粉喷桩在高速公路软基处理中的应用

张四清

(新疆交通规划勘察设计研究院)

粉喷桩在高速公路软基处理中的应用

张四清

(新疆交通规划勘察设计研究院)

介绍了粉喷桩处理软基施工技术，说明了施工质量检测技术。

高速公路;软基处理;粉喷桩;试桩

1 工程概况

本工程为高速公路某标段，起止桩号为 K69+000～K71+400，该标段公路长度为2.4 km，施工范围为标段内所有的路基、桥涵及路面底基层、基层。标段内主线有大桥1座7～25 m卫河大桥、涵洞1座、分离式立交通道桥1座、箱型通道3座。该工程沿线基本呈连续分布，有特征明显的软弱地基土，局部可见有机质而且有腥臭味，地基的承载力较低介于70～100 kPa。软弱土层厚度在2.0～8.5 m范围之间，土层的含水量高、强度低、压缩性高，较易造成路基产生过大变形及沉降，由于互通区内地基承载力较低，主线、部分匝道之高填方路堤、桥头路堤、涵洞、通道处路段，经计算后沉降不能满足要求，需进行特殊路基处理。本工程主要采用粉喷桩(干法)处理，及土工格栅+砂砾垫层复合地基处理，粉喷桩总长24 240 m。

2 粉喷桩处理软基施工技术

2.1 原地表清理

进行施工前，场地应整平，清除地表杂物。本标段桥头路基段原先为黄河河务局防护带，树木砍伐后，对树根进行挖出，场地低洼处应回填粘性土料进行平整稳压。场地平整标高应比设计桩顶标高高出50 cm，搅拌桩仍施工至地面。待施工完成时，将桩身质量较差的部分挖去，并对场地进行平整。对进场的机具设备进行组装和调试，确保机具的完好率，保证满足施工要求。

2.2 工艺性试桩

为了解喷射的合理配方，必须取现场各层土样，在室内按不同配比进行试验，优选出最合理的配比，查明喷射固结体的直径和强度，试验设计的可靠性和安全性。正式施工前按照设计要求先进行工艺性试验，其目的在于提供满足设计要求喷粉量的各种操作参数(粉喷桩常用施工工艺参数附后)，并验证加固料的搅拌均匀程度及桩质量，了解下钻及提升的阻力情况并采用相应的措施，确保成桩质量，每个处理段工艺性成桩实验根数不少于5根，室内水泥土实验数量不少于5组，水泥土室内无侧限抗压强度不小于900 kPa，90 d龄期无侧限抗压强度不得低于2.4 MPa。试桩位置在设计桩位范围以外进行。

2.3 钻机就位

施工前测放出粉喷桩布置范围轮廓线、路线中心线及桩位中心线，通过尺量及拉线法进行复核，并用引出标记。在施工中应经常检查桩位标记是否被移动，确保粉喷桩桩位的准确性。定出路基的中心线或通道涵洞的中心桩，对需要加固处理的范围从中心向四周按照设计要求定点布桩，钻机在桩位上就位。钻机就位时必须调平，对准桩中心线，要求用水平尺来测定粉喷机械的水平，用经纬仪或垂球测定钻进架垂直，以确保成桩的垂直度。钻井架上必须设置标准且有显著的浓度标志尺。

2.4 开钻钻进

钻机就位后启动主电机下钻，待搅拌钻接近地面时，启动空压机送气，继续钻进。送气的目的可使钻进顺利进行，负载扭矩减小和防止钻头喷口堵塞。随着钻进，加固的土体在原位受到搅动，以便和固化剂(水泥)充分拌和。钻到设计孔深时，停止钻进，钻头反转，但不提升，实际工作中钻进深度D由深度尺盘D=H+A1+A2的确定。其中H为设计加固深度;A1为搅拌钻头喷射口与地面平行时浓度尺盘的读数，可事先调整为A1=0;A2为机身调平后，桩机横移槽距地面的高度。

2.5 提升并喷粉

打开送料阀门，关闭送气阀门，喷送加固粉料水泥从料罐送到灰口有一定的时间延迟(3～5 min)，在没有喷粉情况下不得进行提升作业。确认加固粉料已到桩底后，提升搅拌钻头。为便于控制成桩质量，一般不得使用高速档提升，在提升时要密切注意灰罐的压力。在地面以下5.0 m的喷粉压力应控制在0.25～0.3 MPa，同时注意喷粉计量器的数字是否有规律的变动，如发现管道不畅通，同时灰罐压力不小于0.45 MPa，就说明钻头的送灰孔已经堵塞，必须现场处理，不得出现断桩、缩桩。送灰时的粉体不能有间隔，也不能时多时少，时有时无，以保证充分拌和和混合料的均匀性。

3 施工质量检测技术

对于粉喷桩施工中必须对其进行检测，主要检测桩位、桩长、喷灰量、复搅长度。对每批进场水泥，应作抽检，并不得有受潮结块或其他杂物。桩身强度检测采用在搅拌桩中心钻孔取样，钻孔直径不得小于108 mm。水泥土90 d龄期无侧限抗压强度不得低于2.4 MPa，检测频率为1% ～2%。对每个场地进行2～3处原位静荷载试验，检查复核地基的承载力，并作好记录。施工过程严格按设计图纸及规范要求施工。结合实践，笔者总结了关于粉喷桩桩距、桩长、喷浆量、桩体强度，钻杆倾斜度应符合要求。另外成桩14 d后，应当开挖出桩头并将桩头凿平，进行外观检查，同时，采用动测法对桩身平均强度及单桩极限承载力和容许承载力进行检测。成桩28 d后，通过钻芯取样，换算出桩身90 d的标准强度。

［1］林涛，张景祯.软基处理中的粉喷桩施工技术研究［J］.城市道桥与防洪，2011，28(9):118-119.

［2］王俊霞.粉喷桩在太长高速公路软基处理中的应用［J］.山西建筑，2011，27(1):31-33.

［3］何福林.沪宁高速公路软基的粉喷桩处理［J］.中国公路学报，2011，31(7):57-58.

U416.1

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1008-3383(2012)04-0029-01

2011-12-01

张四清(1957-)，男，新疆乌鲁木齐人，助理工程师，从事公路设计工作。