试论粉喷桩施工技术在公路软基处理中的应用

宋成林　卢永豪

河南兴豫公路工程有限公司

试论粉喷桩施工技术在公路软基处理中的应用

宋成林卢永豪

河南兴豫公路工程有限公司

粉喷桩施工具有工期短、成本低、施工便捷，加固效果理想等特点，在公路工程软基处理中对地基总沉降量及不均匀沉降量能够有效减少，经处理后能够有效增强地基承载力，且在一定程度上避免土体侧向形变。因此，公路施工中粉喷桩技术得到了广泛应用。本文主要对粉喷桩复合加固技术的概况、技术应用及质量控制进行了简要地分析。

粉喷桩复合加固技术；范围；原理

一、粉喷桩复合加固技术的概况

1、粉喷桩复合加固技术的应用原理

粉喷桩也被称作加固土桩，是通过深层搅拌的方式加固路基的一种技术。作为新型饱和软粘土路基加固的方式，深层搅拌技术选用的固化剂主剂主要是水泥、石灰等材料，在充分搅拌固化剂与软土时，将会在这两种物质之间产生各种化学效应，以此对软土的整体性、水稳性进行有效增强，进而达到符合施工条件的强度。粉喷桩进行软基搅拌处理时主要选用的是粉体状固化剂，其水泥在软土中喷入的量与路基处理的效果有着直接的影响，在施工现场会受到各种施工因素的限制，如土质的特性及施工现场的环境等，因此提高桩体的强度比和水泥产量比会出现一定的差距。在掺入水泥时，必须控制好用量，必须太少或太多，如果掺入的水泥量太少，就会导致水泥和土体颗粒之间的具有较差的反应，就不能达到预期的固化效果。通常情况下，将其掺入水泥的比例控制在5%以上。

2、粉喷桩复合加固技术的理及特点

与其他软基处理技术相比，粉喷桩复合加固技术不仅具有低成本、施工流程简单、应用范围广等优势，还具有以下几个特点：首先，在粉喷桩加固技术施工中主要采用吸收水分好的水泥进行固化剂的制作，这样就可以加快固化反应的实现，在后骨节处理中具有较好的效果，这种施工技术对浆喷柱的桩体承载力要高出许多。其次，粉喷桩和周围土体发生作用形成的复合路基，在加固土体中只有0.6%的压缩量，这种技术具有较强的承载力和较高的复合变形模量。再次，粉喷桩复合加固技术在施工过程中具有较小的噪音污染、振动量也很小，这样就不会影响到附近的环境及建筑。最后，这种技术可以对路基的沉降量进行科学有效地控制，基于此，土体在加固后不会出现密度改变的现象，更不会产生土体重量加大情况下进行加固，其沉降量也随之增加的情况。

二、粉喷桩施工技术在公路软基处理中的应用

1、施工准备

（1）技术资料准备

在公路工程软土地基施工前，必须准备好相关的技术资料，主要有土工实验报告、工程地质报告、水泥粉喷桩位布置图等。

（2）表面清理

在公路工程施工前期，施工企业必须将地面表层的杂物清理干净，将低洼路段进行粘土回填，同时进行平整碾压，确保其压实效果。在地质条件不好的路段可以进行碎石垫层及砂土的设置，在较软地表的路段施工企业可以选取符合施工规范的技术进行有效处理，避免机械设备出现下沉现象。

（3）测量放样

在放样过程中必须确保全部桩位的准确性，同时对桩位进行准确标识，确保桩位偏差要在5厘米以下。

2、选择材料

水泥要选择质量符合国家相关规定的普通水泥或矿渣水泥等，在公路工程软基处理施工中坚决不能使用过期、受潮及结块等质量达标的水泥。

生石灰也是粉喷桩复合加固施工中重要的施工原料，在生石灰的选用中必须将其碾磨成粉末状，并对其质量进行有效保障，不能出现杂质。

在粉煤灰选用中，必须将其成分中的二氧化硅及氧化二铝的含量控制在大于70%的范围内，在检验合格后，才能用于软基处理施工。

3、机械选择

在采用粉喷桩施工机械进行施工时，主要组成部件包括动力机构、操作机构、粉体发送器、搅拌钻头及空气压缩机等，在软基处理施工前要进行机械设备的试运行。

4、施工流程

第一，在施工开始前要将钻机平台调整好，确保导向架垂直于搅拌轴，将钻头与孔位中心对齐。第二，将钻机启动并进行钻进工作，严格按照先慢后匀速的顺序进行速度的良好控制，在施工运行后将其转速控制在30r/min的范围内，其钻进速度控制在0.5m/min，并确保钻进速度的均匀性。停止钻进时必须确保在设计桩底标高的10厘米到20厘米之间。第三，当钻孔深度与施工需求相符合时，就可以进行钻头反转作业。与此同时，要利用粉体发送器进行喷粉作业，并对喷粉量进行有效控制，确保提升钻头和送粉作业同时进行，不能出现一前一后的现象，当出现套管漏气或管道堵塞的现象，必须将喷粉作业暂停，及时处理后，再进行施工作业。第四，在钻进施工中如钻头和地面的距离只有0.5米时，必须将喷粉作业停止，将提升钻头的速度进行有效降低，此时需要进行压缩空气的输送。第五，在公路工程软基处理施工中有效进行复搅施工，可以极大地增强桩身的强度。在喷粉作业彻底完成后，要对计量仪进行检测。

三、公路软基处理中粉喷桩技术的质量控制

1、施工前应进行成桩工艺性试验，根数控制在5根以上，各项工艺参数确定后，向监理单位进行上报及确认，只有这样才能进行施工作业。在大范围粉喷桩施工前期，必须对工艺性试桩单桩、复合地基进行承载力试验，进而对其设计参数进行确定。

2、在粉喷桩施工中，应确保选择的机械设备性能能够对粉喷桩相关施工要求进行最大限度地满足，如喷粉的均匀性、桩的完整性等。搅拌机械必须进行灰度自动记录仪的配置，并确保其在有效使用期内。成桩施工中，如出现停浆状况，应确保接桩重叠后进行再次施工，接桩长度必须控制在0.5米以下。如停机在3小时以上，必须将输浆管道拆除，并进行清理，补桩施工可在原桩位附近进行。

3、浆液配置好后应避免离析现象的出现，确保浆液供给的连续性，并指派专人对固化剂用量、外加剂用量及泵送浆液时间进行准确、详细地记录。施工过程中，应对加固料总量、桩长、复拌长度等进行确定，并对成桩质量进行检定。如出现质量不符合施工规定的情况，必须及时选用与之相适应的方式进行处理，一般选用补桩等方式。

4、不能随意将施工过程中出现的不合理加固料进行排放。必须立即回收处理施工过程中浆体喷射搅拌桩漫出的浆液，避免对环境造成严重污染。如桩头位置出现破损情况，为避免对桩完整性造成影响，必须将桩头切除，其机械一般选用截桩机等。当软土地基的含水量在30%以下时，土中水分将不足以粉体水化；当含水量过高在70%以上时，水分又太多造成桩体强度的严重不足。采用搅拌的方式将黏土、粉体及水三者进行充分搅拌，促使其最大作用的发挥，形成桩体。如果不实行复搅作业，粉体喷出后其形状不能呈现出的脉冲状，而是层状，这样极大地降低桩体强度并损坏桩体。粉体掺入量对着桩质量有着直接影响，进行粉体量计算是其施工的关键，现阶段采用的电子称称重法及灰罐体积法都具有一定局限性，至于计算方式还需要相关研究人员继续探索。

四、结束语

综上所述，公路作为道路交通的重要方式，在其发展过程中，不仅是国民经济增长的基础，还与人们的生活、工作关系密切，软土路基作为公路建设的主要病害问题，在施工过程提高软基处理技术尤为重要，粉喷桩复合加固技术作为软土地基化学加固的主要表现形式，在软土地基处理中能够有效地增强路基的整体性、水稳性及强度。这种技术的广泛应用可以有效地提高施工的整体质量。

［1］周金鹏；粉喷桩加固高速公路软土路基的机理与设计［D］；南京理工大学；2013年

［2］周利金；傅鹤林；万剑平；粉喷桩处理软基方案设计及施工［J］；湖南交通科技；2016年03期

［3］蒋立志；粉喷桩在高速公路软土路基处理中的分析应用［J］；中外建筑；2011年07期

［4］刘汉龙；高速公路软土地基处治新技术进展［A］；第一届全国公路科技创新高层论坛论文集新技术新材料与新设备卷［C］；2012年