粉喷桩施工工艺在公路工程中的实施

岳晋霞

山西路桥房地产开发有限公司 山西太原 030006

一座城市中的公路建设水平，往往直接反映了该城市的整体建设发展水平，所以必须要加强公路工程建设质量，以促进城市综合发展。公路工程本身是一类非常复杂和系统的工程，在其施工过程中需应用到很多先进的施工工艺，粉喷桩施工工艺正是其中之一。粉喷桩施工的主要目的在于对软基进行加固处理，所以粉喷桩施工质量必然会直接影响到公路工程的整体施工质量[1]。

1 粉喷桩施工工艺的原理

粉喷桩施工工艺是公路工程施工中一种常用的软基加固处理方法，其主要原理为：将水泥、石灰等材料作为固化剂，通过利用深层搅拌机与地基软土进行拌合压缩的方式使固化剂与软土充分接触，以吸收掉其中水分而形成具有一定强度和抗变形能力的新地基土。

2 粉喷桩施工工艺在公路工程中的实施

2.1 项目概述

某公路工程项目（以下简称“本项目”）的道路全长为8.2km，路面宽度为50m，属于某市的城市Ⅰ级主干道。本项目中共包含人行道、机动车道、旅游专用车道三个专用道，其中人行道为5.0-5.5m，机动车道为12.25m×2m，旅游专用车道为9.0m。本项目沿途处于地形平坦的滨海滩涂地带，地面标高为-2.7-0.00m，退潮时大部分道路裸露，涨潮时淹没水深度在3.0-5.0m范围内。由于本项目的沿线地基属于流塑-软塑型淤泥，无法满足路堤荷载要求，因此在施工前必须先进行有效的软基加固处理。根据本项目各路段具体地质情况的不同，设计采用两种方案进行软基加固处理：砂井预压方案和粉喷桩方案。其中，K1+100-K1+820段路工程是采用粉喷桩方案，该路段的土层情况为：表层为厚约1.0-2.5m的硬塑层，下方为厚约5.0-14.8m的海相沉积淤泥土层（软、流塑层），最后一层为持力层基岩[2]。

2.2 施工方案设计

本项目中K1+100-K1+820段路工程（以下简称“本工程”）的设计粉喷桩型为梅花桩型，桩径为48.9cm，桩长为6-16m（确保可穿透软、流塑层进入持力层50cm以上），两桩间距为1.48m。粉喷桩施工所用固化剂材料为42.5#普通硅酸盐干粉水泥，其设计28d内无侧限抗压强度高于1.21MPa。

2.3 施工顺序

粉喷桩施工作业需按照科学的顺序进行开展：第一步，施工准备；第二步，钻进及预搅下沉；第三步，喷粉搅拌；第四步，复钻和复拌。

2.3.1 施工准备

在粉喷桩施工开启前先需做好以下施工准备：①准备好相关工程文件和资料，如地质报告、设计图、土工试验报告等资料；②准备好施工场地，对场地进行有效清理和平整，可采用黏性土进行回填或铺设砂土垫层、碎石垫层等；③准备好施工机械，对机械进行有效组装，将钻机就位；④调整好试桩施工参数，本工程调整后的具体参数见表1。

表1 本工程调整后的试桩施工参数表

2.3.2 钻进及预搅下沉

在钻进作业中需遵循逐层钻进的原则，具体钻进流程为：第一步，启动电机；第二步，送气；第三步，依次钻进。利用深层搅拌机，根据调整后的试桩施工参数，预搅下沉至设计标高。根据本工程的实际情况，在预搅下沉作业中需采用正转预搅拌下沉法，并逐渐提升钻进速度。注意合理调整钻机参数，钻机档位选择4档或5档为宜，总体钻进速度维持在0.78-1.48m/s为宜，转速维持在45-76r/min为宜，电压维持在350-380V为宜，电流维持在50-80A为宜。

2.3.3 喷粉搅拌

待钻进下降至设计深度后，逐渐降低钻进速度，并开始进行喷粉搅拌作业。在喷粉搅拌作业前还要先把控好粉体计量的精确度，这样才能够保证喷粉的均匀度。一般可利用电子计量秤根据钻机深度来合理控制喷粉量。待加固料上升至特定高度时，及时回转喷粉，并在原地维持一个比较慢的速率进行搅拌。待搅拌料输送至灰口时，即可逐渐进行搅拌提升，注意搅拌提升的速度要均匀[3]。本工程需喷干水泥粉至地面以下0.48m，并且当喷粉深度不足3m时需将喷粉压力维持在0.35-0.45MPa，这样才能够保证喷粉效果；而当喷粉深度超过3m时，则可将喷粉压力调整至0.30-0.35MPa。

2.3.4 复钻和复拌

待喷粉搅拌提升至设计标高后，需再进行复钻和复拌。本工程需在水泥桩上部4.8m处复拌1/3或1/2的桩长，并将送料阀门关闭而启动送气阀门，根据复拌速度复拌提升至地面30cm。为满足桩上部的强度要求，可进行多次复拌提升，直至提升至标准高度。另外还需在水泥桩与地面下方相距0.48m处采用水泥土或4.8%灰土进行回填，回填需按照由上向下的顺序作业；待压实回填土后，即可开展下一水泥桩的施工。

3 粉喷桩施工质量检测及控制措施

3.1 施工质量检测

施工质量检测是施工中的重要一环，无论在任何施工作业中都需要充分重视施工质量检测，粉喷桩施工也不例外。具体来说，粉喷桩施工质量检测主要包含以下几项工作：①在施工期间不定时随机抽查固化剂材料的使用量，确保使用量符合标准；②在施工期间不定时根据实际设计要求对桩基领料数量、喷桩延米数量、搅拌桩成型情况等重要参数进行检验分析，并针对异常问题及时采取有效的处理措施进行处理；③成桩一周内，在成桩浅部开挖一定深度的桩头来观察成桩均匀度及测量粉喷桩直径，并保证检查频率高于10%，同时利用轻便触探仪对桩径方向1/4处进行触探；④成桩四周后，分别在桩体上部至桩顶下方50cm、桩体上部至桩顶下方100cm、桩体上部至桩顶下方150cm处截取桩体来进行足尺桩身无侧限抗压强度实验，并保证每点检测频率高于2%，同时利用轻便触探仪结合取芯对桩长和强度进行检测；⑤在施工位置设置沉降环、在适当位置设置观测点对路基填土情况进行分层填筑观测，并保证施工期间每天观测一次、施工完毕后每周观测两次，直至桩体强度可维持稳定状态[4]。

3.2 施工质量控制

在粉喷桩施工过程中，需加强施工质量控制，以切实保证施工质量。具体来说，粉喷桩施工质量控制主要包含以下几项工作：①在施工前期开展全面的地质考察，结合地质资料和施工设计方案进行有效的成桩实验，以为实际施工打好基础；②处理好施工场地，确保施工场地内无水分淤积，以免水分对水泥性能产生不利影响，如有必要可设置专门的排水设施来进行场地排水；③在施工过程中严格按照科学的施工顺序进行施工，并把控好每个操作环节的数据误差，尤其要加强对钻进及提升速度、搅拌速度、灰罐压力、空气压力、气体流量等关键参数的检测和控制，可安排专员在现场进行参数记录，以免因数据误差过大而影响到施工质量；④在软土地基钻设过程中定期清理钻杆，以免发生水泥粉输送通道堵塞问题；⑤在开展搅拌机提升作业前先预留出足够的时间将水泥粉顺利输送至桩底；⑥在复拌作业期间避免开展喷粉作业，以预防淤泥在孔壁上形成孔洞；⑦当桩身出现质量问题时，在12h内及时进行补喷，并将补喷干粉与原干粉重叠长度控制在1m以下；⑧当出现喷浆量不足、灰管堵塞、停电等问题或故障时，及时将钻头提升至地面下30cm处并暂停施工，同时进行人工回填；⑨将水泥粉储罐容量维持在一根桩用灰量+50kg的水平，当水泥粉储罐容量不能满足阶段施工要求时立即暂停施工。

4 结语

综上所述，公路工程现场施工的影响因素较多，其中一项影响因素就是地基土质因素，当遇到软土地基时，必须先进行有效的软基加固处理，而粉喷桩施工工艺是最常用的软基加固处理方法之一。在实践中，粉喷桩施工作业需按照科学的顺序进行开展，并加强施工质量检测及控制，如此才能够切实保证施工质量。