浅谈粉喷桩在道路工程软土路基处理中的应用

刘宁苹　胡文强

摘要：粉喷桩处理软土是通过专门的机械将粉体水泥喷出后在地基深处就地与软土强制搅拌，利用水泥和软土之间所发生的一系列物理化学反应，在原地基中形成强度、刚度较大的桩体，桩体与桩间土形成复合地基共同承担外荷载，被广泛应用于道路工程软土路基处理。

1工程概况

曲江路粉喷桩软基处理范围为K0+210～K0+260、K0+750～K1+280，总桩长为88066m，桩径为500mm，桩中心距为1.3m，呈等边梅花形布置。水泥掺入量50kg/m，桩长根据设计图纸参考桩长结合施工电流双控，固化剂采用普通硅酸盐等级水泥42.5，设计要求粉喷桩加固处理后的复合地基承载力特征值不小于100KPa，单桩承载力达到97KPa。

2施工准备

2.1技术准备

（1）项目经理组织施工人员进行学习施工规范和施工工法等强制性文件。

（2）由技术负责人组织学审施工图纸，熟悉图纸上的设计要求，做好图纸会审，设计交底和施工交底工作。

（3）根据业主或有关部门提供的书面水准点，认真测量基准点和标高，实施定位放线，保护好控制点，有待核验。

（4）做好材料进场验收工作，并按要求进行复验，合格者方可投入使用。

2.2现场准备

（1）施工场地局部低洼位置，施工前应用素土回填并分层压实，确保机械正常行走，地下障碍物清除。

（2）施工用电通至现场和施工道路畅通工作;

（3）如场地标高低于设计桩顶标高以上50cm则需回填土，回填土应压实，以确保成桩质量。

2.3施工机械及工具配备

本工程采用中铁工程机械研究设计院有限公司生产的PH—5型粉喷桩钻机，主要由成桩钻机、空压机、储气罐、深度传感器、自动电子计量记录仪、供料机、电控室七大系统组成。

3粉喷桩施工工艺

3.1粉喷桩施工流程：测量定位-桩机定位-钻进破土-喷灰、搅拌、提升-复搅、成桩

根据规划红线及设计图纸要求，由技术员进行仔细地测量定位。

将桩机运至现场组装完毕，利用自身液压系统，移动桩机至桩位上方，使搅拌钻头对准桩位，并保持搅拌轴垂直。

待钻机定位并调平后，启动电机，搅拌头边旋转边下沉，同时开动空压机、喷射压缩空气保持喷射口畅通，松动破碎土体，直至设计深度。下沉的速度可根据土质的硬软分别使用快、慢档，必要时还可以冲水下沉。

当钻头钻进下沉至设计深度时，启动粉体发送器，打开送灰阀将水泥粉喷射到土体中，再按照设计提升的速度（一般二档），边喷粉边搅拌提升，直至设计高度（桩顶标高上50cm）可停喷。

为了加强桩身及桩头、桩底搅拌的均匀性，提高强度，应按设计要求的用量及复搅的长度，在原位上进行重复搅拌下沉，使水泥和土体充分搅拌，直至将钻头提出地面为成桩结束，进行移位，进入下一个循环。

3.2粉喷桩施工的质量保证

（1）严格把关每批材料的进场，提供材料复试报告及出廠合格证，运至现场的材料应做好保管工作，防止雨淋、风吹和硬结，失效水泥决不使用。施工机械将配备电子计量器、深度计量、用电计量设备，再配备一个储气罐，确保均匀送气，做到信息化施工，从而保证工程质量。

（2）进行定位放线，应控制轴线和桩位偏差，桩位平面偏差±2cm，桩身垂直度≤1%;进行测量定位时，严格使用经计量局校验过的各种压力表、计量表、经纬仪、水准仪，对测量定位放线时，做到水准点牢固，测量手续齐全。

（3）基槽开挖后，应检验桩位、桩数及桩径质量，如不符合规定要求，应采取补救措施。确保桩长和桩径（D=500mm），施工桩径500mm，钻头最小直径不小于490mm，沉桩深度根据设计要求及施工电流控制，确保粉喷桩加固的复合地基承载力满足设计要求，确保桩端进入持力层。对于人工填土上部若含水量较少可适当洒水，确保桩身水泥土达到设计要求强度。

（4）严格控制钻孔深度、喷灰时间及停灰时间，确保设计桩长。每三天检查一次粉喷桩的成桩直径及搅拌均匀度，对使用的钻头必须每天检查一次，其磨损质量不得大于1cm。施工中应经常检查机械的垂直度，采用在机架上悬挂线锤，便于机械操作人员随时观察调整，确保桩身垂直度≤ 1%。

喷粉应连续，不得虚喷，固化剂采用级普通硅酸盐水泥，掺入量为55kg/m;每天检查机械设备，确保喷灰连续进行，在成桩过程中，若发生意外情况（如送灰管堵塞、停电等），应在12小时之内采取补喷措施，其复喷长度至停灰面下不得小于1.0米，否则重新补桩。喷粉机必须配备水泥计量装置，记录水泥的瞬时喷入量及累计喷入量，应注意电脑显示器的显示，随时调整阀门、风压，保证送灰量的准确性及均匀性，从而保证每根桩每米的水泥用量达到设计要求，确保成桩质量。

（5）要求全过程、全时段进行监理，按地质情况，了解进入持力层的电流值，桩长根据设计图纸要求及图纸会审纪要进行控制，若地质情况有较大变化时按电流值控制桩长。做好每根桩的原始记录，每天必须由监理或建设单位代表签字。电脑打印记录每天张贴整理。对每根桩进行质量评定，对不合格的桩应根据其位置和数量等具体情况，分别采取补桩或补强等措施。

4桩身强度的检测

施工时按要求取桩体试件，进行室内标准养护，检测其强度，成桩7d内采用轻便触探仪检查桩的质量，触探点设在桩径方向1/4处，抽查频率为2%，另外，从开挖外露的桩体中凿取试块或采用岩芯钻孔取样，直接测定工程桩的桩身强度，观察搅拌均匀程度。

结论：

地基沉降量经过粉喷桩处理后，地基的总沉降明显减小，但土层的渗透系数会降低，仍能满足设计要求。经过检测，粉喷桩桩身的压缩变相量较小，加固处理软土地基的沉降量为5-15mm，符合设计要求。粉喷桩处理软基优于其他方法处理软基，它具有节约材料、施工占地少、环境污染少、工期短等特点，可形成一个抗压抗剪、强度高、压缩变形小的复合地基，满足路基强度刚度及稳定度等要求。