粉噴樁在處理高速公路軟土地基中的應(yīng)用

劉 彬

(重慶交通建設(shè)(集團(tuán))有限責(zé)任公司)

1 工程概況

某高速公路工程，路線全長37.4 km。其中前9.55公里屬城市規(guī)劃區(qū)，剩余27.85 km在原縣道的基礎(chǔ)上改建。全線橋梁5座(其中:大橋2座、中橋3座)，涵洞104道。本項(xiàng)目初步設(shè)計(jì)概算11億元左右。

工程項(xiàng)目中A河一號(hào)橋、A河二號(hào)橋線路范圍內(nèi)存在的特殊性巖土主要有填土、膨脹土和軟(弱)土，其中填土根據(jù)物質(zhì)組成和堆填方式不同可分:素填土;軟(弱)土(主要為淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土，局部路段為軟塑狀粉質(zhì)黏土);膨脹土(主要為粉質(zhì)黏土)。

淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土:深灰色，流塑，含少量腐植物，局部夾粉土，切面無有光澤，干強(qiáng)度低，韌性低，屬高壓縮性地基土。厚度1.00 ～15.20 m，層底埋深 2.80 ～23.60 m。［fa0］=50～70 kPa，qik=15 ～25 kPa。

粉質(zhì)黏土:灰黃色、褐黃色，硬塑為主，含少量Fe，Mn質(zhì)結(jié)核及淺灰色高嶺土團(tuán)塊，切面稍有光澤，干強(qiáng)度高，韌性高，屬中偏低壓縮性地基土。厚度0.40～8.40 m，層底埋深1.40 ～17.00 m。［fa0］=220 ～250 kPa，qik=68 ～70 kPa。

經(jīng)專家研究決定，A河一號(hào)橋、A河二號(hào)橋橋頭段采用粉噴樁進(jìn)行處理。橋頭段為50 m，樁間距為1.3 m，呈梅花形布置;過渡段為20 m，樁間距為1.5 m，呈梅花形布置，同時(shí)采用2層土工格柵與一般路段過渡，土工格柵鋪設(shè)長度為20 m，其中10 m伸入過渡段內(nèi)，土工格柵采用雙向，抗拉強(qiáng)度≥80 kN/m、延伸率≤13%。橋頭段采用超載預(yù)壓，預(yù)壓期為9個(gè)月;20m過渡段采用等載預(yù)壓，預(yù)壓期為6個(gè)月。

橋頭處粉噴樁縱向處理至臺(tái)前1.5倍的橋臺(tái)高度外不少于1排樁，橫向處理至路堤邊坡坡腳外不少于1排樁。

2 工程施工

2.1 施工設(shè)備

液壓步覆式PH-5粉噴樁機(jī)2臺(tái)、空壓機(jī)2臺(tái)，灰罐機(jī)2臺(tái)，樁機(jī)功率 55 kW/臺(tái)，空壓機(jī)功率為 22 kW，風(fēng)量3 m3/min，壓力為0.3 ～0.5 MPa。輔助設(shè)備:電焊機(jī)、氧割機(jī)、全站儀。

2.2 施工過程

(1)按照粉噴樁的工藝試樁確定的各種技術(shù)參數(shù)，進(jìn)行粉噴樁的施工。施工地段施工前應(yīng)進(jìn)行清表處理，低洼地段應(yīng)先用土填平，再進(jìn)行粉噴樁的施工。

(2)粉噴樁的施工工藝為:粉噴樁機(jī)就位→攪拌下沉至樁底→鉆頭反轉(zhuǎn)(噴粉)→提升至距地面30 cm處停噴→復(fù)攪至樁底→鉆頭反轉(zhuǎn)提升至地面→關(guān)閉粉噴樁機(jī)→移至下一樁點(diǎn)。

2.3 施工質(zhì)量控制要點(diǎn)

(1)粉噴樁測量定位要準(zhǔn)確，樁機(jī)就位后，一定要進(jìn)行水平調(diào)整，以避免施工中樁徑傾斜。

(2)由于粉噴樁施工，屬于隱蔽工程，施工過程中一定要按照試驗(yàn)樁的施工工藝以及工藝參數(shù)嚴(yán)格控制:樁機(jī)的鉆進(jìn)速度、提升速度、噴灰壓力、水泥用量、噴灰時(shí)間、復(fù)攪速度、復(fù)攪深度、復(fù)攪時(shí)間。

(3)用于粉體攪拌樁的水泥為干粉，樁徑50 cm，設(shè)計(jì)水泥噴入量50～60 kg/m。粉噴樁施工前必須進(jìn)行成樁試驗(yàn)，以掌握對(duì)場地的成樁經(jīng)驗(yàn)和各種技術(shù)參數(shù)，掌握下鉆及提升的困難程度，確定合適的處理措施，標(biāo)定輸灰泵的輸灰量，粉體經(jīng)輸灰泵到達(dá)攪拌機(jī)噴灰口的時(shí)間以及預(yù)攪下沉速度、噴粉攪拌提升速度、重復(fù)攪拌下沉、重復(fù)攪拌提升速度等施工參數(shù)。

(4)幾個(gè)允許偏差值。

①水泥用量的誤差不得大于1%;

②為保證攪拌的垂直度，應(yīng)注意起吊調(diào)和的平整度和導(dǎo)向架對(duì)地面的垂直度，垂直度偏差不得大于1.5%;

③樁位偏差不得大于5 cm，深度誤差不得大于5 cm;

④攪拌機(jī)下沉或提升的時(shí)間有專人記錄，時(shí)間誤差不得大于5 s;

⑤成樁7 d后，應(yīng)進(jìn)行開挖檢查，觀測樁體成型情況及攪拌均勻程度，成樁28 d后應(yīng)進(jìn)行樁身無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)。抽檢樁數(shù)的頻率為2%，但最小不得小于5根。樁身無側(cè)限抗壓強(qiáng)度(28 d齡期)不低于1.0 MPa。

2.4 質(zhì)量保證措施

合格的粉噴樁應(yīng)該是灰土攪拌比較均勻，無粉料集中現(xiàn)象;外觀整齊勻稱，無明顯凸凹存在;樁的表面成形較好，呈鉆頭葉片攪拌上升的螺旋狀痕跡;終粉施工樁頂標(biāo)高應(yīng)相差不大，具有樁頂平齊，無缺塊現(xiàn)象;設(shè)計(jì)樁頂截?cái)嗝?永久性樁頂截面)比較平整，無松土上浮現(xiàn)象。

優(yōu)質(zhì)不能建立在僥幸心理上，應(yīng)在施工前做好施工組織設(shè)計(jì)，計(jì)算好噴粉量和灰土攪拌次數(shù)，解決好施工工藝上存在的問題.把好原材料質(zhì)量關(guān);制樁過程中精心操作，堅(jiān)決杜絕斷樁、縮頸、攪拌不均、強(qiáng)度達(dá)不到要求等質(zhì)量事故發(fā)生。只要在思想、材料、措施、施工上引起足夠重視，粉噴樁的質(zhì)量就一定能夠得到保證。

3 結(jié)束語

通過對(duì)實(shí)驗(yàn)路段的監(jiān)測，表明橋頭處路面沉降差及沉降速率均在規(guī)范要求范圍內(nèi)，未出現(xiàn)橋頭跳車現(xiàn)象，達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，由此可供類似地區(qū)的粉噴樁復(fù)合地基工程參考。

［1］中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn).建筑地基處理技術(shù)規(guī)范(JGJ79-2002)［S］.北京:中國計(jì)劃出版社，2003.

［2］中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn).公路軟土地基路堤設(shè)計(jì)與施工技術(shù)規(guī)范(JTJ017-96)［S］.北京:人民交通出版社，1997.

［3］王曉謀，袁懷宇.高等級(jí)公路軟土地基路堤設(shè)計(jì)與施工技術(shù)［M］.北京:人民交通出版社，2004.

［4］龔曉南.復(fù)合地基理論與工程應(yīng)用［M］.北京:中國建筑工業(yè)出版社，2002.1-6.

［5］馮維健，黃平.粉噴樁在廣東省高速公路軟基處理中的應(yīng)用［J］.公路交通技術(shù)，2002，16(3):27-30.