粉喷桩加固技术在公路施工中的应用

摘 要：随着公路事业的高速发展，我国软基处理技术也得到了快速的发展。粉喷桩加固技术作为公路工程软土地基化学加固的主要表现形式，在软土地基处理中能够有效地增强路基的整体性、水稳性及强度。本文主要对粉喷桩加固技术的概况、施工准备、技术应用及在公路软基处理中的质量控制进行了简要地分析。

关键词：粉喷桩加固技术；公路工程；软基处理

目前公路建设在软土地基上的越来越多，为确保公路的施工质量，就要对软土地基的特征及施工现场的环境进行综合考虑，选用最佳的施工方式。现阶段在高速公路软基处理中主要应用的方式有：化学加固法、深层密实法、换填垫层法、加固路基法、反压护道法、排水固结法等。各个处理技术都有自己的特点及不同的适应范围，在施工过程中应依据实际情况选用与之相适应的软土处理技术。粉喷桩加固技术是一种化学加固法，其固化剂主要选用水泥，在搅拌后可以硬化软土，在强化其整体性及水稳性的时，一定要具备较高的强度。基于此，在公路软基处理中粉喷桩加固技术得到了广泛地应用。

一、粉喷桩加固技术的概况

粉喷桩属于深层搅拌法加固地基方法的一种形式，也叫加固土桩，是采用粉体状固化剂来进行软基搅拌处理的方法。最适合于加固各种成因的饱和软粘土，利用水泥、石灰等材料作为固化剂的主剂，通过特制的搅拌机械就地将软土和固化剂（浆液状和粉体状）强制搅拌，利用固化剂和软土之间所产生的一系列物理一化学反应，使软土硬结成具有整体性、水稳性和一定强度的优质地基。粉喷桩就是采用粉体状固化剂来进行软基搅拌处理的方法。目前国内常用于加固淤泥、淤泥质土、粉土和含水量较高的粘性土。目前国内的粉喷桩检测主要有浅部开挖、轻型动力触探、瑞典贯入法、标准贯入试验、静力触探试验、取芯检验、截取桩段做抗压强度试验、静载荷试验、反射波动测法检验、袖珍贯入试验、电阻率法等。

二、公路施工中粉喷桩加固技术的施工准备

1、施工现场配备各种计量仪器设备，做好计量装置的标定工作。对现场的水泥等原材料进行试验工作， 施工前根据每个断面的实际状况进行室内配比试验，确定每延米的喷粉量。根据施工图纸画出桩位平面布置图，并报请测量工程师批准。

2、根据桩位平面布置图，在施工现场用钢尺定出每根粉喷桩的桩位，并用竹签插入土层做好标记，每根桩的桩位误差不得大于5cm。同时做好复测工作，在以后的施工中应经常检查桩位标记是否被移动，确保粉喷桩桩位的准确性。在施工现场搭设水泥棚，水泥棚的底部用土填高，使之比周围地面高出30cm～50cm，并铺设一层木板，然后铺设一层彩条布，最后再铺设一层塑料薄膜，以确保水泥不受潮变硬。对进场的机具设备进行组装和调试，确保机具的完好率，保证满足施工要求。

3、一切准备工作结束后，提出书面开工申请，并请监理人员到场进行试桩，以确定成桩的各项技术参数。一般试桩应达到以下要求：

第一，工艺试桩：每台粉喷桩机施工前应按规定进行工艺试桩，确定好各项技术参数（钻进速度、喷粉提升速度、提升时的管道压力、复搅下沉速度等），并将试桩报告上报监理组。

第二，水泥搅拌的均匀程度，掌握下钻及提升的困难程度，确定合适的技术处理措施。成桩试验的桩数不应少于5根。当遇到新的施工段落时应重新进行试桩工作。在试桩5～7天后随机选择桩位进行全程取芯，取芯时有业主及监理工程师在场。工艺性试桩结束后时整理各种技术参数，资料上报至监理工程师，得到认可后再全面开工。

三、公路施工中粉喷桩加固技术的施工流程

1、表面清理

在公路工程施工前期，施工企业必须将地面表层的杂物清理干净，将低洼路段进行粘土回填，同时进行平整碾压，确保其压实效果。在地质条件不好的路段可以进行碎石垫层及砂土的设置，在较软地表的路段施工企业可以选取符合施工规范的技术进行有效处理，避免机械设备出现下沉现象。

2、测量放样

在放样过程中必须确保全部桩位的准确性，同时对桩位进行准确标识，确保桩位偏差要在5厘米以下。

3、定位

遵循设计规定，通过钢尺在施工现场将粉喷桩桩位进行准确确定，并在土层内插入竹签进行标记，一般误差控制在5厘米以下。随后机具向桩位移动，确保钻头与竹签相对，对机架垂直度进行复核，确保钻杆倾斜度在1%以下，钻尖与桩位相对。

4、空压机启动

双螺旋搅拌头高度与设计桩底标高相符后，则停止钻进。钻头可原地旋转，不能停钻。钻机反向转动，送灰机启动后开始送灰施工，钻头提升作业可在水泥到达喷灰口进行，遵循相关规定，对电机速度进行调节，可同时进行喷粉、搅拌及提升工作，确保充分搅拌软土与固化材料。

5、搅拌

送灰停止时，应确保提升钻头高度与设计标高相符，正向旋转钻头，进行复搅、复喷作业，遵循施工要求确定复搅、复喷深度。当提升钻头高度与地面距离在30到50厘米时，发送器孔内喷射粉料作业可停止，完成成桩作业。此时因装置属于封闭回路，施工中不会出现空中喷射、飞散粉体的现象。在喷射土体的最后环节，喷粉作业可在搅拌钻头与地面距离30厘米的位置停止施工，避免地面有粉粒溢出。

6、空压机关闭

完成复搅施工后，应及时将空压机关闭，将全部管道压力消除，钻机主电机停机，移位钻机，根据以上施工流程，进行下一桩位施工。

四、公路施工中粉喷桩加固技术的质量控制

1、施工机具设备性能及工艺应满足喷粉（浆）均匀性、桩的连续完整性及加固深度的要求。搅拌机械应配置灰度自动记录仪，且处于检定有效期内。成桩过程中，如因故停浆，继续施工时必须重叠接桩，接桩长度不得小于0.5m。若停机超过3h，应拆卸输浆管路，清洗干净，在原桩位旁边补桩。

2、不能随意将施工过程中出现的不合理加固料进行排放。必须立即回收处理施工过程中浆体喷射搅拌桩漫出的浆液，避免对环境造成严重污染。如桩头位置出现破损情况，为避免对桩完整性造成影响，必须将桩头切除，其机械一般选用截桩机等。

3、当软土地基的含水量在30%以下时，土中水分将不足以粉体水化；当含水量过高在70%以上时，水分又太多造成桩体强度的严重不足。采用搅拌的方式将黏土、粉体及水三者进行充分搅拌，促使其最大作用的发挥，形成桩体。如果不实行复搅作业，粉体喷出后其形状不能呈现出的脉冲状，而是层状，这样极大地降低桩体强度并损坏桩体。粉体掺入量对着桩质量有着直接影响，进行粉体量计算是其施工的关键，现阶段采用的电子称称重法及灰罐体积法都具有一定局限性，至于计算方式还需要相关研究人员继续探索。

五、结束语

综上所述，公路工程是经济发展的基础产业，其行业的发展对国民经济的发展具有极大的影响力。粉喷桩加固技术具有施工速度快、沉降小等特点，并有对地基承载力增强的效果，将地基下沉情况进行最大限度的降低。同时要尽可能避免路基失稳现象的发生，对土体的侧向形变进行有效控制，基于此，在公路软基处理中粉喷桩加固技术得到了广泛地应用。

参考文献

[1] 蒋立志；；粉喷桩在高速公路软土路基处理中的分析应用[J]；中外建筑；2011年07期.

[2] 周利金，傅鹤林，万剑平. 粉喷桩处理软基方案设计及施工[J]. 湖南交通科技. 2006（03）.

[3] 邵桂彬. 浅谈水泥粉喷桩和土工格栅联合加固技术在高填土路段的应用[J]. 科技视界. 2012（18）.

[4] 翟卫东，曹家丕. 粉喷桩法在公路软土地基的施工工艺分析[A]. 《世界家苑》（2014）[C]. 2014.

[5] 周云钦.刍议粉喷桩在高速公路软基处理中的应用[J].山西建筑，2009，16（15）：89-92.