路基軟基粉噴樁處理施工研究

摘 要:本文研究了粉噴樁在處理路基軟基方面的應用，首先對粉噴樁改造軟基的原理進行了分析，然后介紹了粉噴法施工的具體流程和相應的組織管理和質量保證措施，最后把粉噴法和其他處理軟基的方法進行了比較，表明了粉噴法施工速度快、造價低的優點。

關鍵詞:路基軟基 粉噴法 施工

中圖分類號:U416文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2012)04(a)-0123-01

粉噴樁處理軟基技術是利用水泥或者石灰作為固化劑，通過專門的深層攪拌噴射機械，把膠凝材料以粉狀噴入地層深部中，并且通過鉆機回轉使得原位的軟土能夠均勻攪拌混合。粉噴法最早是由瑞典的Kjeid Paus教授在1967年提出，并且在1971 年首次試驗成功，在1974年取得了穩定路堤和深基坑的專利，此后這種方法在歐美被廣泛應用。國內最早在1983年開始相應的試驗研究，并于1984年7月第一次在廣東云浮硫鐵礦鐵路工程中使用。從此粉噴樁在我國的高速公路路基處理中發揮了顯著作用，目前國內工程當中使用的粉噴樁大多深至10～15m，其中最大樁長已經超過27m。

1 原理

當固化劑和軟土拌和以后，固化劑中的礦物首先同軟土中的水發生水化反應，形成含水硅酸鈣、氫氧化鈣、含水鋁酸鈣劑、含水鐵酸鈣等水化物，其中的氫氧化鈣和含水硅酸鈣溶易溶于水，這就使得水泥顆粒表面再次暴露在水中，繼續跟水發生反應，這樣周圍水溶液中的離子濃度逐漸達到飽和，生成物將以膠體形式析出。隨著時間的增長，水化物的強度進一步增加，形成水泥石骨料，提高地基承載力。其中的一部分還會繼續與軟土中的鈉鹽和鉀鹽等繼續發生反應，其中的鈣離子跟鈉離子和鉀離子等進行了離子交換，這種交換作用可以把軟土融入到形成的水泥石骨料中，形成更大的圖團顆粒，實現提高土強度的目的。不過水泥土的性質與混凝土仍有很大區別，在工程中需要注意如下幾點。

(1)水泥土和石灰土的強度與齡期成正增長，但強度增長規律跟混凝土均有區別，并且兩者的強度增長也有不同。(2)固化劑摻合比和加固土中的含水率對水泥土的強度影響較大。施工前一般要根據設計要求來進行相應的水泥土標準試驗，以試驗為依據得到最佳的摻合比。

軟土中的水對于水泥土和石灰土的強度都有不利影響，實驗結果也表明含水量愈低，無側限抗壓強度也越大，反之則越小。軟土中的含水率對于攙和比也會有影響，從便于施工和經濟的角度考慮，在含水量較低的軟土中可以適當的降低摻合比;對于軟土含水量過高的地段則應該增大摻合比。實際工程中摻合比的選用還應該根據具體試驗確定。

2 施工流程

目前國內在粉噴樁處理軟基方面已經又了豐富的經驗，高速公路軟基這一難題已經得到了很好地解決。目前通行的施工流程如下所示。

(1)進行開工前的施工組織設計，機械、人員和原材料必須準時到崗到位，其中對于技術人員要進行相應的崗前培訓，由設計人員來進行技術交底，同時對原材料進行嚴格的質量檢測，并制定施工期間相應的規章規范。

(2)做好五通一平或者七通一平的工作，建立良好的施工環境。

(3)進行試樁工作，試樁總數不應該少于10根，并且試樁的位置要選在有代表性的軟基地段，以此來全面了解粉噴樁的性能。并且要通過試驗樁使得技術人員對于機械性能和地層情況有進一步的了解，并加強各操作手的配合，在鉆機的下鉆和提升速度、阻力、單位時間的噴灰量、如何進行復攪等方面得到初步的技術參數，以進一步指導施工。

(4)采用噴樁機來進行施工，其中Ph-5型粉噴樁機目前在國內應用廣泛。噴灰機和空壓機需要牢靠安裝在地基上，特別是空壓機要其底座安裝墊木且卡牢風管來克服其振動影響。對于鉆機要方便其行走作業和上灰加科，并置于的平坦位置。

(5)施工過程中噴灰時間和停灰時間要嚴格控制，噴灰過程應完整，不得隨意中斷，同時為了保證噴灰量的均勻噴灰時要采用恒壓慢擋。鉆桿提升作業嚴禁在噴灰未完成時進行，同時鉆進和復攪要采用中速檔。

(6)加強監理工作，粉噴樁的摻灰量要均勻并嚴格達到設計的要求，堅持按每延米來計灰，一旦發現某段噴灰量少于設計量時，應及時補噴灰來保證設計強度。另外求粉噴樁必須要打穿軟土層，樁底應該置于持力層基巖上，并且要對整樁進行復攪。

3 施工組織管理和質量控制措施

3.1 粉噴樁施工前的質量控制措施

首先對于施工機械設備的檢驗要加強，對于每臺樁機都要配置記錄器來控制每米噴粉量，樁機上的儀表，如氣壓表、轉速表和電流表都必須經質量檢驗機構進行標定，及時更換不合格的儀表。同時鉆頭直徑的磨損量不得超過1cm。

其次加強對原材料的檢驗。施工所用水泥必須要經過抽檢，要滿足規范的相關要求。選擇水泥供應商時也注意選擇有信譽的大型企業。水泥在堆放過程中要主義防雨和防潮，過期和受潮的水泥嚴禁使用。

最后施工前必須進行試樁工作，試樁要在不同的地質條件下進行，并且數量不少于1根，這是為了克服施工時盲目性，確保軟基處理可以達到預期的效果。

3.2 施工過程中質量保證措施

首先，施工過程中要根據工程要求每周召開相關的質量專題會議。

其次對于鉆頭下沉和提升速度要嚴格控制，保證加固范圍內都能得到充分地攪拌，并且要按要求進行復拌。

最后對于施工記錄要隨時檢查，及時發現施工過程中的不合格樁，進行相應的補救措施。

3.3 粉噴樁現場質量檢測

粉噴樁質量的檢測方法跟檢測其它樁的方法一樣，目前可用的手段有很多。但是每一種方法都難以得到全面的結果，因此采用多種方法來進行綜合評價，并且通常以一定的室內試驗為輔助。

首先檢測的是樁的偏位和樁頂標高測量等方面，這通過經緯儀和水準儀進行測量就可以得到結果。

其次檢查樁的成形、樁徑、缺樁、樁項強度、樁頂質量、樁位偏離等情況，這些項目除了樁頂的強度外，其余通過肉眼即可檢查確定;對于樁頂強度可以采用簡單的檢測法，通過一根平頭鋼筋的試壓來判斷施工質量。

最后是檢測樁身的強度。這也是檢測的重點，通常成樁后7天就可以通過輕便觸探器對樁進行檢查。輕便觸探器只能得到定性的檢查結果，因此對于檢查有問題的樁要進一步進行精確的檢查，即用鉆機取芯樣后進行無側限的抗壓強度試驗，來側定樁體的強度。

4 結語

最后來比較一下粉噴樁法其他幾種加固方法，如砂井法、旋噴法和水泥漿攪拌法，在處理軟件方面的優缺點。同砂井法相比較，粉噴樁對于建(構)筑物過大沉降問題能有效控制，但砂井法無法做到這點，并且砂井法施工速度明顯教慢;同水泥漿攪拌法相比，水泥漿攪拌法在施工中需加水，但水泥水化不能消耗全部用水量從而使得多余水分進人土中，對樁的強度不利，而粉體攪拌法施工過程中無須加水;同旋噴法相比較，旋噴法不能起到排水固結的作用，并且成樁直徑也不固定，而且相對于粉噴法設備要求高成本高。通過對比不難看出，粉噴法相對于其他方法在施工速度、造價方面具有明顯的優勢，其在將來的建設中將會有更好的應用前景。

參考文獻

[1]李世奇.粉噴樁加固既有線旁軟土地基技術.山西建筑，2007年，第33卷第8期:120～121.

[2]黃燕月.淺議路基軟基粉噴樁處理施工民營科技，2011(11):278.