粉喷桩在水闸软土地基处理中的应用

摘要：目前，在工程施工中，粉喷桩施工技术由于施工工艺比较简便、成本消耗比较低，而且对周围环境的影响较小，因此在水闸软土地基处理中应用的十分的广泛。本文通过对水泥粉体喷射搅拌桩的施工技术和质量控制的方法进行简要的介绍，讨论了分喷桩在水闸软土地基处理中的实际应用，以供相关人士参考。

关键词：粉喷桩；软土地基；施工工艺；质量控制；加固效果

所谓的水泥粉体喷射搅拌桩又被人们称之为粉喷桩，它主要是利用粉体喷射搅拌机械设备在原先的孔位和土层深部中，借助压缩空气的作用，将水泥干粉通过雾状的形式，喷入到了需要加固的地基当中，然后通过搅拌机的作用将水泥干粉与地基中的水分相结构，从而产生物理化学放样，形成了整体性良好、强度较高的水泥土桩，使其和地基中的土桩相结合组成复合地基，起到了地基加固的作用。这种方法在当前的地基加固工程中已经被人们广泛的使用，并且也逐渐向各个领域进行推广，并且都还取得了不错的效果。下面我们就通过实际案例来对粉喷桩施工在水闸软土基处理工程中的应用进行介绍。

一、实际案例

某分洪闸枢纽工程闸室每孔净宽8.0 m， 闸室总宽127.6 m；底板为筏式结构，采用空箱式岸墙，格仓式翼墙。闸室、 岸墙及上游翼墙基础均位于②层淤泥质黏性土层上，该层土的强度低、压缩性高，采用天然地基难以满足承载力和变形的要求， 经设计分析后对分洪闸闸室、 岸墙及上游翼墙处的地基均采用粉喷桩进行加固处理。施工时地面高程约16.0 m，设计桩径为500 mm，有效桩长约4.0 m 左右， 桩位采用满堂布桩 ， 桩距95 cm ×9 5cm， 加固处理后的复合地基承载力特征值达到96kPa。

二、闸基下的工程地质特性

根据相关调查，施工人员了解到闸基下的地层属于淤积层，拥有典型的河流地质的特性。该闸底板中的土层分布情况如下：

1、淤泥质重粉质土壤

这是一种软塑桩而且含有腐殖质的土质，该土壤在土层底部的厚度为3.0m，地层的高程为11.6m。这种的土层的含水量比较大，一般情况下该土层的含水率可以达到23.4%～58.2%之间，而且平均指通常是在41.8%左右。在工程施工中，施工人员将该土层作为主要的持力层使用。

2、重粉质土壤

它和淤泥质土壤不同，它是属于一种硬塑性的土质，它的土层地深度在7.47m左右，高程在7.0m左右，其中该土质的含水量相对其他的土质而言比较低，平均指一般在25.9%左右。因此在工程施工中，一般将粉喷桩施工技术应用到其中。

三、粉喷桩的施工及质量控制

1、工程装饰工程参数的确定

为了确保在工程施工过程中，各方面的参数都符合工程施工的要求，我们就要对工程施工项目进行质量控制。因此在粉喷桩施工前，在闸底板下选用具有一定代表意义的部位进行成桩试验，以保证在工程施工的过程中，可以对其进行有效的工作，确保工程的施工质量符合工程施工的要求。目前在粉喷桩施工前，我们应该确定的工程桩施工质量控制的因素主要有，钻进速度、钻进、复搅和提升时管道的压力范围，喷灰时管道的压力范围、 桩底深度的控制、喷灰量的控制等，这些方面在桩工程施工中有这着十分重要的意义，它们的质量问题直接关系整个施工工程的施工质量。

2、粉喷桩的施工

在粉喷桩施工前，一定要对工程施工的各种参数进行确定和控制，然后在按照工程施工的要求对其进行施工。并且保证工程施工的每一个环节都符合工程施工的要求。在工程施工中我们将桩深度的误差进行一定的规范，一般情况下装的深度误差就不得大于5cm。搅拌机在工程的时候，下沉和提升的时间都要有专人进行记录控制，并且根据相关规定每次搅拌机在提升或者下沉的时候，它们之间的时间差不得超过5s，对施工的质量进行有效的控制。

由于闸底板以下为满堂布桩， 成桩施工顺序从四周边开始向中心进行， 相邻两根桩采用问隔跳打的方式进行施工。为了使桩身水泥土均匀， 提高桩身的强度和变形， 对水泥土粉喷桩的桩身全长进行复搅。当达到规定的停灰面后， 即进行复搅， 当遇到复搅困难时， 可以沿着钻孔注水的方式， 来减小复搅阻力。钻进提升和复搅时管道内的压力不宜过大，以防淤泥向孔壁四周挤压形成空洞。停灰面必须达到设计桩顶以上3 0～ 50c m。

断灰段的处理： 成桩过程中因故停止喷灰应及时分析原因后，将搅拌头下沉至停灰面以下 1.0 m处，待恢复喷粉时再喷粉搅拌提升， 重新喷粉搅拌提升时， 搭接段的喷粉量仍按每米不得小于55 k g进行控制。因提升速度过快造成每延米喷粉量达不到要求的应及时进行补喷。

四、加固效果

闸底板施工完成后 ， 在其加固的范围内分别进行了单桩复合地基和四桩复合地基的竖向静载荷试验， 单桩复合地基的承载力特征值 ≥118kPa，对应的沉降量 ≥4.20mm，四桩复 合 地基的承载力特征值≥120kPa，对应的沉降量≥1.5 0 mm。说明闸底板的设计承载力特征值采用 9 6 k P a是合适的， 加固的效果也是明显的。对开挖出的桩身水泥土芯样的无侧限抗压强度为 2.5 6～3.5 0 MP a，满足设计强度不小于2.0 MP a 的要求。该闸建成后运行正常， 未出现明显的沉降和不均匀沉降现象。工程实践证明采用粉喷桩加固淤泥质软土地基只要施工工艺正确， 施工中严格工程质量控制， 就能取得比较经济而且显著的加固效果。

五、几点体会

1、根据现场及室内检测成果，该工程基础处理后，复合地基承载力满足设计要求， 增加了软土地基的承载能力， 减少了沉降量， 各项设计参数取值比较合理。

2、为经济合理地确定深层搅拌桩加固地基土的技术方案， 确定与地基土加固相适应的水泥品种、 标号和水泥掺入比，应预先进行水泥土室内配合试验， 目的在于探求用水泥加固各种成因软土的适宜性， 求得龄期与强度的关系， 从而为设计计算和施工工艺提供可靠的参数。

3、施工工艺和施工方法的采用， 以及实际施工中对桩长、喷灰量及提升速度的严格控制是粉喷桩基础处理成败与否的关键。

结束语

由此可见，粉喷桩施工技术作为一种施工工程中常见的桩工程技术，在水工工程施工中有着十分重要的意义，它不但有效的保障了水工工程建筑设施的质量，还推动了我国水工工程的发展。不过，由于这项技术在我国施工过程中还不够成熟，在许多细节方面都还存在着许多问题，因此我们在工程施工的过程中，要加强对其施工质量的控制，将工程施工中的各个方面，都要按照工程的要求对其进行实施，这样才能有效的推动水工工程的发展。相信在未来粉喷桩施工技术将会得完善和改进，并且在工程施工中会得到人们大幅度的推广。

参考文献

[1] 刘超英. 瞬态瑞利波法在检测粉喷桩加固处理软土地基效果中的应用[J]. 中国农村水利水电. 2001（06）

[2] 刘润年. 粉喷桩地下防渗连续墙的设计与施工[J]. 中国农村水利水电. 2001（01）