論粉噴樁處理公路軟土地基施工技術

肖瑞軍

(深圳銀廣廈)

1 粉噴樁概況

對于軟土地基的處理比較常用的就是粉噴樁處理技術。水泥粉噴樁對地基的加固在當下非常流行，這是一種常見的復合地基形態，其主要的操作就是在攪拌機的作用下將地基中的土與水泥粉進行拌和，從而使水、水泥以及土發生固化、水化反應，形成具有水穩定性、整體性和一定強度的復合地基樁，實現了對地基的加固。

2 粉噴樁處理公路軟土地基實例

某高速公路某段分離立交橋臺之后，設置為粉噴樁+土+砂礫墊層的工布結構形式。粉噴樁的樁徑是50 cm，樁長是8 m，進入硬土層的樁長為50 cm，粉噴樁距離橋臺的距離分別是100 cm，140 cm，180 cm。土工布使用的材料是聚酯長絲紡粘針刺土工布，材料的規格為250 g/m2。墊層材料使用的是直徑2 ～4 cm 的級配碎石或者是天然沙礫。由于在施工的時候采取了質量控制措施以及科學有效的技術，使得粉噴樁加固軟基的效果得到了很好的保障。

3 粉噴樁的施工技術

3.1 確定工藝參數

粉噴樁樁體的強度指標對于粉噴樁的質量具有決定性的作用，這與成樁均勻性、水泥摻入量以及地基土的形態有很大的關系。所以，在粉噴樁正式施工之前都需要進行室內和現場的工藝性試驗，以確保成樁的效果。

(1)室內配合比試驗確定技術參數

確定水泥的摻入量(根據設計的實際情況，在粉噴樁配合比中水泥的量應該是土的15%)。粉噴樁材料的物理性質的確定(粉質粘土天然干容重應該是1 490 kg/m3，天然含水量應該是28.7%)。經過處理的水泥的強度標準(如果設計要求為28 d 齡期，則其強度為1.1 ～1.3 MPa，而如果是90 d 齡期，則其強度是1.8 MPa)。經過實驗室內的周密試驗得出，如果水泥摻入量為加固土重的15%，且水泥的型號為425 號普通硅酸鹽水泥，則這樣的粉噴樁能夠滿足設計的要求。

(2)現場工藝試樁條件

對滿足設計的水泥摻入量的平均提升速度以及鉆進速度進行確定;對噴裝時的管道壓力以及鉆進、復攪以及提升的管道壓力進行確定;對鉆進的速度進行掌控，采取有效的處理方法;試驗樁的數量最少要能夠達到5。根據現場的試樁試驗，結合以往的施工經驗以及現場地質情況，使用PH－5D 型鉆機，可以得到相關的施工參數，其數值如表1 所示。根據這些參數施工的粉噴樁的強度和外觀質量，都能夠滿足施工規范和設計的要求。

表1 粉噴樁施工工藝參數

3.2 施工方法

粉噴樁的施工工藝首先平整場地，然后是測量放線，樁機就位，接下來是預攪下沉，噴粉攪拌提升，進行重復攪拌，之后就成樁了，最后對樁機進行進行移位處理。

(1)施工前的準備工作

在施工之前，工作人員需要對現場進行平整，對場地的障礙物進行清理。為了防止施工樁機下陷，需要對軟土進行回填，材料是中粗砂，回填的厚度一般在0.5 ～1.0 m，此外周邊的排水設施要處理好。場地處理之后的高程應該高于樁頂至少50 cm，確保在樁頂噴粉時水泥灰不會出現外噴的情況。對柱位以及施工平臺地面高程進行確定，用小木樁標識已經放樣的樁位，對施工中被破壞的樁位進行補測。值得注意的是，鉆進的時候攪拌頭中心對正樁位標識，對鉆桿垂直度進行適當的調整。

(2)施工中工作要點

開啟鉆機，根據設置的擋速下鉆至樁底設置的標高。然后啟動灰罐，在原地用攪拌頭攪拌2 min 之后，根據設置的擋速提升到設置的標高處。如果在操作的時候停灰的話，在重新施工時，需要下沉到停灰地點以下1 m 處，進行噴粉攪拌提升。對以上步驟進行重復操作，完成設定的遍數。在攪拌最后一遍之后提升到樁頂的時候需要在原地再攪拌2 min。對下一個樁進行上面的相同的操作。根據設計的實際要求，采用間隔跳打的方式進行施工操作。

3.3 粉噴樁質量控制措施

粉噴樁的成樁質量與粉質量、加固原材料、施工樁長、攪拌的均勻程度、樁機垂直度及樁徑等參數有關，此外，在施工的過程中還要注意質量控制和施工機械設備的檢查。

(1)檢查施工機械設備

必須對樁機上的轉速表、氣壓表、電子秤等儀表進行標注;給每臺樁機配置記錄儀，能夠對樁的樁長、施工時間、單位噴粉量以及復攪深度等參數進行記錄;每一個樁機都需要配置鉆桿垂直度調節的水準儀，并把深度顯示器設置在樁機比較醒目的地方。

(2)施工過程質量控制

檢驗原材料要認真，注意原材料的防潮、防水，避免使用變質材料或者是不合格材料;為了確定成樁效果以及施工技術參數，需要在施工之前進行工藝性試驗。

(3)三個重要施工環節的質量控制

樁長控制:根據設計，樁進入硬土層的深度要達到50 cm。可以利用鉆機鉆到最深處時候的電流表的讀數和下鉆速度來確定是否鉆到了硬土層。這兩個參數是在試驗的時候確定的，一般電流值要達到額定電流的25%以上，下鉆速度要達到0.5 m/min。

粉體計量控制:粉噴樁質量是否達標與噴粉的均勻性以及水泥摻入量具有直接的關系。而要確保噴粉的均勻性，最關鍵的就是掌握好鉆頭的提升速度。對于直徑固定的粉噴樁來講，粉體發送器單位時間內水泥的噴出量與攪拌軸提升速度可以表示為Q=πD2RSV/4，公式中，D 是鉆頭直徑，m;R是軟土的容重，t/m3;S 是水泥摻入比;V 是鉆頭提升速度，m/min。

復攪控制:粉噴樁的強度主要是由土與水泥攪拌的均勻程度來決定的。為了使得土、水以及粉體能夠得到充分的接觸，促進樁的形成，需要對樁體進行復攪。為了提升攪拌的均勻性水平，在攪拌的時候，需要對攪拌葉旋轉速度以及鉆機提升速度等進行嚴格的控制。

(4)日進度指標和日水泥用量的質量控制措施

在正常的施工結束之后，需要對每天的現場水泥用量以及記錄器記錄的水泥用量進行對比分析，數值要記錄在當天的施工日志中。如果發現兩者的誤差超過5%，則需要查明原因，并進行適當的補樁等處理。根據每臺樁機的日工作數以及鉆桿的提升速度等，確定每根樁的施工時間和每日完成米數，施工的時候要加強檢查，進行嚴格控制。

4 質量檢測

在正常的施工結束之后，需要使用動測法對20%的樁身進行檢驗，如果發現樁體存在缺陷則需要取芯進行抗壓強度試驗，如果強度達不到標準則需要進行補樁。取芯的根數同一工點要不少于2 根，取樣的位置要在樁頂以下0.5 m，1.5 m，3 m 三處。施工員全程進行技術旁站，使得所有樁基經檢查后合格，其中Ⅰ類樁達到了90%。

5 結束語

公路軟土地基的處理對于公路的上部施工具有重要的影響，一旦處理不當不但不能夠滿足公路的質量要求，而且可能留下安全隱患，影響正常的交通運輸。為了提高軟土地基的處理水平，應該加強對粉噴樁施工技術的學習和運用，并在施工之前、之中和之后對質量進行科學合理的控制，對每一道工序進行嚴格控制，并嚴把材料質量關，只有這樣才能最終確保粉噴樁的質量。

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［2］吳新衛，王恒.粉噴樁處理公路軟土地基施工工藝與檢測方法的探討［J］.中國新技術新產品，2008，(8).

［3］謝勁輝，武澤鋒.公路施工中粉噴樁處理軟土地基的施工工藝及檢測方法的探討［J］.黑龍江交通科技，2008，(12).