粉喷桩在处理高速公路软土地基中的应用

刘 彬

(重庆交通建设(集团)有限责任公司)

1 工程概况

某高速公路工程，路线全长37.4 km。其中前9.55公里属城市规划区，剩余27.85 km在原县道的基础上改建。全线桥梁5座(其中:大桥2座、中桥3座)，涵洞104道。本项目初步设计概算11亿元左右。

工程项目中A河一号桥、A河二号桥线路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:素填土;软(弱)土(主要为淤泥质粉质黏土，局部路段为软塑状粉质黏土);膨胀土(主要为粉质黏土)。

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 ～15.20 m，层底埋深 2.80 ～23.60 m。［fa0］=50～70 kPa，qik=15 ～25 kPa。

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0.40～8.40 m，层底埋深1.40 ～17.00 m。［fa0］=220 ～250 kPa，qik=68 ～70 kPa。

经专家研究决定，A河一号桥、A河二号桥桥头段采用粉喷桩进行处理。桥头段为50 m，桩间距为1.3 m，呈梅花形布置;过渡段为20 m，桩间距为1.5 m，呈梅花形布置，同时采用2层土工格栅与一般路段过渡，土工格栅铺设长度为20 m，其中10 m伸入过渡段内，土工格栅采用双向，抗拉强度≥80 kN/m、延伸率≤13%。桥头段采用超载预压，预压期为9个月;20m过渡段采用等载预压，预压期为6个月。

桥头处粉喷桩纵向处理至台前1.5倍的桥台高度外不少于1排桩，横向处理至路堤边坡坡脚外不少于1排桩。

2 工程施工

2.1 施工设备

液压步覆式PH-5粉喷桩机2台、空压机2台，灰罐机2台，桩机功率 55 kW/台，空压机功率为 22 kW，风量3 m3/min，压力为0.3 ～0.5 MPa。辅助设备:电焊机、氧割机、全站仪。

2.2 施工过程

(1)按照粉喷桩的工艺试桩确定的各种技术参数，进行粉喷桩的施工。施工地段施工前应进行清表处理，低洼地段应先用土填平，再进行粉喷桩的施工。

(2)粉喷桩的施工工艺为: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30 cm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。

2.3 施工质量控制要点

(1)粉喷桩测量定位要准确，桩机就位后，一定要进行水平调整，以避免施工中桩径倾斜。

(2)由于粉喷桩施工，属于隐蔽工程，施工过程中一定要按照试验桩的施工工艺以及工艺参数严格控制:桩机的钻进速度、提升速度、喷灰压力、水泥用量、喷灰时间、复搅速度、复搅深度、复搅时间。

(3)用于粉体搅拌桩的水泥为干粉，桩径50 cm，设计水泥喷入量50～60 kg/m。粉喷桩施工前必须进行成桩试验，以掌握对场地的成桩经验和各种技术参数，掌握下钻及提升的困难程度，确定合适的处理措施，标定输灰泵的输灰量，粉体经输灰泵到达搅拌机喷灰口的时间以及预搅下沉速度、喷粉搅拌提升速度、重复搅拌下沉、重复搅拌提升速度等施工参数。

(4)几个允许偏差值。

①水泥用量的误差不得大于1%;

②为保证搅拌的垂直度，应注意起吊调和的平整度和导向架对地面的垂直度，垂直度偏差不得大于1.5%;

③桩位偏差不得大于5 cm，深度误差不得大于5 cm;

④搅拌机下沉或提升的时间有专人记录，时间误差不得大于5 s;

⑤成桩7 d后，应进行开挖检查，观测桩体成型情况及搅拌均匀程度，成桩28 d后应进行桩身无侧限抗压强度试验。抽检桩数的频率为2%，但最小不得小于5根。桩身无侧限抗压强度(28 d龄期)不低于1.0 MPa。

2.4 质量保证措施

合格的粉喷桩应该是灰土搅拌比较均匀，无粉料集中现象;外观整齐匀称，无明显凸凹存在;桩的表面成形较好，呈钻头叶片搅拌上升的螺旋状痕迹;终粉施工桩顶标高应相差不大，具有桩顶平齐，无缺块现象;设计桩顶截断面(永久性桩顶截面)比较平整，无松土上浮现象。

优质不能建立在侥幸心理上，应在施工前做好施工组织设计，计算好喷粉量和灰土搅拌次数，解决好施工工艺上存在的问题.把好原材料质量关;制桩过程中精心操作，坚决杜绝断桩、缩颈、搅拌不均、强度达不到要求等质量事故发生。只要在思想、材料、措施、施工上引起足够重视，粉喷桩的质量就一定能够得到保证。

3 结束语

通过对实验路段的监测，表明桥头处路面沉降差及沉降速率均在规范要求范围内，未出现桥头跳车现象，达到了设计要求，由此可供类似地区的粉喷桩复合地基工程参考。

［1］中华人民共和国行业标准.建筑地基处理技术规范(JGJ79-2002)［S］.北京:中国计划出版社，2003.

［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)［S］.北京:人民交通出版社，1997.

［3］王晓谋，袁怀宇.高等级公路软土地基路堤设计与施工技术［M］.北京:人民交通出版社，2004.

［4］龚晓南.复合地基理论与工程应用［M］.北京:中国建筑工业出版社，2002.1-6.

［5］冯维健，黄平.粉喷桩在广东省高速公路软基处理中的应用［J］.公路交通技术，2002，16(3):27-30.