淺談粉噴樁在道路工程軟土路基處理中的應用

劉寧蘋　胡文強

摘要：粉噴樁處理軟土是通過專門的機械將粉體水泥噴出后在地基深處就地與軟土強制攪拌，利用水泥和軟土之間所發生的一系列物理化學反應，在原地基中形成強度、剛度較大的樁體，樁體與樁間土形成復合地基共同承擔外荷載，被廣泛應用于道路工程軟土路基處理。

1工程概況

曲江路粉噴樁軟基處理范圍為K0+210～K0+260、K0+750～K1+280，總樁長為88066m，樁徑為500mm，樁中心距為1.3m，呈等邊梅花形布置。水泥摻入量50kg/m，樁長根據設計圖紙參考樁長結合施工電流雙控，固化劑采用普通硅酸鹽等級水泥42.5，設計要求粉噴樁加固處理后的復合地基承載力特征值不小于100KPa，單樁承載力達到97KPa。

2施工準備

2.1技術準備

（1）項目經理組織施工人員進行學習施工規范和施工工法等強制性文件。

（2）由技術負責人組織學審施工圖紙，熟悉圖紙上的設計要求，做好圖紙會審，設計交底和施工交底工作。

（3）根據業主或有關部門提供的書面水準點，認真測量基準點和標高，實施定位放線，保護好控制點，有待核驗。

（4）做好材料進場驗收工作，并按要求進行復驗，合格者方可投入使用。

2.2現場準備

（1）施工場地局部低洼位置，施工前應用素土回填并分層壓實，確保機械正常行走，地下障礙物清除。

（2）施工用電通至現場和施工道路暢通工作;

（3）如場地標高低于設計樁頂標高以上50cm則需回填土，回填土應壓實，以確保成樁質量。

2.3施工機械及工具配備

本工程采用中鐵工程機械研究設計院有限公司生產的PH—5型粉噴樁鉆機，主要由成樁鉆機、空壓機、儲氣罐、深度傳感器、自動電子計量記錄儀、供料機、電控室七大系統組成。

3粉噴樁施工工藝

3.1粉噴樁施工流程：測量定位-樁機定位-鉆進破土-噴灰、攪拌、提升-復攪、成樁

根據規劃紅線及設計圖紙要求，由技術員進行仔細地測量定位。

將樁機運至現場組裝完畢，利用自身液壓系統，移動樁機至樁位上方，使攪拌鉆頭對準樁位，并保持攪拌軸垂直。

待鉆機定位并調平后，啟動電機，攪拌頭邊旋轉邊下沉，同時開動空壓機、噴射壓縮空氣保持噴射口暢通，松動破碎土體，直至設計深度。下沉的速度可根據土質的硬軟分別使用快、慢檔，必要時還可以沖水下沉。

當鉆頭鉆進下沉至設計深度時，啟動粉體發送器，打開送灰閥將水泥粉噴射到土體中，再按照設計提升的速度（一般二檔），邊噴粉邊攪拌提升，直至設計高度（樁頂標高上50cm）可停噴。

為了加強樁身及樁頭、樁底攪拌的均勻性，提高強度，應按設計要求的用量及復攪的長度，在原位上進行重復攪拌下沉，使水泥和土體充分攪拌，直至將鉆頭提出地面為成樁結束，進行移位，進入下一個循環。

3.2粉噴樁施工的質量保證

（1）嚴格把關每批材料的進場，提供材料復試報告及出廠合格證，運至現場的材料應做好保管工作，防止雨淋、風吹和硬結，失效水泥決不使用。施工機械將配備電子計量器、深度計量、用電計量設備，再配備一個儲氣罐，確保均勻送氣，做到信息化施工，從而保證工程質量。

（2）進行定位放線，應控制軸線和樁位偏差，樁位平面偏差±2cm，樁身垂直度≤1%;進行測量定位時，嚴格使用經計量局校驗過的各種壓力表、計量表、經緯儀、水準儀，對測量定位放線時，做到水準點牢固，測量手續齊全。

（3）基槽開挖后，應檢驗樁位、樁數及樁徑質量，如不符合規定要求，應采取補救措施。確保樁長和樁徑（D=500mm），施工樁徑500mm，鉆頭最小直徑不小于490mm，沉樁深度根據設計要求及施工電流控制，確保粉噴樁加固的復合地基承載力滿足設計要求，確保樁端進入持力層。對于人工填土上部若含水量較少可適當灑水，確保樁身水泥土達到設計要求強度。

（4）嚴格控制鉆孔深度、噴灰時間及停灰時間，確保設計樁長。每三天檢查一次粉噴樁的成樁直徑及攪拌均勻度，對使用的鉆頭必須每天檢查一次，其磨損質量不得大于1cm。施工中應經常檢查機械的垂直度，采用在機架上懸掛線錘，便于機械操作人員隨時觀察調整，確保樁身垂直度≤ 1%。

噴粉應連續，不得虛噴，固化劑采用級普通硅酸鹽水泥，摻入量為55kg/m;每天檢查機械設備，確保噴灰連續進行，在成樁過程中，若發生意外情況（如送灰管堵塞、停電等），應在12小時之內采取補噴措施，其復噴長度至停灰面下不得小于1.0米，否則重新補樁。噴粉機必須配備水泥計量裝置，記錄水泥的瞬時噴入量及累計噴入量，應注意電腦顯示器的顯示，隨時調整閥門、風壓，保證送灰量的準確性及均勻性，從而保證每根樁每米的水泥用量達到設計要求，確保成樁質量。

（5）要求全過程、全時段進行監理，按地質情況，了解進入持力層的電流值，樁長根據設計圖紙要求及圖紙會審紀要進行控制，若地質情況有較大變化時按電流值控制樁長。做好每根樁的原始記錄，每天必須由監理或建設單位代表簽字。電腦打印記錄每天張貼整理。對每根樁進行質量評定，對不合格的樁應根據其位置和數量等具體情況，分別采取補樁或補強等措施。

4樁身強度的檢測

施工時按要求取樁體試件，進行室內標準養護，檢測其強度，成樁7d內采用輕便觸探儀檢查樁的質量，觸探點設在樁徑方向1/4處，抽查頻率為2%，另外，從開挖外露的樁體中鑿取試塊或采用巖芯鉆孔取樣，直接測定工程樁的樁身強度，觀察攪拌均勻程度。

結論：

地基沉降量經過粉噴樁處理后，地基的總沉降明顯減小，但土層的滲透系數會降低，仍能滿足設計要求。經過檢測，粉噴樁樁身的壓縮變相量較小，加固處理軟土地基的沉降量為5-15mm，符合設計要求。粉噴樁處理軟基優于其他方法處理軟基，它具有節約材料、施工占地少、環境污染少、工期短等特點，可形成一個抗壓抗剪、強度高、壓縮變形小的復合地基，滿足路基強度剛度及穩定度等要求。