1、粉喷桩在道路施工中的应用摘要:粉喷桩在高速公路的软基处理中得到了广泛的应用,主要在地基加固、基坑支挡结构及形成止水帷幕等多方面作用显著。随着高速公路的大量修建,粉喷桩也广泛应用于高速公路的软基处理中。 关键词:粉喷桩;道路施工;应用 中图分类号:U41 文献标识码: A 粉喷桩在高速公路的软基处理中得到了广泛的应用,主要在地基加固、基坑支挡结构及形成止水帷幕等多方面作用显著。随着高速公路的大量修建,粉喷桩也广泛应用于高速公路的软基处理中。事实证明,粉喷桩适合于加固各种成因的饱和软粘土,淤泥、淤泥质土、粉质粘土、粉土等,对含水量相对较高的软土来说,效果也比别的方法更好,能够有效地减少和控制沉降量
2、及工后沉降量,能够提高软土地基承载力,加固深度一般可达 15m 20m。与其它软基处理方法相比,粉喷桩这种地基处理方法在施工中无振动、无污染,对周围环境影响少,具有无法替代的优越性,已经成为我国一种重要的软土地基处理方法。 1、粉喷桩在高速公路软基处理中的具体应用 1.1 项目概况 高速公路,该公路沿路地质条件、水文及水文地质条件复杂,部分路段穿越软土地区,土质松软以及含水量大,不适合进行路基填筑,为了保证上部结构安全正常使用,考虑到稳定性,必须对软土路段进行处理。根据公路软土地基路堤设计与施工技术规范的要求,本路段采用深层水泥粉喷搅拌桩法进行软土地基处理,该法所需稳定周期较长,但对于工期紧、
3、软土性质较差的地基有着较理想的处理效果。粉喷桩施工工艺按以下程序进行: 整平原地面钻机定位钻杆下沉钻进上提喷粉强制搅拌复拌提杆出孔钻机移位 1.2 施工准备 粉喷桩施工中采用材料要符合公路软土地基路堤设计与施工技术规范的要求,不得以次充好,也不得使用一些过期的或者已经受潮变质的材料。水泥以普通水泥材料为主,应是国家免检产品,对非免检厂生产的水泥,应分批提供有关标号、安定性等试验报告。 1.3 施工流程 1) 确定桩位。在整平现场后,应根据设计桩距先用全站仪测放桩群长度方向轴线,每 26 m 测放控制桩,每断面 3 点,再用测绳准确放出桩位位置,使桩位误差不得大于 5 cm,每个桩位均以插签标识
4、,并进行编号。 2) 试桩。在工程正式施工前,必须根据工程情况和设计要求,先进行粉喷桩的典型施工,在工程桩内试不少于 5 根的试桩,以检验地质资料是否正确,工艺参数、成桩质量、取样方法及桩的设计指标是否合理等等,为顺利施工打下坚实的基础。 3) 施工程序。测量放样移机定位送风钻进至设计桩底标高( 钻入) 原位旋转确保送灰到位( 预搅) 提升喷粉搅拌至设计桩顶标高( 喷射) 钻进重复搅拌一次( 复搅) 成桩钻机移位。 1.4 施工检验 根据成桩试验,本路段粉喷桩施工主要技术参数详见表 1。 从实验数据来看,在距离施工顶端不到 0 5m 范围内,深层搅拌桩的施工效果较差,这时侧向土压力也开始变小。
5、在施工施工时场地整平标高比设计确定的粉喷桩桩顶标高高 05m,粉喷桩施工完后,再将上部 0 5m 质量较差的粉喷桩挖除。 1.5 室内配方试验 施工实际使用的水泥和外掺剂,必须通过室内试验的检验,符合设计要求后方能使用。本路段粉喷桩室内配合比试验结果见表 2。 由上表可以看出: 水泥土的无侧限抗压强度随龄期增长而增加,各掺灰量 90d 无侧限抗压强度均可达到 1 2MPa 以上。实际施工采用第一组配合比。 1.6 粉喷桩施工允许偏差设计 1.7 软土地基的沉降变形 公路建设中软土地基沉降的影响因素较多。其主要影响因素有: 软土层的性质、软土层的厚度及埋藏深度,处理软土层的方法、路堤荷载及加荷速
6、率等。软基沉降监测成果表见表 4。 监测结果表明,由于高液限粘土的天然含水量高,孔隙比大,压缩性好,抗剪强度低,在外力作用下,建筑物基础软土层具有较大的变形。路段 1 路堤填土高度为 4 38m,路堤地基沉降量为 230mm,路面完工时,路堤地基沉降量为 399mm,有较大的变形。低液限粘土含水量较低,压缩性低,孔隙比小,抗剪强度较高,在外荷载作用下,软土层的变形比高液限粘土地基要小。路段 2 路堤地基沉降量为 140mm,路面完工时,路堤地基沉降量为 154mm。变形较小。 2、正常施工路段的质量控制和质量检验 施工时的质量控制应符合以下规定: 1)根据成桩试验确定的技术参数进行施工。操作人
7、员应随时记录压力、喷粉量、钻进速度、提升速度和每根桩的钻进时间等有关参数的变化。确保粉喷桩质量要求,并做好施工记录。 2)施工时严格按照刻度线控制桩长。 3)严格控制停灰面和水泥喷入量,不得中数据喷浆,确保桩体长度;严禁在尚未喷粉的情况下进行钻杆提升作业。 4)控制成桩时间和速度,并防止钻杆晃动产生偏孔或扩孔。 5)当钻头提到地面以下不足 30cm 时,送灰器应停止喷灰,并用工回填水泥土压实。 6)桩体喷浆均匀作业,整个制作过程保证边提升边喷浆,喷浆中断时,第二次喷浆接续时重叠长度不得小于 1M。 7)施工中,发现喷浆量不足,应整桩复打,复打的喷粉量应不小于设计用量。当复搅发生空洞或意外事故时
8、(如停电、灰管堵塞等)影响桩身质量时应进行重新喷灰复搅,在 12 小时内补救,搭接长度1m。 8)施工机具设备的粉体发送器必须配置经过调试标定的粉料计量装置,并记录水泥的瞬时喷入量和累计喷入量。严禁无粉料喷入计量装置的粉体发送器投入使用。 9)储罐容量应不小于一根桩的用灰量加 50kg;当储量不足时,不得对下一根桩开钻施工。 10)检查钻头直径,钻头直径的磨损量不得大于 1cm,确保成桩质量。11)当出现异常现象时,如返灰、淤泥返出数量超过 0.5 立方米,或桩长有明显变化时,应及时汇报。 12)采用荷载试验检测粉喷桩复合地基承载力。 3、桩体施工质量的检验 对桩体施工质量的检测的主要内容有:
9、桩位和桩距;桩体的垂直度;桩长、喷粉量;桩径和搅拌均匀度;成桩的完整度和强度。 成桩七天内,施工单位先开挖自检,观察桩体成型情况及搅拌均匀程度,如实做好记录,检查频率为 2%,开挖深度不小于 1.5m,如发现凝体不良等情况,应报废补桩. 成桩 28 天后,对不同软土地质条件、不同桩长路段,分别在整长度范围内进行钻芯取样,并进行无侧限抗压强度试验,抽检频率为桩数的 2%,且每工点不得少于 5 根。 同时进行静载试验,可根据不同地质情况及桩间距抽检三桩复合地基承载力。 粉喷桩施工结束 28 天并以检验合格后,方可以填土。 4、注意重点 1) 粉喷桩施工对周围环境影响不大,起到了施工方便、施工机械不
10、复杂、无泥浆排出、文明施工、施工效率高、缩短工期、加固效果好、降低造价等一系列的经济效益和社会效益。 2) 根据现有的施工机械性能,桩长应在 16 m 以内为宜。 3) 粉喷桩施工完全适用于加固软弱均质地基,且含水量宜大于 35%才能达到最好的效果。 4) 水泥粉喷桩的质量,关键在于施工工艺和质量控制。室内试验、施工现场取样试验及桩体试验的结果均表明,水泥土抗压强度都是相符的,只要加强施工过程中的质量控制,对桩身强度是有保证的。 5) 严密的施工组织管理是实现施工组织方案的根本保证。 5、结论 粉喷桩技术的使用,改变了原地基的密实度,降低软土的渗透系数,有效地起到了阻水作用。采用粉喷桩要比一般采用的灌注桩更加经济实惠,对环境的影响更小,其加固效果好,工艺技术简便,设备简单,施工方便快速,造价低廉。同时更要抓好施工的各个环节,严把质量关,只有在施工过程中严格控制才能确保工程的优质高效。 参考文献 1 刘跃,罗士博,黄忠富,等.浅谈粉喷桩在软土地基处理中的应用J.城市建设理论研究,2012(1). 2 黎宇,陈宇.软土地基处理粉喷桩施工监理重点J.山西建筑,2011(10). 3公路软土地基路堤设计与技术规范.JTJ017-96 4钟勇,祝友志,邓兴全等.粉喷桩加固软土地基在公路房建上的应用 5赵媛媛.粉喷桩处理软基施工工艺的质量控制方法研究