粉喷桩技术在水利软基工程中的应用

林元龙

（浙江宇盛建设有限公司，315300）

粉喷桩技术在水利软基工程中的应用

林元龙

（浙江宇盛建设有限公司，315300）

粉喷桩在水利工程中应用非常广泛，笔者结合某泵站工程，介绍了粉喷桩在地基处理的实践应用，并介绍了施工工艺以及施工质量控制要点，可供相关人士参考。

粉喷桩；水利工程；软基处理

一、工程概况

1、工程地质情况

某水利泵站设计自排流量 52m3/s，抽排流量 14.8m3/s，为封闭堤穿堤建筑物，位于 A河左岸，泵站中心线桩号南9+761。泵站排涝面积42.25km2。

工程项目范围内存在的特殊性岩土主要有填土、膨胀土和软（弱）土，其中填土根据物质组成和堆填方式不同可分两类：1层素填土；软（弱）土主要为2-2层淤泥质粉质黏土，局部地方为软塑状粉质黏土；膨胀土主要为3层粉质黏土主要分布于岗地地区。

2-2层，淤泥质粉质黏土：深灰色，流塑，含少量腐植物，局部夹粉土，切面无有光泽，干强度低，韧性低，属高压缩性地基土。厚度: 1.00～15.20m，层底埋深: 2.80～23.60m。[fa0]=50 kPa～70kPa，qik=15 kPa～25kPa。

3层，粉质黏土：灰黄色、褐黄色，硬塑为主，含少量Fe，Mn质结核及浅灰色高岭土团块，切面稍有光泽，干强度高，韧性高，属中偏低压缩性地基土。厚度:0.40～8.40m，层底埋深:1.40～17.00m。[fa0]=220kPa～250kPa，qik=68kPa～70kPa。

2、粉喷桩设计

该泵站的进水翼墙、进水闸、进水池挡墙、泵室、压力水箱、穿堤箱涵及出水口翼墙基础全部采用粉喷桩地基加固处理。共布置桩5226根，设计桩体直径d=500mm，桩长分别为8m、10m，桩体在满足桩长条件下，插入第⑥层重粉质壤土不小于1m。

搅拌桩固化剂采用P.O.32.5级普通硅酸盐水泥，桩体28d无侧限抗压强度不低于180kPa。复合地基承载特征性，进出口翼墙段为120kPa、泵室段117kPa、压力水箱段83kPa、涵身（Ⅰ～Ⅲ）段为163kPa、涵身（Ⅳ）段为130kPa，桩体单桩承载力为106kN。

二、工程施工

1、施工设备

施工设备包括液压步覆式PH-5粉喷桩机、空压机及灰罐机各2台，桩机功率 55kw/台，空压机功率为 22kw，风量 3m3/min，压力为 0.3～0.5MPa。辅助设备：电焊机、氧割机、J6经纬仪、激光测距仪。

2、施工过程

（1）以粉喷桩的工艺试桩为基础得出的各种技术参数，在此基础上对粉喷桩进行施工。在施工前对施工地段应该作清表处理，用土填平低洼地段后，接着进行施工。

（2）粉喷桩在施工中所采用的工艺依次是：粉喷桩机就位；搅拌下沉至桩底；钻头反转(喷粉)；提升至距地面30cm处停喷；复搅至桩底；钻头反转提升至地面；关闭粉喷桩机；移至下一桩点。

在施工过程中从保障粉喷桩质量的要求出发，应在具体的施工中采取控制措施，采取的措施包括以下内容：

①从确保粉喷桩强度的要求出发要控制水泥的用量，每延米的为55kg。

②在施工过程中对袋装水泥应垫高覆盖，避免因为雨淋与受潮而对粉喷效果产生影响。

③粉喷桩机都应配有水泥的电子计量设备，并对水泥在粉喷量方面进行全程的记录，与此同时现场的技术员与监理人员应旁站检查，避免由于水泥用量问题而对桩体质量产生影响。

④以设计桩长为基础，应由专人对成桩搅拌时间进行记录。

⑤从保证桩身质量的层面出发，对于桩身进行二次复搅从而使桩体质量能够均匀一致。

3、施工质量控制要点

（1）在施工质量控制中对粉喷桩的测量定位应做到准确，桩机应作水平调整，从而有效防止在施工中出现桩径倾斜的现象。

（2）粉喷桩施工从其自身来看，由于属于隐蔽工程，因而在施工中必须按照试验桩所确定的施工工艺与工艺参数进行严格有效的控制。

（3）粉体搅拌桩所用的水泥是干粉，桩径50cm，水泥喷入量设计是50～60kg/m。在施工前应作成桩试验，通过试验明确场地的成桩经验与技术参数，明确下钻与提升存在的困难程度，从而决定合理的处理措施，确定输灰泵应有的输灰量，粉体通过输灰泵达到搅拌机的喷灰口所用的时间等施工参数。

（4）几个可以允许偏差值

① 水泥在用量上的误差不能大于百分之一；

② 从确保搅拌的垂直度的要求出发应关注起吊调和所具有的平整度，还应关注导向架对地面所具有的垂直度，该偏差不能大于百分之一点五；

③ 桩位和深度的偏差都不能大于5cm；

④ 搅拌机下沉或者搅拌机提升的时间误差不能大于5秒；

⑤ 在成桩七天以后，应作开挖检查，对桩体成型情况与搅拌均匀程度进行观测，成桩的28天以后对桩身无侧限抗压强度进行试验。抽检桩数的频率不能小于5根，频率为百分之二。

4、质量保证措施

从质量的层面来看，合格的粉喷桩应本身应符合的标准是：灰土搅拌均匀，不出现粉料集中；整齐匀称的外观，没有明显的凸凹；表面成形状态较好；终粉施工桩顶标高差较小，桩顶平齐且没有缺块的情况出现；设计的永久性桩顶截平整，没有松土上浮的情况。

施工的质量应建立在施工前所做的施工组织设计基础上，喷粉量与灰土搅拌次数都应计算出准确数值，处理好施工工艺方面存在的问题；应把握好施工过程中所需要的原材料的质量关；在制桩中应精心操作，杜绝断桩与缩颈等各类质量事故的出现。

从施工质量控制来看，应关注的内容如下：

（1）在施工管理中应关注现场管理的力度。在现场管理中应有具体的管理措施及管理制度，同时还应有最佳的技术力量、最佳的管理者以及最佳的施工方法。从现有的工程质量事故的统计结果来看，由于管理者的指挥与现场管理问题而导致的质量事故大量存在。

（2）技术管理应是具有一定的技术等级的高质量的施工队伍，施工中的骨干员工也具有较强的技术素质，从而确保能够制出满足质量要求的粉喷桩。相反员工如果技术水平低，同时对制桩工艺的了解较少，由一些临时拼凑的人员组成的队伍进行仓促上阵的施工单位在施工中是不可能创造出质量优良的工程的。

（3）在施工过程中所应用的固化剂与各种掺合料应符合标准的要求，材料在进场前应通过严格的检查与试验，材料必须经确认符合要求时才能够进行使用。在施工中应避免使用吸水受潮等不符合国家标准的水泥。

（4）在施工过程中对施工工艺的控制应严格以施工工艺为基础组织施工。施工过程中的钻进速度与提钻速度等都应要按设计的要求进行施工，应设置专职的工作人员负责质量方面的检查，同时做施工记录。

（5）成桩中，由于某种原因而出现的停机，导致成桩工艺出现中断是，搅拌机重新进行起动时，从避免断桩的要求出发，应把搅拌机下沉到规定数值后进行制桩，喷灰量不应低于60kg。

三、结束语

粉喷桩是一种高效、经济和适用的地基处理技术，施工质量直接影响工程的安全，施工中必须严格按照相关的规范、规程、方案实施。

[1] 中华人民共和国行业标准：建筑地基处理技术规范(JGJ 79-91).北京：中国计划出版社，1992.

[2] 中华人民共和国行业标准：公路软土地基路堤设计与施工技术规范(JTJ017-96).北京：人民交通出版社，1997.

[3] 董平，等.混凝土芯水泥土搅拌桩在软土地基中的应用[J].岩土工程学报，2002(2).

TU684

1674-3954（2011）03-0317-01