論述道路路基中的粉噴樁施工控制

摘 要: 交通的發展和進步讓城市更美，下文作者根據工作經驗，結合市政路基施工的工程實際，詳細介紹了粉噴樁施工技術。以下僅供參考，共同學習和指正。

關鍵詞: 市政工程；粉噴樁；地基處理

1 工程概況

江蘇省內某市政道路工程地勢低洼，而且地下水位高，土質松軟，土體含水量大，經過綜合考慮和安排，施工時不宜用作路基填筑材料。本工程在軟基路段使用粉噴樁處理方法，主要應用于橋頭部位，由于設計要求其工后沉降量較小(<10 cm)，故采用粉噴樁處理措施來減小軟土地基的總沉降量，達到滿足工程設計的需要。

2 粉噴樁對地基的加固

2.1 置換作用

復合地基中樁體的強度和模量比樁間土大，在荷載作用下，樁頂應力比樁間土表面應力大。樁可將承受的荷載向較深的土層中傳遞并相應減小了樁間土承擔的荷載。這樣由于樁的作用使復合地基承載力提高，變形減小。這一作用稱為置換作用或樁體效應。

2.2 擠密、振密作用

水泥粉噴樁對樁間土沒有擠密、振密作用，對于松散填土、松散粉細砂、粉土，采用非排土和振動成樁工藝可使樁間土孔隙比減小，密實度增加，提高樁間土的強度和模量。如振動沉管擠密碎石樁、振沖碎石樁、振動沉管CFG樁，對上述類型的土具有擠密效果。

2.3 排水作用

復合地基中的樁體很多具有良好的透水性，如碎石樁、砂樁等。水泥粉噴樁本身的透水性差，不具備排水作用，但水泥粉可以吸收一定數量的土中水，使土的含水量有所降低，從而提高樁間土的強度。

2.4 減載作用

水泥粉噴樁體重度略大于天然土重度，因此不僅沒有減載作用，反而還會增加少量荷載，這是粉噴樁地基設計和施工中必須注意的問題。一般都要求粉噴樁穿透軟土層，如果不能穿透，則必須考慮自重的增加對下層軟土沉降量的影響。

2.5樁對土的約束作用

在群樁復合地基中，樁對樁間土具有阻止土體側向變形的作用。相同荷載條件下，無側向約束時土的側向變形大，從而使豎向變形加大;由于樁對土體側向變形的限制，減小了側向變形，使復合地基沉降變形明顯降低。

3 粉噴樁施工技術

3.1 施工機械

工程開工現場，主要需要以下施工機械1)鉆機。鉆機是粉體噴射攪拌法施工的主要承抗機械，它必須滿足的條件是:動力大，扭矩大，適合大直徑鉆頭承抗，鉆頭直徑一般為500 mm;具有正轉鉆進，反轉提升的功能;提升力大，并能實現勻速提升。2)粉體發送器。粉體發送器是定時定量發送粉體材料的設備，是粉體噴射攪拌法加固軟土地基施工機械的關鍵設備，粉體的定量輸出由控制轉鼓的轉速來實現，施工前必須按照加固工程的地質條件，通過室內試驗，得出最佳粉體摻入量。根據施工時鉆機的提升速度，鉆機的轉速，攪拌鉆頭的類型選用合理的粉體發送量。3)空氣壓縮機。粉體噴射法的粉體噴出，是以空氣壓縮機作為風源，空壓機的類型，主要受加固的地質條件和加固深度的控制。粉體噴射攪拌法是以機械預制攪拌氣粉混合法。需克服噴灰口處及地下水的阻力而噴入土中，通過攪拌葉中的機械攪拌作用，使灰土混合，形成加固抗體，因此粉體噴射攪拌法所用空壓機的壓力不需要很高。4)攪拌鉆頭。粉體噴射攪拌法憑借攪拌作用使灰粉與軟土混合，因此，攪拌鉆頭的形狀直接影響灰土的攪拌效果。鉆頭的形式應保證反向旋轉提升對樁周土體有壓密作用，而不是使灰土向地面翻升而降低抗體質量。

3.2 主要施工工藝

3.2.1 施工前準備

為了取得良好的地基加固效果，施工前須做好有關資料的收集。實地清理，室內配合此試驗，地基加固設計計算和施工工藝性設計。在施工中要按工藝設計要求和操作規程嚴格控制。灰土的攪拌通常用土體中任一點經鉆頭攪拌次數N和單位時間內的噴出量q來表征，它是影響地基加固效果的重要因素。

1)室內配方試驗。在加固的軟弱地基，采用鉆探等方法采集必要數量的代表性土樣，試料土含水量應根據同一地壓至少3處取樣試驗結果確定，試料土制備應滿足下列要求:除去土中所夾有的貝殼，樹枝，草根等雜物;以現場施工為目的的室內配合比試驗應采集保證天然含水量的擾動土;當采用風干土試料時，土料應粉碎，過5 mm篩，室內加水至相當于天然含水量的試料土，放置24 h，并防止水分蒸發;水泥用量應按施工圖設計文件要求取中值，55 kg/m和5 kg/m三個水泥用量進行試驗。

2)工藝性試樁。根據室內配合比試驗結果，應對不同的地質條件進行現場工藝性試樁，宜在室內配合比試驗28 d強度確定的情況下進行。根據室內試驗選定的配合比用量，每延米增減5 kg進行工藝性試樁，3種水泥用量各試打10根~15根，并對每種水泥用量的樁取2根進行取芯檢測，根據檢測結果確定施工用配合比等。

3.2.2 施工過程

1)機械就位。根據設計要求，首先確定加固樁體的位置，使攪拌軸保持垂直，并使攪拌鉆頭對準樁位，對孔誤差不得大于50 mm，利用支腿液化缸調平鉆機，鉆機立軸垂直度誤差不大于1%;將水泥裝入小灰罐，利用壓縮空氣將水泥粉輸入大灰罐待用。

2)攪拌下沉。啟動粉噴攪拌鉆頭，鉆頭邊正方向旋轉邊鉆進，為了不堵塞噴射口，此時并不噴射固化粉體材料，而是開動空壓機，在灌入時噴射壓縮空氣，這樣做可使鉆進順利，負載扭矩小，隨著鉆進，準備加固的土體在原位受到攪動，下鉆速度可根據土質的軟硬分別使用快慢擋，必要時還可沖水下沉。

3)鉆進結束。鉆到接近設計深度時，應用低速慢鉆，攪拌鉆進至設計標高或原位時停止向下鉆進，且鉆機應原位鉆動1 min~2 min。

4)提升噴粉攪拌。啟動攪拌鉆頭和粉體發送器，使攪拌鉆頭一邊反向旋轉，一邊提升，同時通過粉體發送器將固化粉體材料噴入被攪動的土體中，使土體和粉體固化料進行充分拌和，沿深度方向，加固材料的混合量，系根據發送器輸出的加固材料數量與攪拌葉中提升速度的關系確定。在邊粉噴邊反向提升過程中，利用鉆頭反轉時葉沖向下的壓力將攪拌的水泥土壓實。

5)提升結束。當提升到設計停灰標高時，關閉粉體發送器，停止噴射粉體材料，形成抗體，繼續提升鉆頭，直至離開地面，移位于下一根樁。

為了加強樁頭攪拌的均勻性，提高樁頂強度，一般在樁頂下2 m~3 m深度范圍內再進行一次復攪，并按設計要求進行復噴復攪。如果遇土體含水量很高，強度低的軟弱土，出現液化的粉土，可在向下攪拌的同時，噴射粉固化材料，改善土的稠度，防止由于壓縮空氣的脈動使粉土液化。

4 試驗檢測結果

對部分樁進行了三復合地基靜載試驗檢測，結果見表1。

通過試檢結果，從確保質量考慮確定粉體攪拌樁間距1.1 m~1.2 m時噴粉量按65 kg/m~80 kg/m控制，復合地基極限承載力要求達到200 kPa以上。

5 結語

粉體噴射攪拌技術是就地攪拌樁技術的一種，它具有振動小，噪聲低，無污染，速度快，施工機械簡單，施工效率高和造價相對較低等優點。在鐵路，公路，市政工程，港口碼頭，工業與民用建筑等軟土地基加固方面得到了大量推廣應用。

參考文獻

[1]劉松玉，錢國超，章定文.粉噴樁復合地基理論與工程應用[M].北京:中國建筑工業出版社，2009

[2]陳明 .公路地基處理[M].南京:東南大學出版社，2008