1、1粉喷桩加固处理城市道路软基理论与应用摘要: 文章结合安徽省池州市城市道路软土地基粉喷桩处理实例,通过对粉喷桩加固机理、适用范围、计算理论、施工工艺及质量控制的研究,探讨了其在城市道路中的应用。 关键词:城市道路;粉喷桩;软土地基;应用 中图分类号：F291.1 文献标识码：A 文章编号： 1 前言 安徽省池州市地处于长江中下游地区，湖泊河流众多，软弱土地带广泛分布。池州市境内大部分道路路基穿越软土地基，必须采取相关的加固处理措施。软基处理的效果将直接影响到路基的稳定性、工程的营运质量与经济性。粉喷桩作为一种比较成熟的地基加固处理方法,在工程中已得到了广泛的应用,本文结合池州市某城市道路建设项
2、目，探讨了其在城市道路领域中的应用。 2 研究背景 20 世纪 60 年代,瑞典和日本先后提出粉体喷射搅拌来加固软土。近年来粉喷桩加固处理软土地基在我国工程建设中得到了广泛的应用,其能够有效地提高路基承载力和降低沉降量,经过国内外不断的实践及研究,粉喷桩在软土地基处理应用中取得了良好的效果。 图表 1 粉喷桩 23 加固机理及适用条件 粉喷桩,是介于刚性桩与柔性桩之间的一种半刚性桩,是通过特制的搅拌机械就地将软土和粉状固化剂(干水泥、生石灰粉等)强制搅拌，利用固化剂与软土之间所产生的一系列物理化学反应,使软土硬结成具有整体性、水稳性和一定强度的复合地基的一种软土加固方法。 4 路基加固方案设计
3、 4.1 工程概况 该工程位于池州市，是由北向南的城市主干道，道路沿线地形起伏、变化较大，主要为山丘、农田与村庄，工程范围内有若干水塘沟渠等现状水系。 3.2 方案设计与计算 计算单桩竖向承载力特征值 Ra:单桩承载力的计算有多种方法,根据建筑地基处理基础规范(JGJ79-2002)中推荐的计算方法,由桩周侧摩阻力和桩端承载力提供的承载力 Rk1 和由桩身强度提供的承载力 Rk2,取两值中的较小者作为单桩承载力特征值 Ra。公式如下: 单桩竖向承载力标准值；桩身截面积（） ， ；与搅拌桩桩身水泥土配比相同的室内加固土试块(边长为 70.7mm 的立方体,也可采用边长为 50mm 的立方体)在标
4、准养护条件下 90d 龄期的立方体抗压强度平均值,kPa；桩周土的侧阻力特征值。对淤泥可取 58kPa; 对淤泥质土可取 812kPa; 对粘性土可取 1215kPa；桩端土天然承载力3标准值，由地质资料获得；桩身强度折减系数，干法可取0.200.30;湿法可取 0.250.33；桩端土天然承载力折减系数,可取 0.40.6,承载力高时取低值；L桩身有效长度（按永久桩计） ；S 桩身周长（m） ，其值为。桩周及桩端土提供的单桩承载力见表 1。桩身材料提供的承载力见表 2。 表 1 桩周及桩端土提供单桩承载力 复合地基承载力标准值；桩间土天然承载力标准值，取100Kpa； 面积置换率；单桩竖向承
5、载力标准值；桩的截面积；桩间土折减系数，当然桩端为软土时，可取 0.51.0；当桩端为硬土时，可取 0.10.4;本次设计取 0.4； 根据设计要求的复合地基承载力,按式(4)确定桩土置换率 m 又称面积置换率: (4) 粉喷桩桩间距见表 3 表 3 粉喷桩桩间距. 4 施工工艺及质量控制 4.1 施工工艺 粉喷桩施工采用专用搅拌机械设备，成桩直径遵照设计要求。桩位4放样钻机就位检验桩基调平机体钻进至设计深度高压送气打开喷粉孔反钻提钻并喷水泥至工作设计标高上 50cm 停止喷粉重复搅拌并复喷反转提钻至地表成桩结束移机就位在下个桩位施工。 施工方法 ： （1）按照设计桩位平面布置图，确定出桩位，
6、作好标记，误差不大于 5cm，将搅拌机移动到桩位处，钻头对准标记处，使钻杆倾斜度不大于1%。 （2）启动搅拌机，钻机垂直钻进标记处。 （3）当钻头到达设计标高以上半米时停止送灰，正向旋转钻头，开始复搅并复喷，复搅复喷深度必须遵照设计要求。 （4）复搅结束后，关闭空压机，消散所有管道压力，钻机主电机停机。 （5）钻机移位，重复上述过程进行下一个桩位施工。 4.2 成桩质量控制 1 施工前应进行成桩工艺性试验（不少于 3 根） ，拟定各项工艺参数并报监理单位确认后，方可进行施工。2 大面积施工前，应对试桩的单桩和复合地基进行承载力试验，以确认设计参数。3 粉喷桩施工应符合以下规定：（1） 施工机具
7、设备性能及工艺应满足喷粉（浆）均匀性、桩的连续完整性及加固深度的要求。 （2）搅拌机械应配置灰度自动记录仪，且处于检定有效期内。 （3）成桩过程中，如因故停浆，再次施工时必须重叠接桩，接桩长度不得小于 0.5m。若停机超过 3h，应拆卸输浆管路，清洗干净，在原桩位旁边补桩。 （4） 配置好的浆液不得离析，供浆必须连续，固化剂与外掺剂的用量、泵送浆液时间必须有专人记录。（5）施工中随时检查加固料用量、桩长、复搅长度，评定成桩质量。如有不合格桩或异常情况，应及时采取补桩或其他处理措施。 （6）施工中5废弃的加固料不得任意排放。浆体喷射搅拌桩施工中溢出的浆液应及时回收处理，防止污染环境。 4 破除桩
8、头不得影响桩的完整性，应采用截桩机等专用设备切割桩头。 5 粉体喷射搅拌桩加固用的水泥种类、规格及质量应符合设计要求。严禁使用受潮、结块、变质的加固料。 6 粉体喷射搅拌桩的数量、布桩形式应符合设计要求。7 粉体喷射搅拌桩施工过程中，应记录施工设备贯入地层的反应，核查地质资料。8 粉体喷射搅拌桩单桩加固料用量应满足设计要求。9 搅拌桩成桩长度及复搅长度应满足设计要求。喷粉中断时，第二次喷粉接桩的喷粉重叠长度不得小于 1m。因故停浆时，恢复供浆后的喷浆重叠长度不得小于 0.5m。10 搅拌桩桩身完整性、均匀性、无侧限抗压强度应满足设计要求。11 搅拌桩处理后的单桩或复合地基承载力应满足设计要求。
9、 5 结语 粉喷桩目前在国内外得到广泛应用，粉喷桩可以大大的改善路基的性质,粉喷桩处理后的复合地基,很大程度的增大了路基承载力,降低了沉降量。通过本项目的实践表明,采用粉喷桩处理城市道路软土路基是合理、有效的。 参考文献 1 刘景政.地基处理与实例分析M.北京: 中国建筑工业出版社, 1998. 2 王星华.地基处理与加固M.长沙：中南大学出版社,2002. 3 JGJ79-2002,建筑地基处理技术规范S. 64 DBJ08-40-94,地基处理技术规范S . 5 徐至钧.高压喷射注浆法处理地基M.北京: 机械工业出版社, 2004. 6 JTGD-302004,公路路基设计规范S. 7 JTJ017-96,公路软土地基路堤设计与施工技术规范S.北京:人民交通出版社, 1996. 8 黄兴安.公路与城市道路设计手册M.北京:中国建筑工业出版社,2005
