試論粉噴樁施工技術(shù)在公路軟基處理中的應(yīng)用

宋成林　盧永豪

河南興豫公路工程有限公司

試論粉噴樁施工技術(shù)在公路軟基處理中的應(yīng)用

宋成林盧永豪

河南興豫公路工程有限公司

粉噴樁施工具有工期短、成本低、施工便捷，加固效果理想等特點(diǎn)，在公路工程軟基處理中對地基總沉降量及不均勻沉降量能夠有效減少，經(jīng)處理后能夠有效增強(qiáng)地基承載力，且在一定程度上避免土體側(cè)向形變。因此，公路施工中粉噴樁技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用。本文主要對粉噴樁復(fù)合加固技術(shù)的概況、技術(shù)應(yīng)用及質(zhì)量控制進(jìn)行了簡要地分析。

粉噴樁復(fù)合加固技術(shù)；范圍；原理

一、粉噴樁復(fù)合加固技術(shù)的概況

1、粉噴樁復(fù)合加固技術(shù)的應(yīng)用原理

粉噴樁也被稱作加固土樁，是通過深層攪拌的方式加固路基的一種技術(shù)。作為新型飽和軟粘土路基加固的方式，深層攪拌技術(shù)選用的固化劑主劑主要是水泥、石灰等材料，在充分?jǐn)嚢韫袒瘎┡c軟土?xí)r，將會(huì)在這兩種物質(zhì)之間產(chǎn)生各種化學(xué)效應(yīng)，以此對軟土的整體性、水穩(wěn)性進(jìn)行有效增強(qiáng)，進(jìn)而達(dá)到符合施工條件的強(qiáng)度。粉噴樁進(jìn)行軟基攪拌處理時(shí)主要選用的是粉體狀固化劑，其水泥在軟土中噴入的量與路基處理的效果有著直接的影響，在施工現(xiàn)場會(huì)受到各種施工因素的限制，如土質(zhì)的特性及施工現(xiàn)場的環(huán)境等，因此提高樁體的強(qiáng)度比和水泥產(chǎn)量比會(huì)出現(xiàn)一定的差距。在摻入水泥時(shí)，必須控制好用量，必須太少或太多，如果摻入的水泥量太少，就會(huì)導(dǎo)致水泥和土體顆粒之間的具有較差的反應(yīng)，就不能達(dá)到預(yù)期的固化效果。通常情況下，將其摻入水泥的比例控制在5%以上。

2、粉噴樁復(fù)合加固技術(shù)的理及特點(diǎn)

與其他軟基處理技術(shù)相比，粉噴樁復(fù)合加固技術(shù)不僅具有低成本、施工流程簡單、應(yīng)用范圍廣等優(yōu)勢，還具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：首先，在粉噴樁加固技術(shù)施工中主要采用吸收水分好的水泥進(jìn)行固化劑的制作，這樣就可以加快固化反應(yīng)的實(shí)現(xiàn)，在后骨節(jié)處理中具有較好的效果，這種施工技術(shù)對漿噴柱的樁體承載力要高出許多。其次，粉噴樁和周圍土體發(fā)生作用形成的復(fù)合路基，在加固土體中只有0.6%的壓縮量，這種技術(shù)具有較強(qiáng)的承載力和較高的復(fù)合變形模量。再次，粉噴樁復(fù)合加固技術(shù)在施工過程中具有較小的噪音污染、振動(dòng)量也很小，這樣就不會(huì)影響到附近的環(huán)境及建筑。最后，這種技術(shù)可以對路基的沉降量進(jìn)行科學(xué)有效地控制，基于此，土體在加固后不會(huì)出現(xiàn)密度改變的現(xiàn)象，更不會(huì)產(chǎn)生土體重量加大情況下進(jìn)行加固，其沉降量也隨之增加的情況。

二、粉噴樁施工技術(shù)在公路軟基處理中的應(yīng)用

1、施工準(zhǔn)備

（1）技術(shù)資料準(zhǔn)備

在公路工程軟土地基施工前，必須準(zhǔn)備好相關(guān)的技術(shù)資料，主要有土工實(shí)驗(yàn)報(bào)告、工程地質(zhì)報(bào)告、水泥粉噴樁位布置圖等。

（2）表面清理

在公路工程施工前期，施工企業(yè)必須將地面表層的雜物清理干凈，將低洼路段進(jìn)行粘土回填，同時(shí)進(jìn)行平整碾壓，確保其壓實(shí)效果。在地質(zhì)條件不好的路段可以進(jìn)行碎石墊層及砂土的設(shè)置，在較軟地表的路段施工企業(yè)可以選取符合施工規(guī)范的技術(shù)進(jìn)行有效處理，避免機(jī)械設(shè)備出現(xiàn)下沉現(xiàn)象。

（3）測量放樣

在放樣過程中必須確保全部樁位的準(zhǔn)確性，同時(shí)對樁位進(jìn)行準(zhǔn)確標(biāo)識(shí)，確保樁位偏差要在5厘米以下。

2、選擇材料

水泥要選擇質(zhì)量符合國家相關(guān)規(guī)定的普通水泥或礦渣水泥等，在公路工程軟基處理施工中堅(jiān)決不能使用過期、受潮及結(jié)塊等質(zhì)量達(dá)標(biāo)的水泥。

生石灰也是粉噴樁復(fù)合加固施工中重要的施工原料，在生石灰的選用中必須將其碾磨成粉末狀，并對其質(zhì)量進(jìn)行有效保障，不能出現(xiàn)雜質(zhì)。

在粉煤灰選用中，必須將其成分中的二氧化硅及氧化二鋁的含量控制在大于70%的范圍內(nèi)，在檢驗(yàn)合格后，才能用于軟基處理施工。

3、機(jī)械選擇

在采用粉噴樁施工機(jī)械進(jìn)行施工時(shí)，主要組成部件包括動(dòng)力機(jī)構(gòu)、操作機(jī)構(gòu)、粉體發(fā)送器、攪拌鉆頭及空氣壓縮機(jī)等，在軟基處理施工前要進(jìn)行機(jī)械設(shè)備的試運(yùn)行。

4、施工流程

第一，在施工開始前要將鉆機(jī)平臺(tái)調(diào)整好，確保導(dǎo)向架垂直于攪拌軸，將鉆頭與孔位中心對齊。第二，將鉆機(jī)啟動(dòng)并進(jìn)行鉆進(jìn)工作，嚴(yán)格按照先慢后勻速的順序進(jìn)行速度的良好控制，在施工運(yùn)行后將其轉(zhuǎn)速控制在30r/min的范圍內(nèi)，其鉆進(jìn)速度控制在0.5m/min，并確保鉆進(jìn)速度的均勻性。停止鉆進(jìn)時(shí)必須確保在設(shè)計(jì)樁底標(biāo)高的10厘米到20厘米之間。第三，當(dāng)鉆孔深度與施工需求相符合時(shí)，就可以進(jìn)行鉆頭反轉(zhuǎn)作業(yè)。與此同時(shí)，要利用粉體發(fā)送器進(jìn)行噴粉作業(yè)，并對噴粉量進(jìn)行有效控制，確保提升鉆頭和送粉作業(yè)同時(shí)進(jìn)行，不能出現(xiàn)一前一后的現(xiàn)象，當(dāng)出現(xiàn)套管漏氣或管道堵塞的現(xiàn)象，必須將噴粉作業(yè)暫停，及時(shí)處理后，再進(jìn)行施工作業(yè)。第四，在鉆進(jìn)施工中如鉆頭和地面的距離只有0.5米時(shí)，必須將噴粉作業(yè)停止，將提升鉆頭的速度進(jìn)行有效降低，此時(shí)需要進(jìn)行壓縮空氣的輸送。第五，在公路工程軟基處理施工中有效進(jìn)行復(fù)攪施工，可以極大地增強(qiáng)樁身的強(qiáng)度。在噴粉作業(yè)徹底完成后，要對計(jì)量儀進(jìn)行檢測。

三、公路軟基處理中粉噴樁技術(shù)的質(zhì)量控制

1、施工前應(yīng)進(jìn)行成樁工藝性試驗(yàn)，根數(shù)控制在5根以上，各項(xiàng)工藝參數(shù)確定后，向監(jiān)理單位進(jìn)行上報(bào)及確認(rèn)，只有這樣才能進(jìn)行施工作業(yè)。在大范圍粉噴樁施工前期，必須對工藝性試樁單樁、復(fù)合地基進(jìn)行承載力試驗(yàn)，進(jìn)而對其設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行確定。

2、在粉噴樁施工中，應(yīng)確保選擇的機(jī)械設(shè)備性能能夠?qū)Ψ蹏姌断嚓P(guān)施工要求進(jìn)行最大限度地滿足，如噴粉的均勻性、樁的完整性等。攪拌機(jī)械必須進(jìn)行灰度自動(dòng)記錄儀的配置，并確保其在有效使用期內(nèi)。成樁施工中，如出現(xiàn)停漿狀況，應(yīng)確保接樁重疊后進(jìn)行再次施工，接樁長度必須控制在0.5米以下。如停機(jī)在3小時(shí)以上，必須將輸漿管道拆除，并進(jìn)行清理，補(bǔ)樁施工可在原樁位附近進(jìn)行。

3、漿液配置好后應(yīng)避免離析現(xiàn)象的出現(xiàn)，確保漿液供給的連續(xù)性，并指派專人對固化劑用量、外加劑用量及泵送漿液時(shí)間進(jìn)行準(zhǔn)確、詳細(xì)地記錄。施工過程中，應(yīng)對加固料總量、樁長、復(fù)拌長度等進(jìn)行確定，并對成樁質(zhì)量進(jìn)行檢定。如出現(xiàn)質(zhì)量不符合施工規(guī)定的情況，必須及時(shí)選用與之相適應(yīng)的方式進(jìn)行處理，一般選用補(bǔ)樁等方式。

4、不能隨意將施工過程中出現(xiàn)的不合理加固料進(jìn)行排放。必須立即回收處理施工過程中漿體噴射攪拌樁漫出的漿液，避免對環(huán)境造成嚴(yán)重污染。如樁頭位置出現(xiàn)破損情況，為避免對樁完整性造成影響，必須將樁頭切除，其機(jī)械一般選用截樁機(jī)等。當(dāng)軟土地基的含水量在30%以下時(shí)，土中水分將不足以粉體水化；當(dāng)含水量過高在70%以上時(shí)，水分又太多造成樁體強(qiáng)度的嚴(yán)重不足。采用攪拌的方式將黏土、粉體及水三者進(jìn)行充分?jǐn)嚢瑁偈蛊渥畲笞饔玫陌l(fā)揮，形成樁體。如果不實(shí)行復(fù)攪作業(yè)，粉體噴出后其形狀不能呈現(xiàn)出的脈沖狀，而是層狀，這樣極大地降低樁體強(qiáng)度并損壞樁體。粉體摻入量對著樁質(zhì)量有著直接影響，進(jìn)行粉體量計(jì)算是其施工的關(guān)鍵，現(xiàn)階段采用的電子稱稱重法及灰罐體積法都具有一定局限性，至于計(jì)算方式還需要相關(guān)研究人員繼續(xù)探索。

四、結(jié)束語

綜上所述，公路作為道路交通的重要方式，在其發(fā)展過程中，不僅是國民經(jīng)濟(jì)增長的基礎(chǔ)，還與人們的生活、工作關(guān)系密切，軟土路基作為公路建設(shè)的主要病害問題，在施工過程提高軟基處理技術(shù)尤為重要，粉噴樁復(fù)合加固技術(shù)作為軟土地基化學(xué)加固的主要表現(xiàn)形式，在軟土地基處理中能夠有效地增強(qiáng)路基的整體性、水穩(wěn)性及強(qiáng)度。這種技術(shù)的廣泛應(yīng)用可以有效地提高施工的整體質(zhì)量。

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［2］周利金；傅鶴林；萬劍平；粉噴樁處理軟基方案設(shè)計(jì)及施工［J］；湖南交通科技；2016年03期

［3］蔣立志；粉噴樁在高速公路軟土路基處理中的分析應(yīng)用［J］；中外建筑；2011年07期

［4］劉漢龍；高速公路軟土地基處治新技術(shù)進(jìn)展［A］；第一屆全國公路科技創(chuàng)新高層論壇論文集新技術(shù)新材料與新設(shè)備卷［C］；2012年