高速公路粉噴樁施工工藝及處治方法

胡藝兵

摘要：高速公路軟土地基，經粉體攪拌樁處理后，樁體范圍內土體沉降減少較多，路基土側向位移量減少，能承受較快的加荷速率，對解決軟土地基高填地基的穩定、沉降及加快施工進度等很有裨益。

關鍵詞：樁；基礎；施工

1 什么是粉噴樁

粉噴樁屬于深層攪拌法加固地基方法的一種形式，也叫加固土樁。深層攪拌法是加固飽和軟粘土地基的一種新穎方法，它是利用水泥、石灰等材料作為固化劑的主劑，通過特制的攪拌機械就地將軟土和固化劑（漿液狀和粉體狀）強制攪拌，利用固化劑和軟土之間所產生的一系列物理一化學反應，使軟土硬結成具有整體性、水穩性和一定強度的優質地墓。粉噴樁就是采用粉體狀固化劑來進行軟基攪拌處理的方法。

粉噴樁最適合于加固各種成因的飽和軟粘土，目前國內常用于加固淤泥、淤泥質土、粉土和含水量較高的粘性土。

2 設計要求

粉噴樁的設計樁徑為50cm，樁邊距1.0m，在平面上呈梅花形布置（詳見附件），不采用正方形布置。粉噴樁樁頂鋪設50cm厚砂礫石墊層，樁頂不需伸入墊層內。持力層深度除根據地質資料外，還應根據鉆進時電流表的讀數值來確定，當鉆桿鉆進時電流表讀數明顯上升，說明已進入持力層，樁長須穿透軟土層并深入持力層內50cm.粉噴樁處理后的單樁承載力須大于250KN，地基承載力不小于250KN。

3 粉噴樁的施工

3.1 施工設備

嚴禁使用非定型產品或自行改裝設備；進場設備必須配備性能良好的能顯示鉆桿鉆進時電流變化的電流表，顯示管道壓力的壓力表和計量水泥噴入量的電子秤或流量計。

3.2 室內配比實驗

粉噴樁處理軟基效果為何，很大程度上取決于配比的選擇是否適合當地工程地質條件。各標段承包人和監理單位在施工前必須根據設計地質資料和動力攪拌資料，按有關規范要求做室內配比試驗。

① 粉噴樁加固料宜采用425#普通硅酸鹽水泥，水泥用量因天然含水量而異，按以下方法配比：W1≤50%，水泥用量50kg /m；50%＜W1≤70%，水泥用量為55kg/m；W1＞70%，水泥用量為60kg/m～65kg/m。

② 加固處理的強度，應以無側限抗壓強度衡量，試件養護齡期為7d，28d，90d，要求R28≥0.8MPa，R90≥1.2MPa。

3.3 現場工藝性試樁

根據室內配比進行工藝性試樁，試樁應達到下列要求。

① 鉆進速度V≤1.5m/min；平均提升速度Vp≤0.8m/min；攪拌速度R≈30轉/min；鉆進、復攪與提升時管道壓力：0.1MPa≤P≤0.2MPa；噴灰時管道壓力：0.25MPa≤p≤0.40MPa。

② 確定合適的技術處理措施，掌握水泥攪拌的均勻程度，掌握下鉆及提升的困難程度，成樁試驗的樁數不少于5根。

3.4 施工工藝

進行粉噴樁的場地需清表處理，做好抽水、清淤及整平工作。主要施工工藝為：放樣→粉體噴射攪拌機械就位→預攪下沉→噴粉攪拌提升至離地面30cm處→重復攪拌下沉→重復攪拌提升至離地面30cm處→關閉攪拌機械→鋪筑砂礫墊層→鋪設土工布→填筑路堤。路面工程在完成粉噴樁施工不少于60天后才能進行。攪拌機每次下沉或提升的時間必須有專人記錄，時間誤差不大于5秒，提升前要有等待送粉到樁底的時間，防止出現提升卻未噴粉的情況。

4 施工質量控制注意事項

關于復攪與提升：在樁頂部1/3范圍內應重復攪拌一次，高度至少大于5m.鉆進提升時管道壓力不宜過大，以防淤泥向孔壁四周擠壓形成空洞。

關于補噴和廢樁問題：如發生意外影響樁身質量時，應在水泥終凝前采取補噴措施，補噴重疊長度≤1.0m.補噴無效時須重新打樁，新樁與廢樁的間距≥20cm。

輸灰管須經常檢查，不得泄漏及堵塞，管道長度以60m為宜。對鉆頭定期檢查，直徑磨耗量≤1cm，鉆頭直徑≯ 53cm。

在灌注樁兩側布設粉噴樁位時，應預留鉆孔灌注樁施工位置，預留凈距為140cm。

成樁施工順序從四周邊開始向中心進行，相鄰兩根樁必須跳躍間打。

砂礫墊層必須在樁體強度達到70%時方可鋪筑。

監理處必須對粉噴樁施工進行全過程旁站，按實際發生數量進行計量。

5 方案的實施

5.1 軟土基底處理準備工作

處理前，事先開挖臨時排水溝，縱向開挖臨時降水溝，用以降低地表水，便于基底草皮清除施工，草皮清除完畢后，整個軟土處理區填筑80em山砂土， 整平并輕度碾壓，以保證粉噴樁機及其配套設施的進場，以及所需材料的進場、堆放。然后根據設計需要，進行處理面積等放祥和樁位布點。

5.2 粉噴樁施工

根據設計要求，樁位呈等邊三角形布置，中心間距1.5m，樁徑為50em，樁長為6m.設計噴粉量為 36kS/m-58kS/m.根據路基平均填土高度自重計算天然土重，經室內配合比選定，按50k9/m噴粉量施工。

施工前首先要進行成樁試驗，數量不宜少于5根，以取得滿足設計噴人量的各項技術參數，掌握下鉆和提升的阻力情況。施工中要控制瞬時噴粉量和攪拌均勻性，且一氣呵成，每根樁開鉆后連續作業，不得中斷噴粉。為滿足攪拌達到強度均勻性，上部3m進行復攪，速度控制1.0m/min-1.2m/min，樁頭攪拌時間應適當延長，以保護樁頭均勻密實，地面80cm填土不計人樁長。

粉噴樁施工過程中，還要注意樁距、垂直度控制，施工完畢后分別進行一定數量的樁體開挖，取芯進行抗壓檢驗，必須滿足設計要求。

5.3 路基填筑施工

填筑前鋪設一層50cm砂礫墊層并碾壓密實，路基填筑所需土石方材料來自附近山頭路基挖方段，每層不超過30em，為確保沉降后的路基寬度和設計邊圾跋卑，施工時兩側加寬各50tm，并留出路。拱和橫坡，采用40t重型壓路機震動壓實。

6 沉降和穩定觀測

在路基設計中心線和路肩基底同時埋設沉降杯，沉降和穩定觀測同步進行。在施工期間，每填筑 一層，觀測一次，填土間歇期間每天觀測一次，每一區域填筑完畢后每周觀測二次，在整個觀測期間，要注意觀測樁的保護，發現問題及時處理，確保測量數據的連續性，觀測數據可直接用于計算由于沉降而補加的填方量。

結束語

粉體攪拌樁可以有效地減少被加固土體的壓縮量，而當下部尚存在的軟土厚度較大，其沉降量并不能減少；粉體攪拌樁能有效地調整橫斷面差異沉降，有助于控制不均勻沉降；粉體攪拌樁有較高的剛度，抗側向變形能力較強，對本例中山間的軟基尤為適用；粉體攪拌樁處理過的路基能承受較快的加荷速率，能較好地滿足工期較嚴的要求；路基填土過程中，在滿足取土場土質能夠達到設計壓實度的情況下，在基底天然承載力所要求的填土高度內，不宜使用沖擊力過大的壓路機，可適當增加碾壓遍數，盡量使處理后的基底樁間土相對固結穩定，增加抗剪能力。粉體攪拌樁不能改善地基排水條件，但通過吸水固結可提高樁間土的結構性，同時樁頂鋪墊砂層可便于地基排水，從而可適當加速樁間土的固結，減少工后沉降。