粉喷桩在桥涵软基处理的应用

杨汶才 张玲 黄鲲鹏

摘要：主要介绍粉喷桩施工技术在梁山县农村公路改造工程，黄河灌区桥涵软土路基处理中的应用，对粉喷桩施工工艺、施工质量控制进行了较为详细的论述。

关键词：粉喷桩 ; 黄河灌区 ; 桥涵软基处理 ; 应用

中图分类号：S773.4文献标识码：A 文章编号：

Applications of bridge power spraying pile in the soft foundation treatment

By Yang Wencai The traffic engineering quality office of Jining city

AbstractIt mainly introduces the applications of the power spraying pile construction technology in rural highway beam renovation project and the Yellow River irrigation area bridge soft soil foundation treatment, it has described in detail the pile construction technology and construction quality control

Key wordspower spraying pile the Yellow River irrigation areabridge soft soil foundation treatment application

梁山县农村公路改造桥梁工程有１３座农村公路桥位于黄河灌溉区，该地区土层都是多年黄河水冲积而成，大多为高压缩性褐黄色粘质粉土和流砂，层间分布，天然含水量高，地基承载力极低。在这种地基上建造小桥涵，如果处理不好，就可能出现地基的局部破坏乃至整体滑动等失稳现象。我们采用水泥粉喷桩加固小桥涵软土地基，较好地解决了这一工程问题。下面结合工程实际对采用水泥粉喷桩加固小桥涵软土地基施工工艺与质量控制方法进行探讨。

1、设计简介

梁山县农村公路改造桥梁工程(下简称“本工程”)粉喷桩设计桩径为50ｃｍ，间距1.5ｍ，喷灰量60kg/m，按梅花型布置，桩长以穿透软、流塑层进入硬塑层不少于50cm为原则，通常为８～１２ｍ。

2、施工准备

2.1 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。

2.2 三通一平。开工前把水、电引入工地，一般1台深层水泥搅拌机需用77kW，2台需用160kW；临时便道要修通；场地要平整；有河沟要做围堰，排除积水，铺满片石。

2.3 施工机具准备，根据水泥粉喷桩的设计根数、长度和工期，选用l～2台PH-5型粉喷桩机，配备空压机、喷粉机、储灰罐等。

2.4 粉喷桩的施工工艺根据设计要求的配比和实测的各项施工参数通过试桩来确定。试桩一般为５根，通过试桩来确定钻进速度、提升速度、搅拌速度、喷气压力、单位时间喷粉量等。

2.5 粉喷桩所用的水泥(42.5＃普通硅酸盐水泥)应符合设计要求，并有产品合格证，并经室内检验合格才能使用，严禁使用受潮、结块变质的加固料。

2.6测定桩位。机械设备进场前，要测定桩基轴线、定位点和水准点，桩位要进行编号，以便顺序施工。

2.7劳动组织。搅拌机每个台班由8～10人组成。

3. 施工工艺

3.1搅拌桩施工工艺流程

粉体喷射搅拌机械就位→预搅下沉→喷粉搅拌提升至离地面0.3m处→重复搅拌下沉→重复搅拌提升直至离地面0.3m→关闭搅拌机械。

3.2操作步骤为：

(1)钻机就位：吊钻机对准位后，使钻杆垂直，倾斜度小于1％，桩位偏差小于5cm。

(2)钻进：启动钻机，钻头边旋转边钻进、(喷入压缩空气而不喷入粉体)边搅拌。

(3)停钻：当钻进到达设计标高后停钻。

(4)提升：启动钻机，钻头是反向边旋转边提升，同时通过粉体发送器将水泥喷入土中，使土体与粉体进行拌和。

(5)停喷：当钻头升至距原地面50cm时停止喷料。

(6)复拌：重复搅拌至桩长三分之一提升钻头，搅拌至第一次停喷的位置，成桩结束。

4、施工控制

4.1、要根据工艺试桩确定的各种操作技术参数制定施工要点，供现场操作人遵守。

4.2、严格控制钻孔下钻深度、喷粉高程及停灰面，确保粉喷桩长度和喷粉量达到规定要求。深度误差不得大于5cm，水泥损耗量平均不得大于1kg/m。粉喷桩要穿透软弱土层到达强度相对较高的持力层，并深入硬土层50cm，持力层深度除根据地质资料外，还应根据钻进时电流表的读数值来确定，当钻杆钻进时电流表的读数明显上升，说明已进入硬土层，如能持续50cm以上则说明已进入持力层。

4.3、搅拌机每次下沉或提升的时间必须有专人记录，时间误差不得大于5s，提升前要有等待送粉到达桩底的时间，防止出现提升却未喷粉的情况，具体时间随机械类型与送灰管长度而变化。

4.4、在桩上部1/3范围内应重复搅拌一次，并且复搅长度不足5m的，按5m施工。特别需要指出的，对于软土天然含水量大于70%的地段，要求复搅长度应贯穿软土层。

4.5、钻进提升时管道压力不宜过大，以防钻孔淤泥向孔壁四周挤压形成空洞。

4.6、在成桩过程中，如发生意外影响桩身质量时，应在12h内采取补喷措施，补喷重叠长度以不小于1.0m为宜。特别困难时以电流表读数明显变化为准。否则应重新打设，新桩距报废桩的距离不能大于桩距的15%。

4.7、对输灰管要经常检查，不得泄漏及堵塞，管道长度以60m左右为宜，不得超过80m。对使用的钻头要定期检查，其直径磨耗量不得大于1cm，但也不宜采用直径过大的钻头（以小于53cm为宜）。

5.检验方法

5.1检验搅拌均匀性：用轻便触探器中附带的勺钻，在粉喷桩身中心钻孔，取出桩芯，观察其颜色是否一致，是否存在水泥浆富集的“结核”或未被搅匀的土团。成桩７天内浅部开挖桩头，其深度宜为０.５ｍ，目测检查搅拌的均匀性，测量成桩直径。检查频率为１０％。

5. 2水泥粉喷桩成桩28天后，用钻孔取芯的方法检查其完整性、桩土搅拌均匀程度及桩的施工长度。每根桩取出的芯样由监理工程师现场指定相对均匀部位，送实验室做(3个一组)28天龄期的无侧限抗压强度试验，留一组试件做三个月龄期的无侧限抗压实验，以测定桩身强度。钻孔取芯频率为1％～1.5％。成桩２８天后在桩体上部(桩顶以下0.5ｍ、1.0ｍ、1.5ｍ)分别截取３段桩体进行现场足尺桩身无侧限抗压强度试验，检查频率为２‰，每一工点不少２根。

5.3对粉喷桩取芯后留下的空间应采用同等强度的水泥砂浆回灌密实。

5.4成桩28天后，设计单位对单根桩体也进行了垂直承载力试验，承载力可达到160kN～180kN，复合地基承载力达到250kPa～300kPa，满足设计要求。检查频率不宜少于桩数的0.2％，且不得少于3根。

5.2 外观鉴定

A 桩体圆匀，无缩颈和回陷现象。B 搅拌均匀，凝体无松散。C 群桩桩顶齐，间距均匀。

６、结束语

粉喷桩处理软土地基是一种行之有效且广泛应用的工艺手段,具有施工方便、工期短、工后沉降小等显著优点。但从其设计方法及施工质量管理来看,技术难度较大,如果掌握不好,极易出现偏差,且因其为隐蔽工程,易留下隐患。在施工中要严格按照规范和设计要求施工，完善施工工艺，严格施工控制，就一定能取得满意的工程质量。

参考文献：

1、《公路软土地基设计与施工技术规范》JTJ017-1996

2、《建筑地基处理技术规范》JGJ 79-91

3、《公路桥涵施工技术规范 》JTJ 041-2000

作者简介：

杨汶才 （1972.1—） 男本科工程師专业：建设经济

张玲 （1963.4—）女 本科工程师 专业：交通工程

黄鲲鹏 （1978.10— ） 女 本科工程师 专业：交通工程