粉喷桩在高速公路软土路基处理中的应用

程光辉 刘见表 谌及时

软土地基在建设高速公路中比较常见。因其强度低，易变形，故需要对其进行地基处理，以保证施工质量，而粉喷桩是处理软基的一种非常有效的方法。

1 粉喷桩加固机理

粉喷桩的加固机理是将水泥等作为固化剂，通过特制施工机具，将加固料以雾状形式喷射到软土地基土层中，再用搅拌机回转叶片，在设计加固深度范围内不断旋转，使水泥与软土颗粒发生水解、水化反应，使软土具有一定强度、水稳定性和整体性的水泥土柱体即粉喷桩。

2粉喷桩在软基处理中的应用

2.1路段概况及软基处理方案选择

M高速公路全长23.76Km，时速120Km/h。在施工路段有些路段存在地表土承载力低，还有部分为河道回填区，完全不能承受其上部设计荷载要求，故结合本项目的特点，选用粉喷桩对这些路基进行加固处理。

处理软土地基的首要目标是使其能够满足承载力要求，而后再使其能够减少沉降，尤其是不均匀沉降。根据相关资料可知M项目的软土，一般位于水稻田区、河塘区。大部分软土含水量在25%～35%，承载力在65～80MPa 之间。在设计时，通常会考虑软土各方面因素，因地制宜的采取处理措施。根据沉降控制原则，本项目建议使用粉喷桩进行处理。

2.2施工组织

（1）施工组织

本项目工期较紧，为保证处理质量，采用多个路段同时开工处理，引入数十台桩机进行处理，每台配两个班组，全天候轮流施工。每个班组设立组长一名负责指挥调度，操作员两名负责施工操作。另设质量检查员和施工员各一名，负责施工情况的详细记录和质量监测。项目另设技术员负责技术总结和资料归整。设电工及专职安全员负责施工现场施工用电安全。

（2）施工顺序及工艺流程

粉喷桩的施工工艺流程如下所示：

测量放线→场地平整→定位桩基→装机就位→送风→预搅下沉→送灰→提升→下沉→重复提升→成型→桩机移位。

①准确测量定位轴线及桩位，并标记；②桩机对位，误差控制在5cm内，调节桩机，使导向架同搅拌轴垂直，误差控制在1%以内；③关闭灰阀，开启气门；④启动桩机，启动空压机，对桩机供气。桩机开始工作，当达到设计深度时，降低转钻转速，并让其原位转动1-2分钟；⑤提升喷粉搅拌。确定到设计高度后，应以1m/min速度提升，提升到设计停灰标高后，原位转动1-2min；⑥重复搅拌。为确保搅拌均匀，可以采取复搅或复拌；⑦当喷粉到标高0.5m以上时，立即停止喷粉，并将余灰喷入土中，以防环境污染，还要求安装调喷粉装置；⑧原位转1-2min后，将钻头提离地面0.2m进行减压，并开罐检查灰量；⑨移位桩机，准备施工下根桩。

（3）进度安排

根据桩量、施工条件、施工设备情况以及进度要求，粉喷桩的工期大约50天。另外有12个有效施工日用来调整设备维修及其他所延误的时间。

（4）主要施工机械

本工程主要采用武汉工程机械厂生产的 FEJ18 型粉喷桩机及其附属设备。

2.3 施工要点

（1）施工前的准确放线定位桩基、并做好醒目标记。（2）为防止因喷粉不足搅拌不均匀出现的质量缺陷，通常会是桩的喷射长度比设计长度长40-50cm，待达到一定强度后截去多出部分，但需采用适宜方法，以避免破坏留存桩体。（3）为均匀传递荷载，应在地基底下设置一定厚度垫层，且在施工时务必将桩顶嵌入垫层中，以保证桩基整体性。（4）虽然喷粉适合在有地下水的土层中施工，但施工过程中不可随意向孔中注水；若土体太干燥，经论证后可先向土体注水，待均匀渗透后，再进行施工。（5）必须做粉体喷出量试验，按照设计规定的掺入比向孔中喷射粉料，且不得降低喷入量。（6）防止地下水或其他谁渗入输送粉料管中，以避免管道堵塞，影响质量。（7）需在固化剂罐口安装过滤网，防止杂物掉进固化剂罐内。（8）应时刻关注施工的动态状况，防止供气不足、喷口堵塞、喷粉不够和断喷的现象，若出现问题，应及时采取应对措施。（9）桩体制作时应注意其连续性，不可间歇中断。（10）把握好钻孔的速度，不宜过快，以使原位土疏松透气。（11）养护14d以上的桩可进行基坑开挖。（12）应该对所有桩进行质量检测和承载力监测，必要时进行单桩承载力及桩体强度检测。所有检测指标、桩位、桩数均要符合设计要求。（13）若出现断桩、缩颈、缺桩、偏移过大、表面缺陷、桩长不够等事故，需要按要求进行补强，达到设计标准。（14）在施工中需要专人对桩的基础数据进行记录、包括标记桩号、桩长、成桩时间、设计桩径与实际桩径等数据。其中成桩时间的记录误差控制在5s以内，桩长误差控制5cm以内。

3 粉喷桩施工质量保证措施

根据本项目软土地基水位高、含水量高的特点，采用喷粉桩的方式进行处理。结合本工程现场实际土质情况及国家相关规定规程，为了保证工程质量，其质量控制标准为：（1）桩位的垂直偏差需小于 1%。（2）深度偏差需小于 10cm。（3）桩位偏差需小于 5cm。（4）掺入比不可低于加固湿土重的 15%。

其质量控制采取的措施：（1）成立质量管理小组，并建立施工质保体系，实行目标管理，确保工程质量。（2）施工过程中必须严格执行各项管理制度，且必须严格按图施工，严格遵循工艺标准进行施工。（3）严格执行相关规范的质量评定标准，对各项进场材料必须全部执行检验和验收制度，防止不符标准材料进入。（4）做好现场控制桩的保护以及测量放线的准确性，实行统一管理和統一施测。（5）强化施工人员的质量意识，明确质量管理的目标。

（作者单位：1长沙市公路桥梁建设有限责任公司2湖南省第三工程有限公司3宁乡经济技术开发区投资评审中心）