论粉喷桩技术在公路软基处理中的应用

【摘 要】随着我国经济的快速发展，科学技术不断地进步，我国公路建设规模不断地扩大。由于公路工程施工所面临的地质条件较复杂，车辆数量的剧增以及货车的严重超载，导致了我国公路承载能力的下降，公路路基产生的沉降问题，从而造成了公路路面开裂现象的产生，所以在公路施工中必须要确保公路路基的质量。路基作为公路的重要组成部分，在我国公路的整体发展中扮演着重要的角色。粉喷桩技术在公路软基处理中得到了广泛的应用，能够处理好软土的沉降问题，确保软基的稳定性。因此，为了提高公路路基的质量，本文将对粉喷技术在公路软基处理中的应用进行分析、探讨。

【关键词】公路路基 粉喷桩技术 软基 稳定性

近年来，公路建设已经成为我国社会经济中必不可少的力量。在公路施工过程中，软基对整体公路的建设具有直接的影响。软基处理不妥善，就会导致公路路基的不稳定，安全系数的降低，从而影响着公路工程的质量。针对公路存在的软基问题，就需要采用粉喷技术进行处理，这样以来不仅可以提高公路路基的承受能力，而且还能确保公路的安全性和稳定性，

1 公路软基处理措施

在我国社会经济发展的背景下，我国公路建设规模不断地扩大。但是，在公路施工中，避免不了要穿过一些软土地质，因此就需要对软基存在的问题进行有效的处理。软基处理的措施如下：

（1）强夯法。主要用于地下水位以上的较大粒土、粗粒土和特殊土地基。

（2）换填土法。主要用于深度低于3米的淤泥质土、淤泥以及湿陷性黄土等。

（3）桩体挤密法。适用于灰土桩、石灰桩以及砂石桩。

（4）深层搅拌桩法。在有机质土、加固粘质土以及软土层较厚比较适用，或者地基施工工期较短的范围中。

（5）高压喷射注浆法。主要适用于有机质土、粘质土以及特殊土粗粒土。

（6）砂井。适用于软土地基，尤其是软基中存在连续薄砂层。

（7）化学固化剂法。主要适用于石油之类的化合物以及被油脂、污染之外的土质。但是，不适用地下水PH值大于9的区域中。

对于粉喷桩技术来说，不仅施工较方便，施工周期短，还具有一定的稳定性，并且可以提高公路路基的承载能力，因此，粉喷桩技术在公路路基处理中较为适用，一方面可以减少地基的沉降量，另一方面可以对软土地基实施更好的加固，从而在公路和桥梁工程的结构中得到了广泛的应用。

2 粉喷桩技术施工的原理和优点

2.1粉喷桩技术施工的原理

粉喷桩技术又称之为粉体喷射深层搅拌技术，就是对软基进行加固的一种有效技术。它的原理就是采用专用粉体喷射搅拌机的回转钻头叶片将粉状加固料（水泥、石灰粉等）放置于原位软土地基中进行就地搅拌，从而具有一定的整体性和稳定性，确保了桩体的强度。然后，对地基深处位置进行加固料的喷射、压缩。当桩体中的加固料与软土产生一系列物理化学反应时，软土就会产生硬结现象，这样以来桩体和桩间土之间就会构成复合地基的形式，从而具有加固地基的作用。

2.2粉喷桩技术施工的优点

通过实践证明，在公路施工中，使用粉喷桩技术对软基可以进行有效的加固，其优点如下：

（1）在一定程度上，采用粉喷桩技术可以减少地基沉降量的产生，可以更好的控制路堤的沉降以及处理桥头“跳车”问题，效果较明显。

（2）可以减少路堤的侧向位移的发生。在同一条件下，粉喷桩技术比排水固结技术减少侧向位移的效果更好，且稳定性也较好。

（3）采用粉喷桩技术能够更好适应路堤的填筑施工中。另外，在雨季、工期较短的公路施工中，粉喷桩技术能够较快的进行填土作业。

（4）采用粉喷桩技术可以更加节约材料的使用，使工程造价得到有效的降低，并且可以提高公路施工的安全系数。

3 施工准备

（1）清处地表。对施工范围内的原地面表土进行清除，使用粘土、粗砂进行低洼处的回填，并进行压实和整平作业。若地表土过于太软，在其上方就要禁止机械的行走，对于施工中产生沉陷、失稳的问题，要及时的采取有效的措施进行处理。然后，对平整后地面高程进行测量。

（2）选择施工的材料和机械。一般情况下，采用是国产PH-5型粉喷桩机，选用1.0m3固化剂罐（普通硅酸盐425号水泥）、供料器和电子称量，并配有灰罐架，空压机选用XK型，容量为1.0m3。

（3）在进行公路软基处理前，需要进行试桩。由于不同的地段所具有的地质条件也不同，为了确保地基加固后预期效果，就需要在施工前进行工艺试桩的作业，根据施工设计的要求确定试桩的数量，从而来确定喷浆量的各种操作参数。另外，搅拌要求均匀的进行，掺灰量要符合施工质量的要求。桩身的抗压强度要符合施工设计的标准要求。与此之外，还需要检验加固剂是否均匀，加固的长度是否能够满足施工设计的要求。

4粉喷桩技术在公路软基处理中存在的问题

4.1粉喷桩的计量

粉体掺入量的多少对粉体桩的质量具有直接的影响，粉体的计量具有关键作用。从一定程度上来说，固体和气体双相流的计量具有非常大的困难，但是又极其重要。目前，采用的电子秤称重法、灰罐体积测量法以及弹簧秤称重法等已经满足不了现代化的需求。所以，施工单位就需要对粉喷桩的计量装置进行新的研究，从而提出了对固气双相流称量计量的方式，在很大程度上避免了计量中出现的误差现象。与此同时，还改善了电子秤称重的方式，从而完善了粉喷桩施工技术，提高了公路的质量。

4.2粉喷桩的支承式以及悬浮式对沉降的影响

通过粉喷桩施工实践显示，粉喷桩在打穿软土层进入硬的持力层时，就会成为支承式，以此可以降低沉降量。如果没有将软土层打穿，就会成为悬浮式，从而增加了沉降量。如果地基的沉降量较大，就表明桩尖下软土层的沉降也较大，持续时间过长，就需要重新处理，采取有效的措施解决存在悬浮式的问题。

4.3地基土含水量对粉喷桩质量的影响

粉喷桩的强度指标可以反映出粉喷桩质量的优劣，这与地基土质、施工技术以及掺入粉体的质量具有直接的关系，特别是与含水量的关系更为密切。地基土的含水量小于30%或者大于70%，就不适合采用粉喷桩技术。如果地基土的含水量小于30%，地基土中的水分就不能满足粉体进行水化。如果大于70%，含水量较多的土壤就会存在孔隙较大现象，掺入常规的粉体数量，水分过多就无法形成足够的水泥土桩体，对粉喷桩强度具有严重的影响，这种情况就需要再掺入适量的粉体量，然后进行再次搅拌。另外，如果含水量过多、孔隙较大以及粘粒含量多，地基土周围的束缚力就会极其低。通过钻头反转提升喷灰，就会产生一个径向水平推力和一个垂直向下的挤压力。因为地基土束缚力较低，在成形的过程中，桩体就会向四周水平方向以及向下的方向进行排水，从而对竖向的桩体产生影响。如果出现掉桩或者下沉现象，就需要及时采用回填土及重新复喷、搅拌的方法进行解决，若不及时采取措施就会导致路基大面积的沉降。

4.4复搅、转速对桩强度的影响

通过大量的施工实践证明，进行复搅过的质量就会得到进一步的提高。通过进行再次的搅拌能够使粘土、粉体和水得到完全的接触，以此发挥复搅的作用，促进桩体的成形。与此同时，钻头喷出的粉体呈脉冲状，如果不进行充分的搅拌，在桩中粉体就会形成层状，这样以来对桩的强度就会产生一定的影响。为了提高施工的效率，粉喷钻机下钻时可以使转速提高。但是，在进行反转提升粉喷搅拌的过程中，要控制好快速旋转和提升的速度，这对搅拌的均匀性具有直接的影响。

5 粉喷桩施工技术控制的要点

（1）施工准备。按照施工的要求进行水泥土的配比，加以考虑水泥的质量、价格和运输成本。在稳定和抗压的基础上，进行配合比的试验工作，将结果上报给监理人员。

（2）在进行公路软基处理前，要将粉喷桩机的计量委托计量法定的检测单位进行标定。若没有经过计量就禁止用于施工中。

（3）做好试桩工作。在进行试桩作业前，要做好技术的较低工作。施工人员不仅要掌握好桩机的操作要领，根据施工的流程进行施工，还要对钻杆垂直度、钻进提升的速度、喷灰量和空气压力等施工参数进行熟悉和掌握。另外，在进行施工前，必须要做好各个参数以及技术的交底工作，根据试桩确定的参数进行大面积的作业。

（4）加强施工的检查。在施工的过程中，施工人员应该对施工质量进行不定时的抽查，还要对喷灰量、钻进提升速度以及复搅速度、钻杆垂直度、空气压力表和桩长进行重点的检查，检查各个参数是否符合施工设计的要求。

（5）如果发现粉喷机数量较少或者桩长不符合施工的要求，就需要进行整桩复打作业。如果机械突发故障或者停止作业，就需要进行及时的解决，确保施工顺利的进行

6结语

近年来，粉喷桩技术在公路软基处理中得到了广泛的应用。但是，由于施工管理技术较困难，就会对粉喷桩的施工质量具有直接的影响。所以，要求施工人员要掌握好施工技术的要点，加强施工质量的管理，这样以来不仅可以确保施工的稳定性和安全性，还可以提高施工的质量。另外，控制好施工的各个参数，使粉喷桩技术在公路建设中能够更好的使用，从而更好的为社会经济服务。

参考文献：

[1]赵媛媛.粉喷桩处理软基施工工艺和质量控制方法研究[J].西部探矿工程，2010，（2）.

[2]沈 华.粉喷桩在铁路软土地基处理中的应用分析[J].山西建筑，2007.

[3]赵媛媛.粉喷桩处理软基施工工艺和质量控制方法研究[J].西部探矿工程，2010.

[4]林炽皇.粉喷桩处理软弱地基施工技术分析[J].沿海企业与科技，2010，（4）.

[5]钟勇，祝友志，邓兴全，刘平，卓勤照.粉喷桩加固软土地基在公路房建上的应用[J].民营科技，2008，（1）.