1、浅述喷粉桩在软土地基中的应用摘要：文章结合作者多年从事公路软基施工的经验，并结合工程实例，具体分析了如何运用喷粉桩来处理高等级公路软土地基情况，及该施工工艺所带来的良好效应。 关键词：公路施工 软土地基 喷粉桩 中图分类号：X734 文献标识码： A 一、前言 在我国高等级公路的软土地基处理中，常用的方法主要有粉喷桩、砂垫层法、竖向排水法(袋装砂并、塑料排水板)、加铺土工织物(土工布、土工格栅)、碎石桩、砂桩、深层搅拌、强夯等。采用最多的是砂垫层+袋装砂井(或塑料排水板)土工布的处理办法，可以得到比较经济且效果较佳的结果。 在软土地基上修筑公路和桥梁并不都会发生问题、只要设计和施工措施得当，就
2、可以保证路堤、桥梁的稳定和使用效果。软土地基上路堤的设计与施工方案，应结合当地工程地质条件、材料供应、投资环境、工期要求和环境保护等因素，按照因地制宜、就地取材、分期修建、综合处治的原则进行充分论证，使设计和施工方案达到技术上先进、经济上合理。 粉喷法加固软土地基，是一项新的工艺，与其它软土加固方法相比，具有较多突出之处；原理科学、费用低廉。加固成本低。由于采用地基土自身作为桩料，掺入少量固化剂，一般掺入 15%左右的水泥，平均每米不超过 50kg 水泥，每米材料成本费仅 10 元左右，比其它地基加固方法成本均低；桩身质量好。由于成桩粉体与土拌和，化学反应充分，桩身强度相对较大；地基加固后无附
3、加荷载，因为掺入的固化剂含量较少，加固土的容重略大于地基土的容重，可将地基土的附加荷载忽略不计。 二、施工工艺 喷粉桩干法施工。施工不需要水源，不需要排污，场地干净；桩体强度高，与深层搅拌法相比较，在条件相同的情况下，粉喷桩施工效果较好，因为深层搅拌法是湿法施工，而粉喷桩是干法施工，是从地基土中吸取一定的水量，从而提高了地基的加固效果；无侧向挤土问题该工艺与打入桩或压入桩相比，由于成桩是将原土作为主要桩料，在地基中几乎不增加体积，故不产生侧向挤土，所以粉喷桩施工对临近环境无其它影响，甚至可以紧贴相临基础施工，该工艺可根据工程需要及地质条件，以不同的掺灰量控制不同的桩身强度，也可以在同一地基中不
4、同层位控制不同桩身强度，以满足工程上的需要；该工艺平面桩位布置灵活，可以组成各种几何形状的桩体，如单桩分开的桩式，桩体相切或搭接的墙壁式，以及桩体构成网格状的块体式，井适用于各种工程，如建筑物地基加固，边坡抗滑加固等，还可以加固地基中的某个部分，应用广泛：粉喷桩施工专用机械主要由成桩钻机，空压机，供料机三大件组成。设备简单，机身体积小，步履移动方便。 三、实施案例 本标段水泥粉喷桩处理段长 38.682m，工程量为 25330 米/1490 根。粉喷桩桩径 0.5m，桩间距 1.01.5m，正三角形布置，桩顶根据填土高度铺设一至两层双向土工格珊，格珊设计抗拉强度不小于 25KN/m，幅宽3.8
5、m。 因水泥粉喷桩的施工是桥头填土前序，因此有必要尽早开工，本标段拟投入 2 套水泥粉喷桩机进行同时施工，其施工顺序沿着道路的前进方向平行流水施工。 1、场地清理：施工前，按照术规范要求进行场地清理。清理后的场地应整平，填写报验单，经监理工程师验收合格签字确认后，方可进行下道工序施工。 2、布桩图：开工前，根据施工设计图按各分段里程画出布桩图。布桩图上应标明线路中心、里程、路基底宽线、每个桩应编号、量出设计桩长，布桩图应报设计单位，经监理工程师，甲方验收确认后，方可施工。 3、测量放样：对设计单位移交的导线点，水准点，施工前应会合同甲方和监理工程师进行复核，确认无误后使用。测量人员按施工设计图
6、，进行粉喷桩桩位、原地面标高、孔口标高等有关测量放样工作。测量放样记录及布桩图等，应报请甲方和监理工程复核抽查，并填写测量放样报单，经甲方和监理工程师审查签认。 4、材料：粉喷桩施工采用加固料为水泥，其质量、规格应符合设计要求，并具有出厂质保单及出厂试验报告，确保在有效期内使用，严禁使用过期、受潮、结块、变质的劣质水泥。运到工地的加固料（水泥） ，施工单位应对水泥质量进行抽样检验，抽样试验频率根据甲方及监理工程师意见定，一般要求每批量 100 吨做 1 组。试验结果报监理工程师签认后方可投入使用。 （凡属材料技术指标的检验，必须送有相关资质的中心试验进行。 ）水泥土强度试验：施工前应详细了解各
7、施工现场的地质情况，选取有代表性的土层位置，钻孔取出一定的数量的试样土进行必要的软土物理性质、含水量、有机质含量试验和水泥土配合比强度试验，以验证软土的性质和设计的水泥土（粉喷桩）强度能否达到要求。施工单位、监理公司应在有代表性的同一土层分别取样。 四、施工工艺试桩 1、粉喷桩施工前必须分区段进行工艺试桩，以掌握适用该区段的成桩经验及各种操作技术参数。成桩工艺试验桩不宜小于 5 根。 2、工艺试桩前，由施工单位书面通知甲方和监理门派员参加。工艺试桩结束后，由施工单位提交工艺试桩成果报告，并以甲方和监理工程师审查批准后，作为该区段喷粉桩施工的依据，无甲方和监理工程师的指令，不得任意更改。工地技术
8、主管在粉喷桩施工时应向机组下达操作指令，并负责监督执行。 3、工艺试桩应达到如下目的：获取操作参数，包括钻机钻进与提升速度，钻进持力层时孔底电流值，送灰时灰罐与管道压力、搅拌的叶片旋转速度、喷停灰时间等。 喷粉和搅拌的均匀性。 钻进、提升阻力发问及特殊情况施工处理措施等。喷粉和搅拌的均匀性。 4、在施工过程中若需要更换电流表、喷粉计量仪等影响施工技术参数的设备时，必须以书面报告形式提交甲方和监理工程师。并在监理工程师的监督下试桩，重新确定施工技术参数，指导下阶段施工。 本工程粉喷桩施工工艺采用“两次搅拌”工艺，即第一次喷粉结束后，再一次下钻复搅，复搅深度必须满足设计及规范要求，使水泥和土体充分
9、拌和均匀。具体施工工艺流程如下： 1）根据布桩图放出桩位，用小木桩标示； 2）调平桩机，保证钻杆垂直度偏差1%； 3）调整钻杆对准要施工的桩位，桩位偏差不得大于 5cm； 4）启动搅拌钻机，钻进 50cm 后，开动空压机喷压缩空气，以防止钻进时堵塞喷灰口，同时可以借助压缩空气减少负载扭矩，使钻进顺利；5）钻到接近设计深度后，启动送灰系统； 6）钻到设计加固深度且电流表读数达到孔底电流后，此时，水泥灰必须已送到桩底，进行粉喷、搅拌、提升到设计桩顶后，停止送灰、送气，如果设计深度与地质实际情况有较大出入时，则应将情况报告监理及甲方代表，记录必须属实。 7）当钻头提升至离施工地面 0.5m 左右时,
10、改为慢速提升、停止送灰。为使水泥粉喷桩与软土搅拌均匀，在成桩各后进行一次复搅。若遇到特殊土质时，经监理工程师同意右以缩短复搅长度，但必须保证复核长度满足有关规范要求。并在记录表上注明改变原因。 施工记录采用施工一桩，记录一桩的原则。不许提前记或补记，不许随意涂改，记录需真实的反映实际情况，且严禁用铅笔记录。 5、施工管理及注意事项 1）粉喷桩施工必须进行全过程监控。施工过程中必须随时检查施工记录和计量记录，检查重点有：加固水泥质量、用量、桩长、制桩过程有无断桩，桩体是否均匀、搅拌的转速、提升时间、复搅长度、补桩和补搅等。粉喷桩施工质量应符合粉体喷搅法加固软弱土层技术规范（TB10113.396
11、）附录 B 的要求。 2）粉喷桩施工应有自动记录桩身长度、单位桩长水泥用量并能监测水泥是否到达喷灰孔底的自动记量装置。试桩过程中应对自动装置进行校核，正式施工过程中应不定期检查。 3）施工环保及安全：必须采取有效的的措施，防止粉喷桩施工对环境的污染（粉尘、污水、噪音等）和干扰广深铁路、公路上的车辆正常行驶。 4）粉喷桩施工根据施工工艺及工艺性试验确定的操作参数进行，并随时注意记录压力、喷粉量、钻机钻进与提升速度、孔底电流等有关参数。 5）施工中不得中途中断喷灰，确保桩长。在尚未到达设计标高和尚未喷灰的情况下还需进行钻杆提升作业；若因停电或机械故障等原因而中断喷灰时，应将钻机下钻至断灰点下不小于
12、 1 米的位置，待恢复供灰时再喷粉提升。 6）施工中发现喷灰量不足时，应及时对原桩复钻复喷，复喷的喷灰量仍不小于设计用量。施工过程中应随时检查灰罐内的水泥加入量、剩余水泥量，复核每延米喷灰量及成桩后喷灰总量。对输灰管要经常检查，不得泄露及堵塞，管道长度以 60m 左右为宜，不得超过80m。 7）在施工过程中，监理工程师发现施工单位在施工安排、设备配置及施工操作、文明施工等不符合规程时，有权命令其暂停施工，并限期整改直至符合要求时，方准许继续施工。 6、粉喷桩质量检测 1）开挖检查：成桩 7 天后，施工单位应在监理工程师和甲方监督下进行开挖自检，开挖深度 0.52.0 米，目测成桩情况及搅拌均匀
13、程度、桩径、桩位偏差等，检测频率 2%。 2）桩体强度试验：成桩 15 天后，对粉喷桩进行抽芯检测，检验桩身连续性和均匀程度。成桩 28 天的芯样可进行室内桩体无侧限抗压强度试验，验证桩体的整体强度及桩体变形情况，经取芯的桩需用水泥砂浆填满。该试验由业主组织安排。检测频率 2。 3）复合地基静载试验：对填土较高的路段、大型箱涵、桥头路堤等重要工点。成桩 28 天后，在交付使用前，应适当地做部分静载试验，以验证粉喷桩的单桩承载力及复合地基的承载力，检验其是否满足设计要求。抽检数量、比例由监理工程师及甲方会同设计单位确定。每工点不小于 3 点。 五、结束语 粉体搅拌法(简称粉喷法)，粉喷法加固软土地基，是一项新的工艺。是用特制的设备和机具，将加固剂粉体材料(水泥或石灰)通过压缩空气的传送，与地基土强行拌和，使之产生充分的物理、化学反应后，形成一定强度的桩体(简称粉喷桩)。这是一种改善土质，提高地基强度的软土地基加固方法，可以广泛地适用于淤泥质土，杂填土，软粘土等地基加固。
