粉噴樁加固公路軟土路基施工技術(shù)分析

田華

摘 要： 粉噴樁是目前公路軟土路基施工的關(guān)鍵技術(shù)，該技術(shù)在實(shí)際施工中比較成熟。在實(shí)際工程應(yīng)用中，合理控制工程項(xiàng)目的沉降問(wèn)題，保證公路工程項(xiàng)目的順利完成具有重要意義。在此基礎(chǔ)上，本文重點(diǎn)研究水泥粉噴樁處理軟土路基的內(nèi)容，通過(guò)闡述水泥粉噴樁的技術(shù)原理，分析其在軟土路基中的應(yīng)用方法，為實(shí)際的施工工作提供一定的借鑒。

關(guān)鍵詞： 公路施工；軟土路基；粉噴樁；質(zhì)量控制

軟土路基是公路工程建設(shè)中常見(jiàn)的基礎(chǔ)狀態(tài)，具有含水率高、壓縮性高、抗剪強(qiáng)度低的特點(diǎn)。如果軟土路基不能得到有效的處理，會(huì)導(dǎo)致路基不穩(wěn)定，縮短道路壽命，增加行車(chē)風(fēng)險(xiǎn)，因此，重視軟土路基處理技術(shù)的研究具有現(xiàn)實(shí)意義。粉噴樁復(fù)合加固技術(shù)是一種化學(xué)加固法，其固化劑主要選用水泥，在攪拌后可以硬化軟土，在強(qiáng)化其整體性及水穩(wěn)性的時(shí)，一定要具備較高的強(qiáng)度。粉噴樁復(fù)合加固技術(shù)具有施工速度快、沉降小等特點(diǎn)，并有對(duì)地基承載力增強(qiáng)的效果，將地基下沉情況進(jìn)行最大限度的降低。同時(shí)要盡可能避免路基失穩(wěn)現(xiàn)象的發(fā)生，對(duì)土體的側(cè)向形變進(jìn)行有效控制，基于此，在高速公路軟基處理中粉噴樁復(fù)合加固技術(shù)得到了廣泛地應(yīng)用。

一、粉噴樁加固技術(shù)的概況

粉噴樁屬于深層攪拌法加固地基方法的一種形式，也叫加固土樁，是采用粉體狀固化劑來(lái)進(jìn)行軟基攪拌處理的方法。最適合于加固各種成因的飽和軟粘土，利用水泥、石灰等材料作為固化劑的主劑，通過(guò)特制的攪拌機(jī)械就地將軟土和固化劑（漿液狀和粉體狀）強(qiáng)制攪拌，利用固化劑和軟土之間所產(chǎn)生的一系列物理一化學(xué)反應(yīng)，使軟土硬結(jié)成具有整體性、水穩(wěn)性和一定強(qiáng)度的優(yōu)質(zhì)地基。粉噴樁就是采用粉體狀固化劑來(lái)進(jìn)行軟基攪拌處理的方法。目前國(guó)內(nèi)常用于加固淤泥、淤泥質(zhì)土、粉土和含水量較高的粘性土。目前國(guó)內(nèi)的粉噴樁檢測(cè)主要有淺部開(kāi)挖、輕型動(dòng)力觸探、瑞典貫入法、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)、靜力觸探試驗(yàn)、取芯檢驗(yàn)、截取樁段做抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)、靜載荷試驗(yàn)、反射波動(dòng)測(cè)法檢驗(yàn)、袖珍貫入試驗(yàn)、電阻率法等。

二、粉噴樁施工技術(shù)的原理及特點(diǎn)

1、粉噴樁處理軟土路基的基本原理

在對(duì)軟土地基進(jìn)行處理的過(guò)程中，利用粉噴樁技術(shù)的原理并不復(fù)雜，主要如下：對(duì)于固化劑，比如水泥、石灰等，在物理和化學(xué)作用下，使土基的強(qiáng)度得到不斷的提高。在具體的施工過(guò)程中，粉噴樁地基加固的原理包含以下幾個(gè)方面：

（1）置換作用。在施工的過(guò)程中，深層土體能夠接收到來(lái)自粉噴樁所承受的荷載量，當(dāng)荷載量傳遞到深層土體的過(guò)程中，樁與樁之間的承載負(fù)荷能夠得到有效減少，在置換作用下，使復(fù)合地基的承載力得到不斷提高，地基的變形量得到有效控制。

（2）墊層作用。在實(shí)際的施工過(guò)程中，粉噴樁可以利用噴注粉體的方式，通過(guò)連續(xù)的攪拌，最終形成形式固定的樁位，在攪拌的過(guò)程中，樁與樁之間還能增加一個(gè)復(fù)合層，起到一定的保護(hù)作用。

（3）緊密作用。通常來(lái)講，就地?cái)嚢枋欠蹏姌冻Ｓ玫臄嚢璺绞剑跀嚢璧臅r(shí)候，以噴注量的大小為參考，適量的添加或者減少水泥粉，一般情況下不需要額外的增加水分，控制攪拌的力度，使兩者能夠充分融合。在這種方式下，能夠防止周?chē)馏w出現(xiàn)膨脹或坍塌現(xiàn)象，使周?chē)耐翆幽軌蚋泳o密。

2、粉噴樁的特點(diǎn)

在具體的施工過(guò)程中，粉噴樁有一些明顯的特點(diǎn)，具體如下：

（1）在實(shí)際的操作過(guò)程中，粉噴樁的施工工藝比較簡(jiǎn)單，易于掌握和操作，能夠以非常快的速度進(jìn)行固結(jié)，并且施工效率比較高，能夠適應(yīng)復(fù)雜多變的施工環(huán)境，應(yīng)用的比較廣泛。

（2）粉噴樁在施工過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生明顯的噪音，振動(dòng)的幅度較小，能夠降低對(duì)周?chē)挠绊懀虼耍诔鞘薪ㄖ芗牡胤侥軌虻玫搅己玫膽?yīng)用。

（3）在粉噴樁施工過(guò)程中，可以根據(jù)自身的結(jié)構(gòu)需求，靈活選擇合適的加固形式，與實(shí)際情況相符合。采用粉噴樁的方式，可以提高鋼筋混凝土樁基的應(yīng)用度，通過(guò)減少鋼材的數(shù)量，使工程造價(jià)成本不斷降低。

三、粉噴樁加固施工技術(shù)在具體施工過(guò)程中的應(yīng)用

1、施工準(zhǔn)備工作

（1）施工技術(shù)資料的準(zhǔn)備。在公路軟地基的粉噴樁施工前，應(yīng)該將施工場(chǎng)地的室內(nèi)配合比試驗(yàn)報(bào)告、工程地質(zhì)報(bào)告、粉噴樁設(shè)計(jì)樁位平面圖、土工試驗(yàn)報(bào)告、停灰面高程、加固深度以及原地面高程數(shù)據(jù)表等技術(shù)資料準(zhǔn)備齊全。（2）做好三通一平。在開(kāi)展粉噴樁的施工時(shí)，應(yīng)該提前做好三通一平的工作。所謂的三通一平就是架通施工及生活用電、修通機(jī)械進(jìn)場(chǎng)的臨時(shí)性道路、接通生活用水以及平整場(chǎng)地。清除掉樁位附近的垃圾。（3）施工放樣。在平整場(chǎng)地后，需要有放樣人員結(jié)合施工圖紙對(duì)場(chǎng)地進(jìn)行施工放樣。在放樣過(guò)程中應(yīng)該將路基、構(gòu)造物的邊線以及中線等線放樣出來(lái)，之后結(jié)合樁位的平面布置圖對(duì)粉噴樁的樁位進(jìn)行確定，并做好相應(yīng)的標(biāo)記。

2、施工過(guò)程分析

（1）鉆機(jī)定位施工。根據(jù)預(yù)制圖紙的具體內(nèi)容，現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行測(cè)量和布置，在鋪設(shè)過(guò)程中，需要注意中心線和邊線。以上工作完成后，開(kāi)始對(duì)所有樁進(jìn)行放樣，為樁的鉆孔施工提供一定的方便，在此基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)鉆機(jī)的準(zhǔn)確就位，提高鉆機(jī)的定位精度，嚴(yán)格控制鉆機(jī)的水平和垂直狀態(tài)，使垂直度誤差控制在1.5%以?xún)?nèi)。

（2）鉆進(jìn)施工。完成鉆機(jī)定位施工后，開(kāi)始進(jìn)行鉆井的施工，包括電機(jī)啟動(dòng)、送氣施工和依次鉆進(jìn)施工，嚴(yán)格按照規(guī)定的順序進(jìn)行。在鉆進(jìn)的時(shí)候，遵循正轉(zhuǎn)預(yù)攪下沉的原則，使鉆進(jìn)的速度不斷得到提高，通常情況下，Ⅳ檔或V檔的速度是鉆進(jìn)施工的正常速度；360V-390V是鉆機(jī)的電壓需要控制的范圍，60-90A是電流需要控制的范圍；控制鉆機(jī)的下鉆速度在0.8-1.5m/min 范圍內(nèi)，控制鉆速在44-70r/min 范圍內(nèi)。

（3）粉體計(jì)量控制施工。為了最大限度地保證噴粉樁的施工質(zhì)量，需要增強(qiáng)噴粉均勻性，使水泥的用量更加合理。具體施工方法包括組合鉆深度和電子測(cè)量尺度嚴(yán)格控制噴粉的數(shù)量，在結(jié)合實(shí)際情況的基礎(chǔ)上，使噴粉的數(shù)量能夠與施工的具體需求相適應(yīng)，使噴粉施工能夠連續(xù)進(jìn)行，增強(qiáng)最終噴粉施工的效果。

（4）成樁施工。當(dāng)鉆機(jī)的鉆進(jìn)深度達(dá)到規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)后，對(duì)鉆桿進(jìn)行嚴(yán)格的控制，使其固定在原位在1-2min，之后開(kāi)始噴粉施工。如果孔洞的底部留有不小心噴射出的加固料，可以對(duì)反轉(zhuǎn)鉆桿進(jìn)行操作，使噴灰和攪拌施工同時(shí)進(jìn)行，相應(yīng)施工所用的加固料噴射到固定位置，使其達(dá)到規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，維持反轉(zhuǎn)的控制速率在0.8-1.2m/min 范圍內(nèi)。加固料從料罐到送灰口的運(yùn)送需要耗費(fèi)一定的時(shí)間，所以需要留出2-3s 的時(shí)間提升鉆桿，完成之后開(kāi)始進(jìn)行噴粉的提升施工工序。

3、粉噴樁施工要點(diǎn)

（1）成樁試驗(yàn)需要在粉噴樁施工之前進(jìn)行，對(duì)試驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行分析，根據(jù)分析的數(shù)據(jù)對(duì)接下來(lái)的粉噴樁施工工作提供科學(xué)的指導(dǎo)，促進(jìn)施工的正常進(jìn)行。

（2）鉆機(jī)鉆孔的過(guò)程是連續(xù)的，施工人員需要嚴(yán)密操作每一個(gè)環(huán)節(jié)，對(duì)鉆機(jī)鉆桿的孔位和垂直度進(jìn)行管控，使其不超過(guò)1.5%，在這個(gè)范圍內(nèi)進(jìn)行有效的控制，保證存在的孔位偏差小于5cm。

（3）在施工開(kāi)始前，需要對(duì)灰漿泵輸漿量進(jìn)行確定，預(yù)估灰漿經(jīng)輸漿管到達(dá)攪拌機(jī)噴漿口的時(shí)間，對(duì)起吊設(shè)備提升速度進(jìn)行檢測(cè)，保證一系列施工參數(shù)的精確無(wú)誤，遵照具體的設(shè)計(jì)要求，經(jīng)過(guò)相關(guān)的工藝性成樁試驗(yàn)后，選擇最合適的施工工藝。

（4）每個(gè)工序的進(jìn)行都需要經(jīng)過(guò)嚴(yán)密的考核，在施工正式開(kāi)始前，施工人員需要對(duì)各類(lèi)施工材料的質(zhì)量和設(shè)備運(yùn)行狀況進(jìn)行仔細(xì)的檢查，如果噴粉設(shè)備出現(xiàn)雜物，需要及時(shí)進(jìn)行清理，觀察噴嘴和鉆頭是否出現(xiàn)磨損狀況，如果存在這種情況的話，需要及時(shí)更換設(shè)備，保證能夠符合實(shí)際施工的需要。

4、沉降和穩(wěn)定觀測(cè)

粉煤灰樁應(yīng)用于公路軟土地基時(shí)，應(yīng)對(duì)路基的沉降量和穩(wěn)定性進(jìn)行嚴(yán)格有效的控制。當(dāng)沉降工具埋設(shè)在路基肩座和路基設(shè)計(jì)中心線時(shí)，應(yīng)進(jìn)行詳細(xì)的觀測(cè)，使沉降的量能夠在規(guī)定范圍之內(nèi)。粉噴樁施工過(guò)程中，每層填充觀察一次，填充間隔期間，每天觀察粉噴樁的沉降及穩(wěn)定性。在觀測(cè)的過(guò)程紅，需要對(duì)觀測(cè)樁進(jìn)行嚴(yán)格有效的保護(hù)，避免因各種因素的影響造成一定程度的破壞現(xiàn)象。需要對(duì)觀察過(guò)程中可能出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行提前預(yù)測(cè)，并制定具有針對(duì)性的措施進(jìn)行及時(shí)處理，分析沉降觀測(cè)結(jié)果，根據(jù)觀測(cè)數(shù)據(jù)繪制沉降曲線，動(dòng)態(tài)掌握路基沉降。

四、高速公路軟基處理中粉噴樁技術(shù)的質(zhì)量控制

第一，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(duì)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(duì)其設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行確定。

第二，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(zhǎng)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。

第三，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(zhuān)人對(duì)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(guò)程中，應(yīng)對(duì)加固料總量、樁長(zhǎng)、復(fù)拌長(zhǎng)度等進(jìn)行確定，并對(duì)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。

五、結(jié)語(yǔ)

公路軟土地基處理對(duì)公路上部施工有重要影響，一旦處理不滿足公路的質(zhì)量要求，就可能造成安全隱患，影響正常的交通運(yùn)輸。為提高軟土地基處理水平，應(yīng)加強(qiáng)粉體噴樁施工技術(shù)的研究與應(yīng)用，在施工前、施工中和施工后科學(xué)合理地控制質(zhì)量，使施工中的每道工序都能夠符合施工的標(biāo)準(zhǔn)，保證噴粉樁的質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，促進(jìn)公路事業(yè)的進(jìn)步與發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1] 陽(yáng)曉明. 粉噴樁施工技術(shù)在高速公路軟土路基中的應(yīng)用研究[J]. 科技創(chuàng)新與應(yīng)用. 2017（07）.

[2] 安智. 粉噴樁施工技術(shù)在高速公路軟土路基中的應(yīng)用[J]. 華東公路. 2017（05）.

[3] 涂文勝. 高速公路施工中的軟土路基施工技術(shù)[J]. 交通世界. 2016（33）.