粉噴樁在處理高速公路軟土地基中的應用

劉 彬

(重慶交通建設(集團)有限責任公司)

1 工程概況

某高速公路工程，路線全長37.4 km。其中前9.55公里屬城市規劃區，剩余27.85 km在原縣道的基礎上改建。全線橋梁5座(其中:大橋2座、中橋3座)，涵洞104道。本項目初步設計概算11億元左右。

工程項目中A河一號橋、A河二號橋線路范圍內存在的特殊性巖土主要有填土、膨脹土和軟(弱)土，其中填土根據物質組成和堆填方式不同可分:素填土;軟(弱)土(主要為淤泥質粉質黏土，局部路段為軟塑狀粉質黏土);膨脹土(主要為粉質黏土)。

淤泥質粉質黏土:深灰色，流塑，含少量腐植物，局部夾粉土，切面無有光澤，干強度低，韌性低，屬高壓縮性地基土。厚度1.00 ～15.20 m，層底埋深 2.80 ～23.60 m。［fa0］=50～70 kPa，qik=15 ～25 kPa。

粉質黏土:灰黃色、褐黃色，硬塑為主，含少量Fe，Mn質結核及淺灰色高嶺土團塊，切面稍有光澤，干強度高，韌性高，屬中偏低壓縮性地基土。厚度0.40～8.40 m，層底埋深1.40 ～17.00 m。［fa0］=220 ～250 kPa，qik=68 ～70 kPa。

經專家研究決定，A河一號橋、A河二號橋橋頭段采用粉噴樁進行處理。橋頭段為50 m，樁間距為1.3 m，呈梅花形布置;過渡段為20 m，樁間距為1.5 m，呈梅花形布置，同時采用2層土工格柵與一般路段過渡，土工格柵鋪設長度為20 m，其中10 m伸入過渡段內，土工格柵采用雙向，抗拉強度≥80 kN/m、延伸率≤13%。橋頭段采用超載預壓，預壓期為9個月;20m過渡段采用等載預壓，預壓期為6個月。

橋頭處粉噴樁縱向處理至臺前1.5倍的橋臺高度外不少于1排樁，橫向處理至路堤邊坡坡腳外不少于1排樁。

2 工程施工

2.1 施工設備

液壓步覆式PH-5粉噴樁機2臺、空壓機2臺，灰罐機2臺，樁機功率 55 kW/臺，空壓機功率為 22 kW，風量3 m3/min，壓力為0.3 ～0.5 MPa。輔助設備:電焊機、氧割機、全站儀。

2.2 施工過程

(1)按照粉噴樁的工藝試樁確定的各種技術參數，進行粉噴樁的施工。施工地段施工前應進行清表處理，低洼地段應先用土填平，再進行粉噴樁的施工。

(2)粉噴樁的施工工藝為:粉噴樁機就位→攪拌下沉至樁底→鉆頭反轉(噴粉)→提升至距地面30 cm處停噴→復攪至樁底→鉆頭反轉提升至地面→關閉粉噴樁機→移至下一樁點。

2.3 施工質量控制要點

(1)粉噴樁測量定位要準確，樁機就位后，一定要進行水平調整，以避免施工中樁徑傾斜。

(2)由于粉噴樁施工，屬于隱蔽工程，施工過程中一定要按照試驗樁的施工工藝以及工藝參數嚴格控制:樁機的鉆進速度、提升速度、噴灰壓力、水泥用量、噴灰時間、復攪速度、復攪深度、復攪時間。

(3)用于粉體攪拌樁的水泥為干粉，樁徑50 cm，設計水泥噴入量50～60 kg/m。粉噴樁施工前必須進行成樁試驗，以掌握對場地的成樁經驗和各種技術參數，掌握下鉆及提升的困難程度，確定合適的處理措施，標定輸灰泵的輸灰量，粉體經輸灰泵到達攪拌機噴灰口的時間以及預攪下沉速度、噴粉攪拌提升速度、重復攪拌下沉、重復攪拌提升速度等施工參數。

(4)幾個允許偏差值。

①水泥用量的誤差不得大于1%;

②為保證攪拌的垂直度，應注意起吊調和的平整度和導向架對地面的垂直度，垂直度偏差不得大于1.5%;

③樁位偏差不得大于5 cm，深度誤差不得大于5 cm;

④攪拌機下沉或提升的時間有專人記錄，時間誤差不得大于5 s;

⑤成樁7 d后，應進行開挖檢查，觀測樁體成型情況及攪拌均勻程度，成樁28 d后應進行樁身無側限抗壓強度試驗。抽檢樁數的頻率為2%，但最小不得小于5根。樁身無側限抗壓強度(28 d齡期)不低于1.0 MPa。

2.4 質量保證措施

合格的粉噴樁應該是灰土攪拌比較均勻，無粉料集中現象;外觀整齊勻稱，無明顯凸凹存在;樁的表面成形較好，呈鉆頭葉片攪拌上升的螺旋狀痕跡;終粉施工樁頂標高應相差不大，具有樁頂平齊，無缺塊現象;設計樁頂截斷面(永久性樁頂截面)比較平整，無松土上浮現象。

優質不能建立在僥幸心理上，應在施工前做好施工組織設計，計算好噴粉量和灰土攪拌次數，解決好施工工藝上存在的問題.把好原材料質量關;制樁過程中精心操作，堅決杜絕斷樁、縮頸、攪拌不均、強度達不到要求等質量事故發生。只要在思想、材料、措施、施工上引起足夠重視，粉噴樁的質量就一定能夠得到保證。

3 結束語

通過對實驗路段的監測，表明橋頭處路面沉降差及沉降速率均在規范要求范圍內，未出現橋頭跳車現象，達到了設計要求，由此可供類似地區的粉噴樁復合地基工程參考。

［1］中華人民共和國行業標準.建筑地基處理技術規范(JGJ79-2002)［S］.北京:中國計劃出版社，2003.

［2］中華人民共和國行業標準.公路軟土地基路堤設計與施工技術規范(JTJ017-96)［S］.北京:人民交通出版社，1997.

［3］王曉謀，袁懷宇.高等級公路軟土地基路堤設計與施工技術［M］.北京:人民交通出版社，2004.

［4］龔曉南.復合地基理論與工程應用［M］.北京:中國建筑工業出版社，2002.1-6.

［5］馮維健，黃平.粉噴樁在廣東省高速公路軟基處理中的應用［J］.公路交通技術，2002，16(3):27-30.