试论粉喷桩施工技术在公路软基处理中的应用

张文德　王建义　郭建伟

摘要：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。为此，本文主要对粉喷桩复合加固技术的应用原理、特点及在公路软基处理中的施工准备、施工流程与质量控制进行了分析与探究。

关键词：粉喷桩复合加固技术；公路软基；应用原理；特点

目前高速公路建设在软土地基上的越来越多，为确保高速公路的施工质量，就要对软土地基的特征及施工现场的环境进行综合考虑，选用最佳的施工方式。现阶段在高速公路软基处理中主要应用的方式有：化学加固法、深层密实法、换填垫层法、加固路基法、反压护道法、排水固结法等。各个处理技术都有自己的特点及不同的适应范围，在施工过程中应依据实际情况选用与之相适应的软土处理技术。粉喷桩复合加固技术是一种化学加固法，其固化剂主要选用水泥，在搅拌后可以硬化软土，在强化其整体性及水稳性的时，一定要具备较高的强度。粉喷桩复合加固技术具有施工速度快、沉降小等特点，并有对地基承载力增强的效果，将地基下沉情况进行最大限度的降低。同时要尽可能避免路基失稳现象的发生，对土体的侧向形变进行有效控制，基于此，在高速公路软基处理中粉喷桩复合加固技术得到了广泛地应用。

一、粉喷桩复合加固技术的应用原理及特点

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變形模量。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、公路软基加固中粉喷桩施工准备

1、计量仪器设备应在施工前进行配置，为计量装置标定工作提供便利。对进场材料，如水泥等进行质量检测，遵循各个断面的具体情况，施工前进行室内配比试验，对每米喷粉量进行确定。并遵循施工图纸进行桩位平面布置图的准确确定。施工人员通过钢尺对各个粉喷桩桩位进行确定，随后进行明确标识，一般选用在土层内插入竹签的方式，误差应控制在5厘米以下。与此同时，进行复测施工，为确保桩位的准确性提供可靠的保障。

2、水泥棚应搭设到施工现场，用土将水泥棚底部填高，与附近位置相比，高度应多出30到50厘米，并进行木板铺设，随后将一层彩条布铺设到其上面，最后进行塑料薄膜铺设，避免因潮湿影响水泥质量。

3、组装、调试进场机械设备，保证进行机械的符合施工规定。完成全部施工准备工作后，进行书面开工申请的提交，同时由监理工程师进行试桩施工，确保各项参数符合相关规定。

三、公路软基加固粉喷桩施工流程

1、定位

遵循设计规定，通过钢尺在施工现场将粉喷桩桩位进行准确确定，并在土层内插入竹签进行标记，一般误差控制在5厘米以下。随后机具向桩位移动，确保钻头与竹签相对，对机架垂直度进行复核，确保钻杆倾斜度在1%以下，钻尖与桩位相对。

2、空压机启动

双螺旋搅拌头高度与设计桩底标高相符后，则停止钻进。钻头可原地旋转，不能停钻。钻机反向转动，送灰机启动后开始送灰施工，钻头提升作业可在水泥到达喷灰口进行，遵循相关规定，对电机速度进行调节，可同时进行喷粉、搅拌及提升工作，确保充分搅拌软土与固化材料。

3、搅拌

送灰停止时，应确保提升钻头高度与设计标高相符，正向旋转钻头，进行复搅、复喷作业，遵循施工要求确定复搅、复喷深度。当提升钻头高度与地面距离在30到50厘米时，发送器孔内喷射粉料作业可停止，完成成桩作业。此时因装置属于封闭回路，施工中不会出现空中喷射、飞散粉体的现象。在喷射土体的最后环节，喷粉作业可在搅拌钻头与地面距离30厘米的位置停止施工，避免地面有粉粒溢出。

4、空压机关闭

完成复搅施工后，应及时将空压机关闭，将全部管道压力消除，钻机主电机停机，移位钻机，根据以上施工流程，进行下一桩位施工。

四、公路软基加固粉喷桩施工质量控制

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。

五、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。