试论粉喷桩技术在公路工程软基处理中的应用

石磊

摘 要：粉喷桩技术在软土路基中应用相对广泛，以水泥、粉煤灰等作为主要固化剂，利用深层搅拌机械进行强制搅拌，与周边土体充分均匀，经过一系列物理、化学反应，改善原有土体结构，硬结形成整体性、稳定性较强的复合地基。这一技术充分利用了原有土体，有效降低工程造价，具有良好的经济效益。本文主要对其施工工艺进行分析，并结合笔者实践经验探寻质量控制的有效措施，以期为工程建设提供理论性指导。

关键词：公路工程；软基处理；粉喷桩技术

中图分类号：U416.1 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）23-0072-02

近年来我国公路运输网络不断完善，建设规模逐渐扩大，所面临的施工环境也更为复杂。软土路基是常见的不良地质条件，此类土体强度低，且具有较高的压缩模量，稳定性差，若不加以处理，极易出现不均匀沉降现象，降低公路使用性能。粉喷桩技术能够提升软土承载力，后期沉降量小，固化剂与周边土体产生物理化学反应，实现对路基的有效加固。因此，有必要对粉喷桩施工技术进行深入研究，明确规范标准，提升路基整体稳定性。

1 工程案例

某公路工程沿线软土路基分布相对广泛，地势低洼，且地下水位相对较高，土质松软、含水量大，软土层厚度为12.9—20m左右，主要由淤泥质粘土、亚砂土组成，底层以粉细砂为主。经过施工方案比选，拟采用粉喷桩对沿线构造物两端进行处理，确保工后沉降满足《公路软土地基路堤设计与施工技术规范》要求。根据公路工程实际地质条件，将桩体直径设计为20cm，桩长控制在5—10m左右，必须深入持力层，以实现对软土路基的有效加固。每根粉喷桩掺灰量控制在50kg左右，90d无侧抗压强度应在1.2MPa。

2 粉喷桩技术在公路软基处理中的应用

2.1 施工材料准备

粉喷桩施工过程中通常采用水泥作为主要的固化剂，应根据公路工程的实际情况确定所需材料的规格，材料进场之前按照规定要求进行质量验收，禁止使用质量不达标的水泥材料。为改善水泥土的使用性能，还应掺入适量的外加剂。在充分掌握各项原材料性能的基础上，确定水泥掺入比，合理确定水泥用量。通常情况下，水泥用量与桩身强度呈正比例关系，但若超过一定范围，伴随水泥用量的增加，其强度反而会逐渐降低，宜控制在7%—15%左右，并结合工程地质条件适当调整，在保证水泥土强度的前提下，有效节约成本，降低工程造价。

2.2 施工场地处理

为充分掌握工程地质构造，应按照要求进行勘测作业。结合粉喷桩施工特征，不仅要进行常规的土层勘察，还应当明确土层结构，是否存在弧石等大块障碍物，并采取相应的处理措施，避免影响正常施工。同时分析地下水质条件，判断其对水泥的侵蚀程度。随后全面清理施工范围内的杂物、碎石等，若存在低洼地带，应及时采用相同土质回填，其中不得存在杂质，并适当碾压密实，压实程度应达到85%以上。按照施工方案的要求测量现场各项参数，确定桩体位置，并将其明显标记出来，实际测量误差应控制在5cm以内。为保证桩体位置的准确性，在后期施工过程中需定期复测桩位，防止出现位移现象。

2.3 工藝性试桩

在粉喷桩施工过程中，技术参数是影响成桩质量的决定性因素，现阶段公路工程建设规模相对较大，沿线地质条件复杂，必须通过成桩试验确定施工参数，为后期施工提供积极指导。在成桩试验中应注意以下几点问题：第一，通过试验施工确定最大钻进深度，以检验是否满足设计要求；第二，校验水泥土配合比例及外掺剂用量，以提升桩体强度；第三，待试桩结束后，应检测其承载能力，根据检测结果对各项参数进行适当调整。为保证试验数据的准确性，试验数量应在5根以上，对于施工中存在的问题应及时记录，并分析解决对策，确保后期施工顺利进行。

2.4 搅拌成桩施工

（1）钻机就位。结合公路工程实际地质条件确定相应规格的钻机，应具有足够大的动力，确保浆液与周边土体充分搅拌均匀，钻头直径略大于桩径，同时将自动计量装置加设在钻机上，及时掌握钻进状态。由专门操作人员调试设备参数，适当储备易损零件，避免在施工过程中出现机械故障。

（2）预搅下沉。按照设计方案的要求进行钻进施工，合理标定每根桩体的喷粉量，将下钻速度控制在条件允许范围之内，宜在2.8m/min以内，强制搅拌周边软土层。为避免喷射口堵塞，在旋转钻进时应适当喷气，防止影响后期施工，待钻进深度接近桩底部时，可适当放慢钻进速度，保证底部的稳定性。同时，在钻进过程中应定期检查钻头磨损程度，对于磨损严重的钻头应及时更换。

（3）复喷提升。初次搅拌完成后，由于外界客观因素限制，桩体极不均匀，应按照规范要求在整桩全长度内进行复搅作业，以提升桩体水泥土的均匀性。具体操作为：钻进至设计深度之后，反向旋转提升钻机，速度保持在0.8m/min左右，对灰罐压力进行严格控制，宜为0.25—0.4MPa，若喷粉压力过大，对孔壁周围的软土造成挤压，形成空洞现象，降低路基的整体性及稳定性。根据钻头提升速度适当调整喷粉快慢，使二者处于协调一致的状态，确保水泥土的均匀性。在喷粉施工过程中，不得出现中断现象，否则可能会导致断桩问题，影响路基加固效果，应当分析具体原因，并采取必要的补救措施，确保桩体的稳定性。

3 粉喷桩施工的质量控制措施

（1）原材料是影响成桩质量的关键因素，必须加强质量控制措施。首先，在施工之前组织技术人员勘测现场实际地质条件，明确土层结构，在此基础上确定材料规格，确保满足施工要求。其次，选取正规生产厂家采购，检查其合格证、出厂证明等，待材料运送至施工现场之后，按照规定标准进行质量验收，将不合格材料及时清退出场。

（2）根据设计方案要求测量施工现场各项参数，确定桩体位置，将其位置误差控制在5cm以内，避免影响路基加固效果。搅拌成桩施工过程中，应对喷粉及停粉标高进行严格控制，不得出现喷粉中断现象，确保桩体的整体性及承载力，在尚未喷粉的情况下，禁止提升钻杆。待钻杆与地面标高相距50cm左右时，为保证桩头质量，应停止喷灰，组织工作人员回填粘性土，并进行适当压实。同时必须采取重复搅拌的措施，搅拌深度为1/2—1/3桩长，使得地基土体与固化剂充分混合在一起，提升桩体整体强度。现场配备专门人员记录各项施工参数，一旦出现喷分量不足的问题，必须采用不小于设计量的固化剂进行整桩复打。若由于机械故障、停电等外界客观因素造成喷粉中断，也应复打，重叠孔段在1m以上。待粉喷桩施工完成后，应在规定时间内检测成桩质量，具体标准如表1所示，通常采用抽样检测的方式，检测频率为0.2%左右。

（3）在粉喷桩施工过程中，常见问题有以下几种：第一，喷粉不均，导致这一问题的主要原因是材料粒径过大，或管道连接密闭性差，应及时调整空压机压力，检验管道连接质量，根据实际情况采取相应的处理措施。第二，若施工过程中土层含水量无法达到设计要求，将会直接影响固化剂与周边土体的固结程度，导致桩体疏松的问题，因此，应当组织施工人员实时检测含水量，一旦出现异常情况，需及时采取相应的处理措施。若施工路段含水量过低，可适量洒水湿润，并再次喷射固化剂，提升桩身的稳定性。第三，断桩也施工中常见问题，一旦出现断桩现象，必须及时清理不完整桩体，并按照规定要求补桩。

4 结语

综上所述，近年来，公路工程建设规模不断扩大，有效拉动了沿线经济发展，对其使用性能也提出了更高的要求。在施工过程中，粉喷桩技术应用相对较为广泛，实现了对软土地基的有效加固，大幅提高公路工程的稳定性。在具体应用过程中，应充分掌握相关技术规范，严格遵循施工流程，加强重点部位及薄弱环节的质量控制措施，及时发现施工阶段存在的问题，并采取相应的处理措施，尽量减少质量隐患，延长公路工程使用寿命。

参考文献

[1]刘长妍.公路软基处理粉喷桩应用和质量控制[J].科技创新与应用，2017，（04）：236.endprint