淺談粉噴樁在道路工程軟土路基處理中的應(yīng)用

劉寧蘋　胡文強(qiáng)

摘要：粉噴樁處理軟土是通過專門的機(jī)械將粉體水泥噴出后在地基深處就地與軟土強(qiáng)制攪拌，利用水泥和軟土之間所發(fā)生的一系列物理化學(xué)反應(yīng)，在原地基中形成強(qiáng)度、剛度較大的樁體，樁體與樁間土形成復(fù)合地基共同承擔(dān)外荷載，被廣泛應(yīng)用于道路工程軟土路基處理。

1工程概況

曲江路粉噴樁軟基處理范圍為K0+210～K0+260、K0+750～K1+280，總樁長為88066m，樁徑為500mm，樁中心距為1.3m，呈等邊梅花形布置。水泥摻入量50kg/m，樁長根據(jù)設(shè)計圖紙參考樁長結(jié)合施工電流雙控，固化劑采用普通硅酸鹽等級水泥42.5，設(shè)計要求粉噴樁加固處理后的復(fù)合地基承載力特征值不小于100KPa，單樁承載力達(dá)到97KPa。

2施工準(zhǔn)備

2.1技術(shù)準(zhǔn)備

（1）項目經(jīng)理組織施工人員進(jìn)行學(xué)習(xí)施工規(guī)范和施工工法等強(qiáng)制性文件。

（2）由技術(shù)負(fù)責(zé)人組織學(xué)審施工圖紙，熟悉圖紙上的設(shè)計要求，做好圖紙會審，設(shè)計交底和施工交底工作。

（3）根據(jù)業(yè)主或有關(guān)部門提供的書面水準(zhǔn)點(diǎn)，認(rèn)真測量基準(zhǔn)點(diǎn)和標(biāo)高，實(shí)施定位放線，保護(hù)好控制點(diǎn)，有待核驗(yàn)。

（4）做好材料進(jìn)場驗(yàn)收工作，并按要求進(jìn)行復(fù)驗(yàn)，合格者方可投入使用。

2.2現(xiàn)場準(zhǔn)備

（1）施工場地局部低洼位置，施工前應(yīng)用素土回填并分層壓實(shí)，確保機(jī)械正常行走，地下障礙物清除。

（2）施工用電通至現(xiàn)場和施工道路暢通工作;

（3）如場地標(biāo)高低于設(shè)計樁頂標(biāo)高以上50cm則需回填土，回填土應(yīng)壓實(shí)，以確保成樁質(zhì)量。

2.3施工機(jī)械及工具配備

本工程采用中鐵工程機(jī)械研究設(shè)計院有限公司生產(chǎn)的PH—5型粉噴樁鉆機(jī)，主要由成樁鉆機(jī)、空壓機(jī)、儲氣罐、深度傳感器、自動電子計量記錄儀、供料機(jī)、電控室七大系統(tǒng)組成。

3粉噴樁施工工藝

3.1粉噴樁施工流程：測量定位-樁機(jī)定位-鉆進(jìn)破土-噴灰、攪拌、提升-復(fù)攪、成樁

根據(jù)規(guī)劃紅線及設(shè)計圖紙要求，由技術(shù)員進(jìn)行仔細(xì)地測量定位。

將樁機(jī)運(yùn)至現(xiàn)場組裝完畢，利用自身液壓系統(tǒng)，移動樁機(jī)至樁位上方，使攪拌鉆頭對準(zhǔn)樁位，并保持?jǐn)嚢栎S垂直。

待鉆機(jī)定位并調(diào)平后，啟動電機(jī)，攪拌頭邊旋轉(zhuǎn)邊下沉，同時開動空壓機(jī)、噴射壓縮空氣保持噴射口暢通，松動破碎土體，直至設(shè)計深度。下沉的速度可根據(jù)土質(zhì)的硬軟分別使用快、慢檔，必要時還可以沖水下沉。

當(dāng)鉆頭鉆進(jìn)下沉至設(shè)計深度時，啟動粉體發(fā)送器，打開送灰閥將水泥粉噴射到土體中，再按照設(shè)計提升的速度（一般二檔），邊噴粉邊攪拌提升，直至設(shè)計高度（樁頂標(biāo)高上50cm）可停噴。

為了加強(qiáng)樁身及樁頭、樁底攪拌的均勻性，提高強(qiáng)度，應(yīng)按設(shè)計要求的用量及復(fù)攪的長度，在原位上進(jìn)行重復(fù)攪拌下沉，使水泥和土體充分?jǐn)嚢瑁敝翆@頭提出地面為成樁結(jié)束，進(jìn)行移位，進(jìn)入下一個循環(huán)。

3.2粉噴樁施工的質(zhì)量保證

（1）嚴(yán)格把關(guān)每批材料的進(jìn)場，提供材料復(fù)試報告及出廠合格證，運(yùn)至現(xiàn)場的材料應(yīng)做好保管工作，防止雨淋、風(fēng)吹和硬結(jié)，失效水泥決不使用。施工機(jī)械將配備電子計量器、深度計量、用電計量設(shè)備，再配備一個儲氣罐，確保均勻送氣，做到信息化施工，從而保證工程質(zhì)量。

（2）進(jìn)行定位放線，應(yīng)控制軸線和樁位偏差，樁位平面偏差±2cm，樁身垂直度≤1%;進(jìn)行測量定位時，嚴(yán)格使用經(jīng)計量局校驗(yàn)過的各種壓力表、計量表、經(jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀，對測量定位放線時，做到水準(zhǔn)點(diǎn)牢固，測量手續(xù)齊全。

（3）基槽開挖后，應(yīng)檢驗(yàn)樁位、樁數(shù)及樁徑質(zhì)量，如不符合規(guī)定要求，應(yīng)采取補(bǔ)救措施。確保樁長和樁徑（D=500mm），施工樁徑500mm，鉆頭最小直徑不小于490mm，沉樁深度根據(jù)設(shè)計要求及施工電流控制，確保粉噴樁加固的復(fù)合地基承載力滿足設(shè)計要求，確保樁端進(jìn)入持力層。對于人工填土上部若含水量較少可適當(dāng)灑水，確保樁身水泥土達(dá)到設(shè)計要求強(qiáng)度。

（4）嚴(yán)格控制鉆孔深度、噴灰時間及停灰時間，確保設(shè)計樁長。每三天檢查一次粉噴樁的成樁直徑及攪拌均勻度，對使用的鉆頭必須每天檢查一次，其磨損質(zhì)量不得大于1cm。施工中應(yīng)經(jīng)常檢查機(jī)械的垂直度，采用在機(jī)架上懸掛線錘，便于機(jī)械操作人員隨時觀察調(diào)整，確保樁身垂直度≤ 1%。

噴粉應(yīng)連續(xù)，不得虛噴，固化劑采用級普通硅酸鹽水泥，摻入量為55kg/m;每天檢查機(jī)械設(shè)備，確保噴灰連續(xù)進(jìn)行，在成樁過程中，若發(fā)生意外情況（如送灰管堵塞、停電等），應(yīng)在12小時之內(nèi)采取補(bǔ)噴措施，其復(fù)噴長度至停灰面下不得小于1.0米，否則重新補(bǔ)樁。噴粉機(jī)必須配備水泥計量裝置，記錄水泥的瞬時噴入量及累計噴入量，應(yīng)注意電腦顯示器的顯示，隨時調(diào)整閥門、風(fēng)壓，保證送灰量的準(zhǔn)確性及均勻性，從而保證每根樁每米的水泥用量達(dá)到設(shè)計要求，確保成樁質(zhì)量。

（5）要求全過程、全時段進(jìn)行監(jiān)理，按地質(zhì)情況，了解進(jìn)入持力層的電流值，樁長根據(jù)設(shè)計圖紙要求及圖紙會審紀(jì)要進(jìn)行控制，若地質(zhì)情況有較大變化時按電流值控制樁長。做好每根樁的原始記錄，每天必須由監(jiān)理或建設(shè)單位代表簽字。電腦打印記錄每天張貼整理。對每根樁進(jìn)行質(zhì)量評定，對不合格的樁應(yīng)根據(jù)其位置和數(shù)量等具體情況，分別采取補(bǔ)樁或補(bǔ)強(qiáng)等措施。

4樁身強(qiáng)度的檢測

施工時按要求取樁體試件，進(jìn)行室內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)，檢測其強(qiáng)度，成樁7d內(nèi)采用輕便觸探儀檢查樁的質(zhì)量，觸探點(diǎn)設(shè)在樁徑方向1/4處，抽查頻率為2%，另外，從開挖外露的樁體中鑿取試塊或采用巖芯鉆孔取樣，直接測定工程樁的樁身強(qiáng)度，觀察攪拌均勻程度。

結(jié)論：

地基沉降量經(jīng)過粉噴樁處理后，地基的總沉降明顯減小，但土層的滲透系數(shù)會降低，仍能滿足設(shè)計要求。經(jīng)過檢測，粉噴樁樁身的壓縮變相量較小，加固處理軟土地基的沉降量為5-15mm，符合設(shè)計要求。粉噴樁處理軟基優(yōu)于其他方法處理軟基，它具有節(jié)約材料、施工占地少、環(huán)境污染少、工期短等特點(diǎn)，可形成一個抗壓抗剪、強(qiáng)度高、壓縮變形小的復(fù)合地基，滿足路基強(qiáng)度剛度及穩(wěn)定度等要求。