粉喷桩技术在公路软基工程中的应用

景俊宁

(山西路桥第一工程有限责任公司试验检测分公司)

1 引言

粉喷桩复合地基由于能显著改善地基承载力，减小地基沉降，并能有效抑止地基土体侧向变形而成为一种较理想的处理软土地基方式，近些年来在我国的建筑、交通等领域中，粉喷桩得到了广泛应用，且处理效果良好。

2 工程概况

某高等级公路的A桥梁工程，项目线路范围内岩层条件较差，主要存在填土、膨胀土和软(弱)土，其中填土根据物质组成和堆填方式不同可分两类:1层素填土;软(弱)土主要为2-2层淤泥质粉质黏土，局部路段为软塑状粉质黏土;膨胀土主要为3层粉质黏土主要分布于岗地地区。

2-2层，淤泥质粉质黏土:深灰色，流塑，含少量腐植物，局部夹粉土，切面无有光泽，干强度低，韧性低，属高压缩性地基土。厚度:1.00 ～15.20m，层底埋深:2.80 ～23.60 m。［fa0］=50 ～70 kPa，qik=15 ～25 kPa。

3层，粉质黏土:灰黄色、褐黄色，硬塑为主，含少量Fe，Mn质结核及浅灰色高岭土团块，切面稍有光泽，干强度高，韧性高，属中偏低压缩性地基土。厚度:0.40～8.40m，层底埋深:1.40～17.00m。［fa0］=220 ～250 kPa，qik=68 ～70 kPa。

经专家研究决定，桥梁的桥头段该路段采用粉喷桩进行软基处理。桥头段为50m，桩间距为1.3 m，呈梅花形布置;过渡段为20m，桩间距为1.5 m，呈梅花形布置，同时采用2层土工格栅与一般路段过渡，土工格栅铺设长度为20 m，其中10 m伸入过渡段内，土工格栅采用双向，抗拉强度≥80 kN/m、延伸率≤13%。桥头段采用超载预压，预压期为9个月;20m过渡段采用等载预压，预压期为6个月。

桥头处粉喷桩纵向处理至台前1.5倍的桥台高度外不少于1排桩，横向处理至路堤边坡坡脚外不少于1排桩。

3 工程施工

3.1 施工设备

施工设备包括液压步覆式PH-5粉喷桩机、空压机及灰罐机各2台，桩机功率55 kW/台，空压机功率为22 kW，风量3 m3/min，压力为 0.3 ～0.5 MPa。辅助设备:电焊机、氧割机、J6经纬仪、激光测距仪。

3.2 施工过程

(1)以粉喷桩的工艺试桩为基础得出的各种技术参数，在此基础上对粉喷桩进行施工。在施工前对施工地段应该作清表处理，用土填平低洼地段后，接着进行施工。

(2)粉喷桩在施工中所采用的工艺依次是:粉喷桩机就位;搅拌下沉至桩底;钻头反转(喷粉);提升至距地面30 cm处停喷;复搅至桩底;钻头反转提升至地面;关闭粉喷桩机;移至下一桩点。

3.3 施工质量控制要点

(1)在施工质量控制中对粉喷桩的测量定位应做到准确，桩机应作水平调整，从而有效防止在施工中出现桩径倾斜的现象。

(2)粉喷桩施工从其自身来看，由于属于隐蔽工程，因而在施工中必须按照试验桩所确定的施工工艺与工艺参数进行严格有效的控制。

(3)粉体搅拌桩所用的水泥是干粉，桩径50 cm，水泥喷入量设计是50～60 kg/m。在施工前应作成桩试验，通过试验明确场地的成桩经验与技术参数，明确下钻与提升存在的困难程度，从而决定合理的处理措施，确定输灰泵应有的输灰量，粉体通过输灰泵达到搅拌机的喷灰口所用的时间等施工参数。

(4)几个可以允许偏差值

①水泥在用量上的误差不能大于百分之一;

②从确保搅拌的垂直度的要求出发应关注起吊调和所具有的平整度，还应关注导向架对地面所具有的垂直度，该偏差不能大于百分之一点五;

③桩位和深度的偏差都不能大于5 cm;

④搅拌机下沉或者搅拌机提升的时间误差不能大于5 s;

⑤在成桩7 d以后，应作开挖检查，对桩体成型情况与搅拌均匀程度进行观测，成桩的28 d以后对桩身无侧限抗压强度进行试验。抽检桩数的频率不能小于5根，频率为百分之二。

3.4 质量保证措施

(1)在施工管理中应关注现场管理的力度。在现场管理中应有具体的管理措施及管理制度，同时还应有最佳的技术力量、最佳的管理者以及最佳的施工方法。从现有的工程质量事故的统计结果来看，由于管理者的指挥与现场管理问题而导致的质量事故大量存在。

(2)技术管理应是具有一定的技术等级的高质量的施工队伍，施工中的骨干员工也具有较强的技术素质，从而确保能够制出满足质量要求的粉喷桩。相反员工如果技术水平低，同时对制桩工艺的了解较少，由一些临时拼凑的人员组成的队伍进行仓促上阵的施工单位在施工中是不可能创造出质量优良的工程的。

(3)在施工过程中所应用的固化剂与各种掺合料应符合标准的要求，材料在进场前应通过严格的检查与试验，材料必须经确认符合要求时才能够进行使用。在施工中应避免使用吸水受潮等不符合国家标准的水泥。

(4)在施工过程中对施工工艺的控制应严格以施工工艺为基础组织施工。施工过程中的钻进速度与提钻速度等都应要按设计的要求进行施工，应设置专职的工作人员负责质量方面的检查，同时做施工记录。

(5)成桩中，由于某种原因而出现的停机，导致成桩工艺出现中断是，搅拌机重新进行起动时，从避免断桩的要求出发，应把搅拌机下沉到规定数值后进行制桩，喷灰量不应低于60 kg。

4 结论

从针对实验路段所得出的监测结果来看，桥头处出现的路面沉降差与沉降速率两者在数值上都符合规范的要求，没有出现桥头跳车的情况，也就是说实现了设计的要求，也就是说可以作为与该地区类似的粉喷桩复合地基工程在施工过程中作为参考。

［1］中华人民共和国行业标准.建筑地基处理技术规范(JGJ 79-91)［M］.北京:中国计划出版社，1992.

［2］中华人民共和国行业标准.公路软土地基路堤设计与施工技术规范(JTJ017-96)［M］.北京:人民交通出版社，1997.