高速公路粉噴樁技術的應用

王 寶 華

(山西路橋第一工程有限責任公司，山西 太原 030006)

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高速公路粉噴樁技術的應用

王 寶 華

(山西路橋第一工程有限責任公司，山西 太原 030006)

介紹了粉噴樁技術的地基加固作用，從設計粉噴樁的要點、選定粉噴樁施工方案、粉噴樁的施工工藝等方面，闡述了粉噴樁技術在高速公路中的具體應用，并提出了粉噴樁技術的質量控制措施，從而保證良好的加固效果。

粉噴樁技術，高速公路，地基，路基

高速公路的修建工程正在不斷增多，實際的施工過程中會遇到越來越復雜的地質狀況。工程中所經過的高速公路地段，時常會遇到含水量比較大、土體比較松軟的地區，在處理這種地段公路路基的時候，施工人員需要十分謹慎，如果處理得不得當，很有可能給工程留下嚴重的安全隱患。目前，應用最廣泛的公路軟土地基處理技術就是粉噴樁技術。這種技術具有投資成本低、加固效果好，以及施工方便、快捷等優點，在高速公路地基修復工程中有非常重要的推廣價值。

1 粉噴樁技術的地基加固作用

1.1 置換作用

工程中的置換作用也被稱作樁體效應，在復合地基中，如果樁體的模量與樁體的強度大于樁間土的模量與強度，那么在荷載負重的情況下，樁間土表面所承受的應力會比樁頂端所承受的應力小。樁體承受的荷載就會傳遞到土層的深處，從而減少了作用在樁間土上的荷載。在這種情況下，復合地基所承受的荷載就會被提高，有助于減小發生變形的概率，防止安全隱患的發生。

1.2 密實作用

粉噴樁的振密與擠密作用指的是，松散的粉土、細砂、填土在振動成樁的過程中，由于受到擠壓的荷載，土體間的孔隙就會不斷減小，密度不斷增加的過程。這種密實作用有助于增加樁間土的模量與強度。

1.3 排水作用

一般而言，在復合地基中的樁體都會具有一定程度的透水性，例如砂樁、碎石樁等。粉噴樁樁體原本的透水性能并不理想，然而，樁體中含有的水泥粉能夠吸收土體間大量的水分，有效地降低了蘊含在地基中的水分，有助于地基強度的提高。

1.4 對樁間土的約束作用

針對復合路基，樁可以給樁間土起到不同程度的約束作用，能夠有效地預防土體側向變形的發生。當土體承受一樣荷載的時候，沒有側向約束力的土體會發生較大的側向變形，嚴重時也會造成較大的豎向變形。粉噴樁能夠起到良好的約束乃至阻止土體發生側向變形的作用，相應地減少了土體發生豎向變形的概率，進而有效地預防了地基發生沉降變形的可能。

2 高速公路中粉噴樁技術的具體應用

2.1 設計粉噴樁的要點

第一，設計前應先確定加固路基的樁長和范圍。當設計人員對項目路段的基體土層有了充分的了解之后，在決定確實需要應用粉噴樁技術對地基進行加固的時候，需要在軟土的范圍和基礎底面的尺寸的基礎上，將需要加固地基的具體范圍確定下來，與此同時，還要將土層的厚度作為判斷依據，將粉噴樁的高度確定下來，一般而言，粉噴樁的樁底應該伸到軟土層的底部。

第二，確定樁數以及樁間距。根據設計需要達到的地基承載力，將粉噴樁所需的樁間距離初步確定下來，并計算出工程中需要修建的粉噴樁數量，最好做到粉噴樁的設計效果呈等邊三角形形狀修建在施工場地。

第三，計算粉噴樁地基的基本原則。通過一系列的工程實踐以及各工程的研究可以知道，粉噴樁是半剛性樁體的一種，即是指粉噴樁介于散體材料與剛形狀之間，因此在設計粉噴樁的時候，要充分結合以往的設計經驗，盡可能地將粉噴樁的應力比更加科學合理。

2.2 科學選定粉噴樁的施工方案

在實際施工之前，應該對粉噴樁不同數量的成樁進行試驗。以此來確定噴入量、噴氣壓力、攪拌的速度、提升的速度以及鉆進的速度等基本參數。再按照這些參數去設計施工中的具體方法與方案，來驗證粉噴樁設計的每一項技術參數都可以達到建筑要求。

2.3 粉噴樁的具體施工工藝

第一，粉噴樁施工的前期準備工作。施工前，應該對施工場地進行一系列必要的清理工作，按照設計方案，將每個樁體的具體位置確定下來，并在施工場地表示出來，而后將鉆機調整到最好的工作狀態，確定鉆桿達到垂直的要求，再開啟鉆機，做好下鉆的準備工作。

第二，鉆進工程。將鉆機調整好，并確保無誤之后，將粉噴鉆機開啟進行鉆進工作，應保證鉆機以均勻的速度鉆進，當在鉆進的過程中遇到障礙的時候，工作人員應該使用慢速鉆進的方法，以防止鉆機發生故障。如果障礙物非常堅固，則應該及時將鉆頭提出，重新調整鉆進的位置后再進行鉆進工作，直到鉆進深度達到設計要求。

第三，噴粉工程。當鉆頭鉆進深度達到設計要求的時候，工作人員應該將送氣閥門關閉，進行噴送水泥的工作。鉆頭鉆進深度達到設計要求的時候，應該做2 min～5 min的停留，以確保水泥確實可以噴到樁的底部，而后再將攪拌鉆頭提升起來，在鉆頭提升的過程中需要做到一邊提升一邊噴粉的連續作業方式，同時應控制好鉆頭的提升速度，從而保證均勻的攪拌與噴粉。當空氣溫度較高、粉體流動性較差的時候，應該及時開啟灰罐的進氣閥，給料罐加以壓力，來防止樁體內部過大的噴粉量。除此之外，當發生斷粉現象的時候，要給粉噴樁進行補噴工作，此外當鉆頭被提升到與地面有30 cm的距離時，應該停止噴粉工作，開啟送氣閥，讓鉆頭轉動2 min，以此來確保樁頭的密實程度。

2.4 粉噴樁的驗收及檢測工作

完成粉噴樁之后，將開挖露出樁段切割下來一節樁段作為試驗段，對其進行靜載實驗、無側限抗壓實驗以及強度實驗，以此來檢測粉噴樁的工作質量。

3 粉噴樁施工的質量控制

3.1 施工機械的選控

第一，鉆機的選控。鉆機作為粉噴樁施工中的一項至關重要的機械，應該選擇大直徑鉆頭的鉆機，并具有扭矩大、動力大的特點，同時還應該具有反轉提升和正轉鉆進的功能，并可以做到勻速提升。

第二，粉體發送機的選控。粉體發送機是發送粉體材料的機械設備，應該具有定時、定量的發送功能，它是進行粉噴樁施工中非常重要的一個設備。此外，可以利用控制轉鼓的轉速來調整粉體材料的噴出量，粉體材料的發送量可以通過施工前試驗得到的攪拌鉆頭的類型、鉆機的轉速以及鉆機的提升速度等具體參數來確定。

第三，空氣壓縮機的選控。空氣壓縮機是粉噴樁粉體材料噴射的風源，需要結合實際施工地段具體的樁體深度與地質條件來選定空氣壓縮機的類型，粉噴樁的氣粉混合主要依靠機械預制攪拌來完成，讓粉土充分的混合在一起，以此來完成樁體加固，因此，在選擇空氣壓縮機的時候，不用選擇壓力太高的類型。

第四，攪拌鉆頭的選控。不同形狀的攪拌鉆頭在粉噴樁的施工過程中，會對灰土的攪拌情況產生一定的影響，因此在選擇攪拌鉆頭的時候，應該確保在反向旋轉提升的同時可以壓密樁間的土體，不讓粉土溢升到地面上。

3.2 施工材料的選控

第一，水泥的選控。水泥作為粉噴樁施工中最重要的材料，可以選用硅酸鹽水泥，但是要確保水泥的化學性質及質量能夠達到施工的要求。

第二，生石灰的選控。生石灰一定要經過磨細工藝的處理，其中最大的直徑不可以超過2 mm，石灰中不可以存有雜質。并且要保證氧化鎂和氧化鈣的含量達到85%以上，其中含有的氧化鈣的量應該超過80%。

4 結語

粉噴樁是高速公路軟土地基中一種非常常用的加固處理方法，其在高速公路的建設工程中發揮著非常重要的作用。然而，粉噴樁是隱蔽性施工的一種，因此施工質量就很難得到保證。這就需要項目的工作人員在具體的施工過程中，時刻保持高度的責任心，對施工中涉及到的每一個環節的質量與工藝都進行嚴格地把關，以此來確保高速公路的整體施工質量都能達到安全要求。

[1] 呂鵬華.粉噴樁技術在高速公路軟基處理中的應用分析[J].西部交通科技,2016(3):41-43.

[2] 張曉瑩.粉噴樁技術在高速公路軟基處理中的應用[J].建筑工程技術與設計,2016(22):1529.

[3] 吳 江.粉噴樁技術在高速公路施工中的應用[J].交通世界(工程技術),2015(7):126-127.

Application of highway powder-spraying pile technology

Wang Baohua

(ShanxiHighwayBridge1stEngineeringCo.,Ltd,Taiyuan030006,China)

The thesis introduces foundation reinforcement functions of powder-spraying pile technology, describes the specific application of powder-spraying pile technology in highway from aspects of designing powder-spraying pile points, selecting powder-spraying pile construction scheme and powder-spraying pile construction technology, finally puts forward its quality control measures, so as to guarantee great reinforcement effect.

powder-spraying pile, highway, foundation, subgrade

1009-6825(2017)15-0126-02

2017-03-18

王寶華(1977- )，男，工程師

U412.36

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