浅谈公路施工中粉喷桩施工工艺的应用

孙婷婷 李裴

【摘 要】软土地基的处理在公路施工中发挥着极其重要的作用，由于粉喷桩具有一系列的优势，如今在公路软土地基处理中得到广泛应用，从而形成良好的效果。文章简要分析了公路软地基处理中粉喷桩的应用和施工，以有效增强桩体强度，提高工程质量。

【关键词】公路工程；粉喷桩；施工工艺

粉喷桩处理是用于加固饱和粘性土地基的一种方法。它是以水泥材料作为固化剂，利用特制的搅拌机械在地基深处将水泥与原位软土进行强制搅拌、压缩，并吸收周围水分，经过一系列物理--化学反应，使软土硬结成具有整体性、水稳定性和一定强度水泥加固土，它对提高软土地基承载能力、减少地基的沉降量及高填土路基稳定性具有明显的效果。

一、粉喷桩加固软土路基的优点

1.于搅拌法将水泥固化剂和原地基软土就地搅拌混合，因而最大限度地利用了原土；

2.搅拌时较少使地基侧挤出，所以对周围原建筑物的影响较小；

3.施工时无振动、无噪音、无污染，可在市区和密集建筑群中进行施工；

4.土体加固后重度基本不变，对软土下卧层不致产生附加沉降；

5.与钢筋混凝土桩相比，节省了材料，降低了造价。

正由于上述优点，在公路改造建设工程中目前已广泛应用于工程实际中，下面就对粉喷桩处理公路软土地基施工工艺与检测方法进行探讨。

二、工程实例

1.设计情况

某高等级公路工程某标以下简称“本工程”）粉喷桩设计桩径为50cm，间距1～2m，按梅花型布置，桩长以穿透软、流塑层进入硬塑层不少于50cm为原则，通常为8～12m，用于粉喷桩的水泥（425#普通硅酸盐水泥）为干粉。根据地基含水量的大小，采用水泥喷入量为45～60kg/m。含水量在40%以下时，水泥用量为45Kg/m；含水量在40～60%之间，水泥用量为50kg/m；含水量在60～70%之间，水泥用量为55kg/m；含水量>70%时，水泥用量为60kg/m。设计要求水泥土28天无侧限抗压强度≥1.2MPa。

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，土工试验报告，室内配比试验报告，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。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比和实测的各项施工参数通过试桩来确定。试桩一般为5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。

（5）粉喷桩所用的水泥（425#普通硅酸盐水泥）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，严禁使用受潮、结块变质的加固料。

3.施工工艺流程

粉喷桩施工操作步骤为：

（1）深层搅拌机械就位。

（2）预搅下沉（至设计标高）。

（3）搅拌提升，同时喷干水泥粉至地面以下0.5m处（设计桩顶）。

（4）桩上部强度要求较高，在桩上部的5m长范围内或（1/3～1/2）桩长重复搅拌一次。

（5）重复搅拌提升，直到离地面下0.5m，上部回填5%灰土（或水泥土）并压实。

（6）关闭搅拌机械移位至下一桩位。

4.施工注意事项

（1）控制钻机下钻深度、喷粉高程及停灰面，确保粉喷桩长度。

（2）为准确计量灰剂量，喷粉机改造加设粉体流量装置。

（3）定时检查粉喷桩的成桩直径及搅拌均匀程度。对使用的钻头定期复核检查，其直径磨耗量不得大于2cm。

（4）当钻头提升至地面以下0.5m时，喷粉机应停止喷粉。

（5）当喷粉成桩过程中遇有故障而停止喷粉，在第二次喷粉接桩时，其喷粉重叠长度不得小于1m。

（6）粉喷桩施工时，泵送水泥必须连续，固化材料的用量以及泵送固化材料的时间应有专人记录，其用量误差不得大于±1%。

（7）为保证搅拌机的垂直度。应检查起吊设备的平整度和导向架对地面的垂直度，每工作班检查不少于2次，使垂直度偏差不超过1%。

（8）攪拌机喷粉提升的速度和次数必须符合预定的施工工艺要求，搅拌机每次下沉或提升的时间应有专人记录，深度应达到设计要求，时间误差不得大于5秒，施工前应丈量钻杆长度，并标上明显标志，以便掌握钻入深度，复搅深度。施工中出现问题应及时处理、做好记录。

（9）储灰罐容量应不小于一根桩的用灰量加50kg，如储量不足时，不得对下一根桩开钻施工。

（10）粉喷桩必须根据试验确定的技术参数进行施工，操作人员应如实记录压力、喷粉量、钻进速度、提升速度、钻入深度及每根桩的钻进时间等，技术人员应随时检查记录情况。

（11）粉喷桩属地下隐蔽工程，施工质量受机具、施工工艺、施工人员的责任心等多种因素的影响，因而其质量控制要贯穿于施工的全过程，并建立全方位的施工质量监控管理体系。

（12）技术员与试验验收员在施工过程中必须随时检查加固料用量、桩长、复搅长度及施工中有无异常情况，记录其处理方法及措施。

三、质量检测

1.检测项目与规定见下表13.2成桩7天内浅部开挖桩头，其深度宜为0.5m，目测检查搅拌的均匀性，测量成桩直径。检查频率为10%。解剖桩顶表明桩身质量良好，搅拌均匀，但桩头实际截面较较设计大，主要是浅部搅拌时拌轴晃动较大而引起桩头偏大。

2.在成桩7天内采用轻便触探仪对桩顶区段的强进行连续检测，触探点应在桩径方向1/4处，长度桩长，现场测试结果其N10的平均击数54击，桩间土击数4-5击，抽检频率为2%。

3.成桩28天后在桩体上部（桩顶以下0.5m、1.0m、1.5m）分别截取3段桩体进行现场足尺桩身无侧限抗压强度试验，检查频率为2‰，每一工点不少于2根。

4.成桩28天后，按1‰频率或每一工点不少于2根采用钻孔取芯法对其进行终检，取芯通常用φ106岩芯管，取出可当场桩身的连续性、均匀性和硬度，并用锯、刀切割试块做无侧限抗压强度试验，但本方法取桩芯时，由于桩的不均匀性，在取样过程中水泥土很易产生破碎，试样的强度很难保证其真实性，一般将设计强度指标乘以小于1的系数（0.7-0.9）。

5.无损检测，用小应（下转147页）（上接146页）变仪和地质雷达对桩基完整性检测，随机抽查不小于10%的桩数，用以叛定是否出现断桩、桩长。与取芯对比，能通过小应变仪叛断桩的不均匀缺陷，但也有个别错误，主要于地下软土性质有关，主要为有机质含量最高的明、暗滨填土、冲填土、生活垃圾填土强度值低，无损检测灵敏度低，难以准确判断粉喷桩的施工质量。

6.单桩和复合地基承载力检验

对某一场地施工质量有疑问时，最终可以采用静荷载试验，检查复合地基承载力或单桩承载力。静荷载试验没场地不小于3点，取3点试验的代表值，检查其是否满足设计要求。参照江苏省高速公路建设指挥部《粉喷桩施工质量的检验与评判方法》检测并进行评分，本工程2.8万根粉喷桩共计27.87万延米均能达到优良级。

四、结语

1.粉喷桩处理在高等级公路软土地基处理的常用方法之一，粉喷桩施工中，作业班组多，一定要制定严格的质量控制体系，加强质量管理，实行全过程、全方位控制，以确保施工质量。

2.对成桩28天的粉喷桩采用钻孔取芯法、动力解探法、无损检测等进行检测是行之有效的，一方面可以通过芯样的抗压强度试验掌握桩体的强度，另一方面对整个桩体也是一次全面的检查，以无损检测可以提高检验频率，从而保障了粉喷桩的施工质量。

参考文献

[1]观宝，叶书麟。水泥土搅拌桩加固软基的试验研究[J].同济大学学报，1995，23.

[2]华人民共和国行业标准.粉体喷搅法加固软弱土层技术规范（TB10113-96）.