粉喷桩技术在公路软基处理中的应用研究

杨燕玲

摘 要：随着社会的发展与进步，我们越来越重视公路软基处理中粉喷桩的应用。因此，研究公路软基处理中粉喷桩的应用对于现实生活中具有重要的意义。

关键词：粉喷桩 公路 软基处理

1、前言

公路项目是经济发展的基础产业，公路项目行业的发展对国民经济的发展具备非常大的影响力。由于公路工程施工所面临的地质条件较复杂，车辆数量的剧增以及货车的严重超载，导致了我国公路承载能力的下降，公路路基产生的沉降问题，从而造成了公路路面开裂现象的产生，所以在公路施工中必须要确保公路路基的质量。路基作为公路的重要组成部分，在我国公路的整体发展中扮演着重要的角色。粉喷桩技术在公路软基处理中得到了广泛的应用，能够处理好软土的沉降问题，确保软基的稳定性。

2、粉喷桩的施工

2.1粉喷桩施工。粉喷桩施工是通过带三叶片的涡轮钻头将水泥粉和粘土进行强制拌和，从而达到提高地基承载力的目的。

2.2施工准备。①粉喷桩施工前应准备下列施工技术资料：施工场地的工程地质报告，粉喷桩设计桩位图，原地面高程数据表，加固深度与停灰面高程以及测量资料等。②场地平整、清除障碍。如场地低洼，应回填粘性土；施工场地不能满足机械行走要求时，应铺设砂土或碎石垫层。压实度不小于85%。若地表过软，则应采取防止机械失稳措施。③施工机具准备，进行机械组装和试运转。④粉喷桩的施工工艺根据设计要求的配合比和实测的各项施工参数通过试桩来确定。试桩10根，通过试桩来确定钻进速度、提升速度、搅拌速度、喷气压力、单位时间喷粉量等。粉喷桩所用的水泥应符合设计要求，并有产品合格证，并经室内检验合格才能使用。

2.3工艺性试桩。粉喷桩正式施工前要先进行成桩试验，水泥掺入比参考值为48-50kg/m。粉喷桩施工前应做好加固土室内试验，根据设计要求的无侧限抗压强度，按7天龄期的试验成果求出合适的掺入比，7天龄期抗压强度不小于1100KPa。以确定：①要穿过软土层的实际深度，②了解各软土的阻力，以确定钻进及提升速度和喷粉量。在实际工作中根据其抽芯质量情况发现，对含水量较大的软土，提升速度要慢，风量要大才能保证成桩质量；对砂层，特别是粗砂层，提升速度应较淤泥层快，风量应较淤泥层的小。

2.4各主要工序的质控制要点。①桩基就位：根据设计，确定加固放置机体位置的基础（即加垫砂层），使搅拌桩机机轴保持垂直，以防打斜桩，影响桩基承载力。②下钻：启动搅拌桩机，钻头边旋转边钻进。为不致于堵塞喷射口，此时并不喷射加固材料，而是喷射压缩空气，可使钻进顺利，减小负载扭距。随着钻进，准备被加固的土体在原位受到搅动。③提升钻头并反轉：在提升过程喷粉搅拌，通过粉体发送器将水泥粉喷射人搅拌的土体中，使土体和水泥沿深度方向充分拌和。要根据地质情况，决定提升速度，以得到较均匀的水泥土桩，提升速度根据试桩参数确定。④提升结束：当钻头提升到距地面30～50cm时，发送器停止向孔内喷射粉料，成桩结束。这时由于装置的回路是封闭的，粉体不会向空中喷射和飞散。在向土体喷射过程中的最后阶段，在搅拌钻头距地面30cm处停止喷粉，粉粒不会溢出地面。一般在设计桩顶预加50cm桩长作为破除桩头用。⑤复拌：停止喷粉，钻头边旋转边钻进，直至设计深度处，再边提升边反向旋转，使土体和粉体充分拌和，土体被充分粉碎，水泥粉被均匀地分散在桩土中，复拌是保证成桩均匀和提高桩体强度的有效措施。

3、施工质量控制注意事项

3.1关于复搅与提升：在桩顶部1/3范围内应重复搅拌一次，高度至少大于5m。钻进提升时管道压力不宜过大，以防淤泥向孔壁四周挤压形成空洞。

3.2关于补喷和废桩问题：如发生意外影响桩身质量时，应在水泥终凝前采取补喷措施，补喷重叠长度≤1.0m。补喷无效时须重新打桩，新桩与废桩的间距≥20cm。

3.3输灰管须经常检查，不得泄漏及堵塞，管道长度以60m为宜。对钻头定期检查，直径磨耗量≤1cm，钻头直径≯ 53cm。

3.4在灌注桩两侧布设粉喷桩位时，应预留钻孔灌注桩施工位置，预留净距为140cm。

3.5成桩施工顺序从四周边开始向中心进行，相邻两根桩必须跳跃间打。

3.6砂砾垫层必须在桩体强度达到70%时方可铺筑。

3.7监理人员必须对粉喷桩施工进行全过程旁站，按实际发生数量进行计量。

4、方案的实施

4.1软土基底处理准备工作处理前，事先开挖临时排水沟，纵向开挖临时降水沟，用以降低地表水，便于基底草皮清除施工，草皮清除完毕后，整个软土处理区填筑80cm山砂土，整平并轻度碾压，以保证粉喷桩机及其配套设施的进场，以及所需材料的进场、堆放。然后根据设计需要，进行处理面积等放祥和桩位布点。

4.2粉喷桩施工。根据设计要求，桩位呈等边三角形布置，中心间距1.5m，桩径为50cm，桩长为6m，设计喷粉量为36kg/m-58kg/m.根据路基平均填土高度自重计算天然土重，经室内配合比选定，按50kg/m喷粉量施工。施工前首先要进行成桩试验，数量不宜少于5根，以取得满足设计喷人量的各项技术参数，掌握下钻和提升的阻力情况。施工中要控制瞬时喷粉量和搅拌均匀性，且一气呵成，每根桩开钻后连续作业，不得中断喷粉。为满足搅拌达到强度均匀性，上部3m进行复搅，速度控制1.0/min一1.2m/min，桩头搅拌时间应适当延长，以保护桩头均匀密实，地面80cm填土不计人桩长。粉喷桩施工过程中，还要注意桩距、垂直度控制，施工完毕后分别进行一定数量的桩体开挖，取芯进行抗压检验，必须满足设计要求。

4.3路基填筑施工。填筑前铺设一层50cm砂砾垫层并碾压密实，路基填筑所需土石方材料来自附近山头路基挖方段，每层不超过30cm，为确保沉降后的路基宽度和设计边坡坡率，施工时两侧加宽各50cm，并留出路。拱和横坡，采用40t重型压路机震动压实。

5、沉降和稳定观测

在路基设计中心线和路肩基底同时埋设沉降杯，沉降和稳定观测同步进行。在施工期间，每填筑一层，观测一次，填土间歇期间每天观测一次，每一区域填筑完毕后每周观测二次，在整个观测期间，要注意观测桩的保护，发现问题及时处理，确保测量数据的连续性，观测数据可直接用于计算由于沉降而补加的填方量。

6、结语

粉喷桩是一种高效、经济的地基处理技术，简单易学，适用范围广，适用性强，有极大的发展潜力。但粉喷桩施工工艺复杂、技术难度相对大，因而在施工过程中一定要对其严格监控，随时检查，及时发现问题及时处理。粉喷桩一旦施工成型，若出现问题其经济损失是不言而喻的。因此，在施工中一定要加强监督管理，实行全天侯、全方位旁站，以确保施工质量。

参考文献：

[1]张娜，李博，试论粉喷桩技术在高速公路软基处理中的应用[J]，企业技术开发，2014（23）

[2]王崇利，公路软基处理方法的应用[J]，交通世界（运输.车辆），2013（08）

[3]杨飞良，公路工程中粉喷桩技术的施工管理[J]，建设科技，2016（08）