公路施工中粉喷桩处理软土地基的施工工艺及检测方法的探讨

谢晖

福建厦门（361000）

公路施工中粉喷桩处理软土地基的施工工艺及检测方法的探讨

谢晖

福建厦门（361000）

粉喷桩处理软土地基是加固较厚软弱土层的一种技术，其固化剂直接用水泥充当，运用深层搅拌技术对原位软土和水泥进行搅拌压缩，经过一系列的处理工序之后，构成了形变特征好、强度高、稳定性强的混合柱，提高软土地基的荷载能力，增强基础的稳定性。文章以某工程具体实例分析了公路施工中粉喷桩处理软土地基的施工，探讨了其检测方式。

公路施工；粉喷桩；软土地基；施工工艺；检测方法

某公路段的路基位于软土地基，处于水田地段，土层状态为：表层为厚硬塑层、厚软流塑层、基岩（硬塑层）。根据工程设计要求,运用粉喷桩进一步加固夯实软土地基，设计桩径为50 cm，桩间隔距离是1～2 m，按照梅花形方式布置，桩长以深入硬塑层50 cm以上为原则。一般情况下，桩长在8～12 m。粉喷桩的水泥采用普通硅酸盐水泥。

1 施工准备

在粉喷桩施工前期，应该完善施工技术资料，包括土工试验报告、桩位纵断面图、桩位平面布置图、施工场地工程地质文件、室内配比实验报告、加固深度测量与计算文件、原地面高程数据量表等。清理好施工场地中的障碍，进一步平整场地。施工设备准备齐全，并进行机械组装与运转试验。粉喷桩施工需要按照设计要求参数配比与实际测量的施工参数来确定。使用的普通硅酸盐水泥也应该满足设计要求，进场的水泥必须经过检验，检验合格之后才能入库保存及投入使用。

每个施工团队需要配置灰灌、粉喷机、电焊机、发电机各一个，空压机两台。

2 公路施工中粉喷桩处理软土地基施工工艺

2.1 明确设计指标

粉喷桩设计的桩径是50 cm，使用的水泥是425号硅酸盐水泥，按照地基含水程度，水泥的喷入量范围确定为45～60 kg/m。若含水量低于40%，水泥用量确定为45 kg/m；若含水量在40%～60%，水泥用量确定为50 kg/m；若含水量范围为60%～70%,水泥用量确定为55 kg/m；当含水量超过70%的时候，水泥的用量是60 kg/m。根据要求，28 d龄期的水泥土的无侧限抗压强度必须大于1.2 MPa。

2.2 施工工艺的分析

粉喷桩的施工流程如图1。

图1 粉喷桩的施工流程

本工程中设定的工艺参数为：钻进速度和提升速度确定为0.5～0.8 m/min，确定的搅拌速度是28～50 r/min，空气的压力范围控制在0.2～0.4 MPa，气体的流量是20 L/s。3）粉喷桩的具体施工步骤为：事先准备好深层搅拌设备装置等；进行预搅拌，并下沉到设计标高；提升搅拌速度，将干水泥粉喷至设计桩顶，即地面以下半米处的部位；在粉喷桩上部范围内再次搅拌；重复搅拌提升，上部回填约5%的水泥土，并做好压实工作；搅拌机停止，并移至下一桩位。

3 粉喷桩施工中的注意事项

在施工中应该掌控好停灰面、喷粉的高程以及钻机下钻的深度，保证粉喷桩的长度；同时，尽量不使用粉体计量装置不准确的喷粉机，避免造成喷粉量过多或者过少。

随时查看粉喷桩的搅拌均匀性以及成桩的直径。核查所使用的钻头，测量其直径磨损量，要将磨损量控制在1 cm以内。钻头提升到地面下半米处时，停止喷粉。在喷粉施工中出现故障后第二次喷粉时，其重叠长度必须＞1 m。

在粉喷桩施工过程中，必须连续泵送水泥，途中不能暂停，并且需要专职人员记录下泵送固化材料的具体时间以及固化材料的用量，其误差需＜1%。为了控制好搅拌机的垂直度，应该随时检查起吊装置的平整度以及导向架对地的垂直度是否符合要求。

搅拌机喷粉提升的次数、提升的速度应该和预定施工要求相符合，专职人员记录下搅拌机每次提升或者下沉的时间,下沉深度应该符合设计要求，记录的时间与实际时间之间的误差不能＞5 s。储灰罐的容量＞一根粉喷桩的用灰量+50 kg。如果储灰量不能满足一根粉喷桩用量时，不能对下一根粉喷桩进行施工。

在施工过程中，必须严格按照既定技术参数进行。工作人员应该记录下钻进速度、喷粉量、压力、钻进时间和钻入深度等，工程监理人员应随时抽查记录的具体情况。当钻机钻至设计标高的时候，在原位搅拌不少于4 min。在送灰过程中，应该观察橡皮管的跳动情况以及压力变化情况，以保证喷灰均匀，质量合格。在粉喷桩施工过程中，部分检查项目允许一定偏差，将实际值控制在相应值域范围内也算合格。

4 粉喷桩的质量检测

粉喷桩的施工全程都要做好质量控制工作，必须全方位地进行施工监督。施工中应该定期检查桩长、固料的用量等，随时注意施工异常情况，记录好异常情况出现的原因、时间及处理方法等。粉喷桩成桩一周内浅部开挖桩头深度控制在半米左右，注意搅拌的均匀性，定期测量成桩的直径，测量的频率约为10%。在此阶段，应使用触探仪器检查成桩质量，其中触探点应设置在桩径方向1/4的部位，检查的频率约为2%。粉喷桩成桩28 d之后，在桩顶以下0.5 m、1 m和1.5 m处截取三段桩体测试无侧限抗压强度，每个工点应不少于2根桩，抽检的频率约为2%。此时，还应进行终检，即在每个工点选择至少2根粉喷桩运用钻孔取芯方法进行质检。桩距离的偏差必须＜10 cm，有效桩长偏差应该控制在±10 cm内，桩顶的标高偏差必须小于5 cm，粉喷桩的垂直度偏差＜1.5%，如表1。

表1 粉喷桩施工允许的误差

5 地基加固效果

第一，检查粉喷桩的外观情况。把工点粉喷加固范围分成若干个区，完成加固7天后，检查每个区的桩外观以及桩质量情况,开挖桩头50 cm左右。检查结果显示：直径为510～530 mm的粉喷桩符合规定要求，搅拌的均匀性良好，外观整齐规范。第二，无侧限抗压强度测试的结果表明，粉喷桩桩身的水泥土灰量符合规定要求，桩体强度较大。第三，本段线投入运营已有3个月，路基稳固，没有出现地基下沉、路面裂缝的情况，这也表示公路粉喷桩的加固软土地基的效果较好。

6 结语

龄期28 d的粉喷桩可以用动力解探法、钻孔取芯法等技术来检测成桩质量，可以测试桩体的抗压强度，也可以全面检查整个桩体，进一步保证了桩体的质量。

利用粉喷桩来处理软土地基是目前使用频率较高的一种方法，工艺相对简单，工期短，见效快。要明确粉喷桩施工流程及工艺技术,重视施工要点，控制好粉喷桩质量。施工结束后，需要对其质量进行相应的检测，并出具检测报告。需要注意的是，目前粉喷桩施工团队多为个体私营的队伍，其管理并不完善，在施工中应该做好监督控制工作。

[1]霍丽红.粉喷桩处理公路软土地基施工工艺与检测方法的探讨[J].交通世界(建养.机械),2011,Z1：179-180.

[2]瞿俊华.公路粉喷桩处理软土地基施工与检测方法探讨[J].江西建材,2016,17：198+204.