一种行之有效的工艺手段，与其他软基处理手段相比，具有施工方便、工期短、工后沉降小等显著优点。

Discussion on Cement Powder Sprayed Pile’s Application in the Road Soft Ground Treatment

Yi Xuefeng

Combined with a municipal road project in Panyu District of Guangzhou city, the article describes the construction technology,quality control measures and detection method of using cement powder sprayed pile to deal with the municipal road foundation.

soft ground; cement powder sprayed pile; construction technology; quality control; detection method

U416.1

A

1000－8136（2011）06－0066－02