连云港地区粉喷桩在软土地基加固中的应用

[摘要]随着临港工业园区建设的大力推进，向沿海城区发展已成为必然，在软土地基上建筑也越来越多，软土具有不良工程特性，如何加固处理软土地基已成为广大工程建设者必须面对的问题。通过结合区域地质条件，联系工程应用实例，分析了粉喷桩在连云港地区软土地基加固中的应用以及存在的局限性。

[关键词]软土地区 粉喷桩 应用实例

[中图分类号] TU471.8 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2013）-11-213-1

1粉喷桩的加固原理

软土一般是指天然含水量大、压缩性高、承载能力低和抗剪强度很低的呈软塑～流塑状态的粘性土。深层喷粉搅拌法，是以生石灰或水泥作为固化剂，用压缩空气通过喷粉搅拌机将其喷人周围软土，再通过搅拌叶片旋转搅拌使灰土混合，经过一系列的物理化学反应，形成有一定整体性、水稳性和一定强度的桩体，通常称之为粉喷桩。用水泥与软土搅拌混合加固，是水、水泥与粘土间物理化学反应的过程，水泥土的强度与水泥的化学成分及水泥的掺人量有关。在连云港地区矿渣硅酸盐水泥因其活性高，其加固效果优于其它品种而得到广泛应用。

2粉喷桩在连云港地区的应用

2.1粉喷桩应用现状

水泥土搅拌法适用处理正常固结的淤泥与淤泥质土、粉土、饱和黄土、素填土、粘性土以及无流动地下水的饱和松散砂土等地基。

本市滨海相软土主要是指广泛分布的淤泥、淤泥质土，表层为厚度1-2米的粘性土，即所谓“硬壳层”，其下即为软土层，厚度多在6米～12米之间，淤泥层中局部夹粉、细砂透镜体。软土层具有高含水量、大孔隙比、高压缩性以及高灵敏度等特点，软土层下即为第四纪粘性土层。

经过现场质量检验，实践证明水泥土搅拌法用于处理我市软土地基是可行的。但是，通过现场检测发现连云港地区水泥土搅拌桩的加固效果不如常州等苏南地区，这是因为常州地区由于长江水流的水动力条件作用下，主要形成一种海陆交互相的土层（主要为粉土、粉细砂以及少量的软粘土与粉细砂互层），该区的沉积来源主要为长江水流所携带的物质。而连云港地区是在一种相对静止的海水中沉积形成，沉积物来源主要是海洋中的细土颗粒，因而在浅层形成一层淤泥质软土层，其粘粒含量很高。而土中的粘土颗粒越细，则与水泥的结合就越差；如含有一定量的粉粒级配时，则与水泥的结合效果显著。这是造成连云港地区水泥土搅拌桩的加固效果不如常州等苏南地区的一个重要原因，这一点可以从调整掺灰量、置换率及应力比方面加以完善。

2.2粉喷桩加固软基应用实例

连云港市新东方大道位于开发区出口加工区，场地原来为盐田，设计单位采用粉喷桩加固软土地基，设计采用桩距1.2米，桩径0.50米，该工程B区试桩期间加固剂采用每米水泥60公斤的普通硅酸盐水泥，桩长10.5米。龄期30天以后现场进行检测，依据《江苏省高速公路水泥搅拌桩检测工作实施细则》，检测的六根水泥土粉喷桩都不合格。后来查找到原因后，把32.5级普通硅酸盐水泥改为32.5级矿渣水泥，并加适量外掺剂，把水泥用量从每米水泥含量60公斤改为65公斤，经过检测水泥土搅拌桩的质量得到很大的提高，两次检测结果分别选两个对比如表中所示（1、2为试桩期检测结果，3、4为施工期检测结果）。

通过表格可知，水泥固化剂由普通硅酸盐水泥改为矿渣水泥后，水泥土的标准贯入击数和无侧限抗压强度均有提高，该场地原来为盐田，地下水中的[SO42-]含量很高，采用普通硅酸盐水泥时，硫酸盐与水泥石中的Ca（OH）2发生反应，生成CaSO4， CaSO4又和水泥石中的水化铝酸钙反应生成钙矾石，钙矾石比原来的体积增加1.5倍以上，因此对水泥石造成膨胀破坏，水泥土出现开裂、崩解而丧失强度。改用矿渣水泥后，水化产物中的Ca（OH）2 含量少，碱度低，虽然抗碳化的能力较差，但抗溶出蚀及抗硫酸盐侵蚀的能力较强。由此可见，本工程的地下水的腐蚀性问题是影响水泥土搅拌桩质量的一个极其重要的原因。

因此，采用粉喷桩处理软土地基时，岩土工程勘察时应查明地下水的腐蚀性等问题，加强室内配比试验，选用合适的固化剂；加强施工管理，满足设计要求，以保证工程的安全。

3粉喷桩的局限性

3.1场地水、土环境条件的局限性

经过试验研究当地基土天然含水量小于30%（黄土含水量小于25%）、地下水的PH值小于4时不宜采用干法；对地基中含有伊利石、氯化物和水铝石等矿物的粘性土以及有机质含量高，PH值较低的粘性土加固效果较差；可以在固化剂等方面研究过程寻找方法加以解决。

3.2工法工艺局限性

水泥土搅拌桩不能处理流动地下水的饱和松散砂土等地基；许多工程实例反映，粉喷桩当桩长超过10米，其质量难以保证，如存在喷粉量不足，搅拌不均匀，胶结不好等质量问题；可以在研究工艺、及施工机械的工法方面逐步改进、试验加以克服，完善。

4结束语

通过上述工程实例，在软土广泛分布的连云港地区乃至我国沿海、沿江有软土分布区采用粉喷桩处理软土也是一种行之有效的加固手段。要达到较为理想的加固效果应注重初步设计时的工艺试验，考虑目标场地水、土环境及施工过程的监督、管理。做好上述工作对于粉喷桩的完善、推广是很有好处且是很必要的。

参考文献

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