公路软基处理中粉喷桩的施工控制措施

史会强　张晓丽

摘 要：公路工程施工中会有软土路基存在，由于其形成原因及构成复杂，在对软土路基进行使用时，容易发生安全事故从而导致经济损失。因此应实施合理的改善。粉喷桩的运用则是对软基采用粉体固化剂进行搅拌处理的一种方式，存在效益高、效果明显且应用广泛的特点。文章针对软基处理中粉喷桩施工控制措施进行了简要阐述。

关键词：公路工程；软土路基；粉喷桩

中图分类号：U416 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2014）14-0158-02

1 粉喷桩的应用分析

1.1 粉喷桩的固结原理

粉喷桩的运用时通过采用水泥粉体作为固化剂，用压缩空气通过专用的粉喷特制搅拌机械向软弱的地层中对粉体进行喷入，拌和地基深部的软土和固化剂，通过水泥具备的水解化作用，会有物理和化学反应产生，硬结软土，实现地基强度的提升。该方法处理后能够快速得到使用。对软土地基承载能力的快速提升以及地基沉降量的减少发挥着显著作用。加固土的性质对水泥加固体的强度进行确定，例如：含水量、水泥标号、有机质含量、掺入量以及品种等。

1.2 粉喷桩的适用范围

粉喷桩加固技术在黏性土、淤泥、饱和黏土等天然含水量为35～70%的地基中进行加固最为适宜。当存在一定粉喷量时，软基土会有较低的天然含水量，则会形成较高的地基加固强度。

1.3 粉喷桩的特点

粉喷桩地基加固技术不仅具有工艺简单、适用范围广、效益高且效果显著等特点之外，对比其他软基处理方法，还有以下几方面特点：

①通过对充分吸收软土中的水分，形成固化反应，通过该处理方法操作后的桩体，会有较高的承载力及良好的固结效果。②粉喷桩和周围土体出现共同作用，从而有复合地基出现，具有较低的加固土体的压缩量，且承载能力与复合变形模量相对较高。③粉喷桩施工具有噪声低、振动小以及对周围建筑物及环境的影响较小。④基本上不会由于加固对土体密度造成影响，所以，有效地将地基加固中增加土体自重导致下卧层附加沉降发生的现象得到避免。

2 粉喷桩的施工工艺

2.1 工艺流程

在现场进行粉喷桩施工时，应先对表层进行处理，对抽水、整平及清淤工作进行落实。其施工流程主要包括：放样、粉体喷射搅拌机械入场、预搅下沉、提升喷粉搅拌使其与地面相距30 cm、重复搅拌下沉、重复搅拌提升至与地面相距30 cm、对搅拌机械关闭、砂砾垫层的铺筑、土工布的铺设、路堤填筑。当粉喷桩施工完成超过60 d后即可对路面工程进行施工。有专人对搅拌机每次下沉或提升的时间进行记录，控制时间误差，使其低于5 s。在提升之前应存在向桩底送粉的等待时间，避免有提升却未喷粉的现象存在。

2.2 粉喷桩施工的施工要点分析

①对粉喷桩施工前的施工组织设计进行做好。将施工技术人员的岗位职责和操作规程进行制定。②为了使水泥粉喷桩的长度得到严格控制，应确保场地处于平整状态，并将其高差控制在±5 mm最为适宜。③选取水泥及有代表性的软土，根据设计要求对设计掺灰量下的水泥无侧限抗压强度进行测定，当确保强度与设计要求相符后，即可对施工掺灰量进行确定。④在具有代表性的软土路段下实施工艺性试验桩，通常情况下桩数应超过10根，通过试验桩对机械性能、钻机下沉、地层情况、提升速度、下沉与提升中遇到的阻力以及复搅工艺等因素进行掌握。通过检测对成桩质量特别是桩强度均匀性的影响进行认可之后即可对技术参数得到确定，使其发挥施工依据的作用。⑤为了使喷灰量的均匀性及搅拌充分得到保障，在喷灰的过程中应实施恒压操作，提钻喷灰时应运用慢挡，而钻进与复搅施工中则采用中速挡进行操作。⑥对喷灰时间与停灰时间进行严格控制，禁止有喷灰中断的现象发生。当由于电机机械故障或停电导致喷灰中断时，应实施复喷处理，要求复喷重叠孔应有超过1 m的施工。⑦沿桩长对水泥粉喷桩掺灰量实施均匀送达，使其与设计要求相符，对每延米计灰进行坚持，例如：与设计喷灰量相比，当每延米喷灰量较少时，应采用补喷灰的方式进行及时操作，要求补喷灰浆应超过设计喷灰量，并存在超过50 cm的搭接长度，促使桩身强度得到保障。⑧当存在较低的土层含水量时，水泥粉喷桩桩身会有疏松状态出现，有较低的强度存在。所以，对于硬壳层等较干土层而言，应在施工时进行适当加水，使其含水量控制在45%～60%的范围内，对桩身的密度及均匀得到保障，进一步提升了桩身的强度。对于较大含水量的土层而言，桩身强度会有显著降低，当施工中出现该现象时，应对掺灰量进行适当增加。运用90 d龄期的无侧限抗压强度作为加固土强度标准值，通常控制在0.8～2.0 MPa范围内。通过处理后的复合地基承载力可达到160～180 MPa，甚至还要高。必要情况下可采用全桩长取芯的方式对粉喷桩的质量进行检测。

3 粉喷桩施工的注意事项和质量控制

3.1 粉喷桩施工的注意事项

对孔位放样时，应根据设计要求对加固钻机桩体的位置进行确定。在固定时要求搅拌轴处于垂直状态。对搅拌钻机启动，实施钻孔操作，结合定位要求对钻头实施缓慢钻进，当满足一定转速之后，应实施匀速钻进。为了不对喷射口造成堵塞，在钻进过程中不对加固材料进行喷射，而只喷射压缩空气的方式，根据钻进的深入，在原位对待加固土体实施搅动。当钻进达到设计标高之后，即可停止钻进。反转钻头，使钻头处于反向，进行边旋转边提升操作。此时，粉体发送器开始进行喷粉，即通过喷射口将加固粉体料向搅拌的土体中喷入，充分拌和土体与粉体料，使送气压力和喷粉量得到保持，同步开展提升与送粉，避免有先提升后粉喷的操作出现。在喷粉的过程中，应对喷粉计量仪的数字变化实施随时观察，当有减少或突然停止的现象出现时，应对喷粉实施暂停并记录，便于补粉或复搅操作。当钻头提升达到与地面相距0.5 m时，即可对喷粉停止，运用压缩空气的方式，避免影响后期的施工工艺。特别注意对提升速度降低，禁止最后0.5 m的地基内有水泥带入的现象发生。对粉喷桩计量仪实施检查，当有喷粉量不足或缺陷存在时，应对整桩实施复打操作。

3.2 质量控制措施

在雨天施工时，当存在较大空气湿度，会对粉喷量产生显著影响，因此在良好的天气条件下进行施工。对钻孔喷粉和停止粉喷的标高实施严格控制。应根据设计要求使粉喷桩的长度得到保障。在喷粉的过程中禁止有中断现象发生，要求喷粉与钻杆的提升处于同步状态，避免先提升钻杆后喷粉施工。为了使桩体的质量得到保障，喷粉应同步与钻杆的提升进行操作。为了使桩身的垂直度得到保障，应对严格的导向架以及搅拌轴的垂直度检查制度进行制定，促使每个作业班次检查都达到两次以上，倾斜度<1%。在重复搅拌时，应对提升与下沉速度进行特别控制，促使地基加固处理的深度范围内的每个位置都有充分的搅拌时间存在。

4 结 语

总之，作为一种效果明显、经济合理的软基加固处理技术，粉喷桩存在适用范围广、及较强的发展潜力。粉喷桩的施工工艺相对复杂，作为关键环节，施工质量控制发挥着重要作用。因此在施工过程中，应实施严格控制，运用有针对性的质量控制措施，有效地实现软土地基处理时粉喷桩的施工质量及处理效果的提升。

参考文献：

[1] 付凌云，刘运飞.高速铁路粉喷桩复合地基临界桩长的测试研究[J].长江科学院院报，2009，（12）.