浅析池河闸上游堤防塌岸粉喷桩处理施工

摘 要：河道堤防塌岸处理的方法很多，但是不同的工程实际情况不同，采用的处理方案也不同，文章结合池河闸上游堤防塌岸情况，详述了粉喷桩设计和施工方法。

关键词：河道塌岸；粉喷桩；处理施工

引言

池河闸上游右岸桩号0+330～0+390位置处堤防，因池河闸上游治理，水位被降到19.0高程，清基前此处是晒干的河底滩地。根据施工设计图纸和堤防工程施工规范的要求，堤防填筑前需清基30cm左右且将表层耕植土及淤泥土清除。清基后工作面是较好的粉质壤土，在堤防填筑施工中，发现此断面有明显裂缝且整体向迎水面滑坡、塌陷。经现场勘测钻孔后发现，此段堤防表层坡脚处为厚度1.0m粉质粘土，粉质粘土以下为淤泥质层，淤泥层厚度平均为3.0m，淤泥层以下为砂层。

1 粉喷桩设计方案

根据池河闸塌岸处地质情况和现场具体施工条件，结合目前的施工技术水平，由于淤泥层较厚，并且位于池河闸上游紧邻池河闸，地质情况为淤泥质流沙层，为防止影响池河闸，首先排除清淤回填方案，计划采用水泥土粉喷桩处理的施工方案。

设计参数及方案布置：处理段总长60m，桩顶高程20.0～21.8m，施工时停灰面应高于此高程0.5m，底高程14.0m，桩径500mm，间距1400mm，呈梅花型布置。水泥土粉喷桩采用P.O42.5水泥，水泥掺入量不低于16%，水泥土粉喷桩28天无侧限抗压强底不低于1.8Mpa。

2 粉喷桩施工方案

根据以上分析最终采用粉喷桩处理，具体方案如下：

2.1 施工准备

施工现场配备各种计量仪器设备，做好计量装的标定工作。

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。

对软基处理施工范围按图纸要求进行平台土方回填及整平工作。

对软基粉喷桩处理范围进行实地测量放样，并采用钢卷尺测量定位出每根粉喷桩的桩位，采用木桩插入土层做好明显标识。

在施工现场选定适当位置，搭设水泥棚，水泥棚搭设满足水泥存放标准，并对进场水泥进行取样检测试验，检测试验合格后方可投入使用。

2.2 施工工艺及方法

2.2.1 主要施工工艺流程

测量放样→机具就位、调整→预搅下沉至设计深度→喷粉搅拌提升至离地面30cm处→重复搅拌下沉至设计深度→重复搅拌提升至离地面30cm处→移动至下一根桩

2.2.2 主要工作原理

粉喷桩属于深层搅拌法加固地基方法的一种形式，它利用水泥材料作为固化剂的主剂，通过特制的搅拌机就地将软土和固化剂强制搅拌，利用固化剂和软土之间发生的物理反应和化学反应，使软土硬结成具有整体性、水稳性和一定强度的优质地基。

2.2.3 施工工艺简述

（1）场地整平。在软基处理范围内，在软基上按设计图纸回填土方至20.0m高程，由于本工程工期紧，连续降雨导致回填土含水量大，为保证施工机械正常施工，采用水泥土回填，压实确保机具就位安装平稳，不产生局部沉降，同时保证排水畅通。

（2）测量放样。根据设计图纸，采用全站仪测量放出软基处理范围，木桩定位以做出明显标识；按设计图纸粉喷桩桩位平面布置图中桩位间距要求，采用钢卷尺丈量定出每根粉喷桩具体桩位，并采用木桩插入土层做标识。

（3）机具就位。在场地内组装钻机，并进行开钻前调试工作，确保钻机各项性能指标达到正常状态。移动钻机至施工桩位定位、对中，并调整钻机水平稳定。

（4）预搅下沉。启动搅拌钻机，钻头边旋转边钻进至设计深度。施工中，为不致堵塞喷射口，不喷射材料而是喷射压缩空气，钻进一定深度启动一次，将泥砂从喷射口吹出。鉆孔深度由钻机上刻度盘指示为准，桩长误差不得大于10cm，垂直度偏差不得大于1.5%。

（5）提升钻杆、喷粉搅拌。当钻机钻进至设计深度后，启动搅拌钻机及喷粉装置，钻头呈反向边旋转边喷灰边提升，使土体和粉体充分拌和，提升速度一般按0.5m/min控制，当喷粉搅拌提升至离地面30cm时，粉喷机停止喷粉只搅拌，同时采取复搅措施。

（6）复搅。为保证桩体的强度和喷粉均匀性，对桩体需进行复搅措施，第二次搅拌施工不喷粉，搅拌深度为整个桩体深度，复搅施工钻杆下沉及提升速度与第一次喷粉搅拌相同，施工工艺与喷粉搅拌施工工艺一致。

（7）提出钻杆，移位至下一个施工点。

2.3 施工注意事项

水泥用量的多少是粉喷桩质量好坏的关键，施工中，水泥掺量严格控制不小于设计量；施工中若发现喷粉量不足，应整桩复打，复打的喷粉量应不小于设计量。

严格控制喷粉标高和停粉标高，在提升过程中不得中断喷粉，确保桩体有效长度，严禁在未喷粉的情况下进行钻杆提升作业。

钻机钻进深度满足设计要求，要求桩底应嵌入地基硬层，以进入持力层50cm为止；当钻杆钻头提升至地面以下30cm时，送灰器停止喷粉，并采用人工回填粘性土压实。

为保证桩体的强度和喷粉的均匀性，整个桩体在第一次喷粉搅拌结束后对桩顶2m范围复喷一次，并对整个桩体需进行第二次复搅措施，只搅拌不喷粉，确保固化料与地基土均匀拌和。

在喷粉搅拌施工中，若遇停电、机器故障等原因，造成喷粉中断时必须进行复打，复打应重叠孔段应大于1.0m。

施工设备必须配置良好的粉料计量装置、压力表、桩孔深度刻度盘等计量装置，严禁不合格设备的投入使用。

储灰缸单次储粉量应不小于一根桩的用量加50kg，当储量不足时，不得进行下一根桩的钻孔施工。

钻孔施工中，应及时检查钻头直径磨损量不大于1.0cm，否则应及时更换钻头。且不宜采用直径过大的钻头，以小于53cm为宜。

粉喷桩施工应由外围向中间顺序进行打桩施工，桩的平面位置偏差控制在±5cm，垂直度偏差不大于1.5%。

2.4 故障的排除与防治

2.4.1 卡钻。实行慢速钻进；改进钻头；如位置较浅，可用其他方法疏松土层后再钻；如果提升钻杆时卡钻，则应暂停喷粉，待正常后再喷粉。

2.4.2 喷粉不畅或堵塞。检查空压机运行情况，调整气源压力，处理输气源压力，处理输气的密封不严，确保正常输气；清除固化料中的杂物和大颗粒，改用合格水泥，提出钻头清理喷嘴；喷粉不畅时，操纵喷粉阀门由关到开，由开到关，反复多次。

2.4.3 断桩。水泥应妥善保管，防止受潮，固化料使用前过筛，确保合格水泥使用；经常检查管道，确保输灰畅通；喷灰计量要准确，供分气压要准确；提升钻杆前要喷灰1～2min后均匀搅拌提升；钻头或输灰管道堵塞，应立即停桩清理；对已断桩应将上部断桩打除后，以水泥砂浆补桩或邻位打桩。

2.4.4 空心桩。当土层含水量低于20%时，宜采用钻孔时适当注水或根据监理工程师指令改用喷浆搅拌桩工艺。

2.4.5 桩体强度不均。控制钻杆提升速度，确保均匀提升、均匀喷份、均匀搅拌；经常检查计量称，保证计量准确；经常检查输灰管路的喷粉量和供气气压，确保平稳送灰；遇松软土层或粘土层应调整输出转速，保证钻杆适应性，使喷灰均匀；调整空压机气压，确保气压稳定。

2.4.6 漏桩。应逐桩编号，成桩过程中应逐排逐号前进；桩位应做明显标记，并注意施工中不得损坏；设专职人员做施工记录，认真记录施工桩号、桩长、喷灰量等施工技术参数数据，并为钻机移位做提前指导；对遗漏的桩位予以及时补好。

3 结束语

河道塌岸处理的方法很多，应对不同的塌岸情况采用不同的加固方案。针对淤泥层较厚，且在淤泥层上部覆盖一定厚度的耕植土特点，采用水泥土粉喷桩施工方案既经济又避免了因挖掘机等重型机械在淤泥层施工带来的二次安全隐患，并且能满足工程工期、进度等方面要求，在很多工程中被广泛推广应用。

作者简介：徐立波（1967，7-），男，汉，安徽省定远县人，本科，工程师，主要从事水利工程建设与管理。