粉喷桩技术对公路施工的作用

0引言

粉喷桩施工技术是指采用搅拌机械将水泥、石灰等粉土材料送入到软弱地层中，并通过钻头叶片在原地进行强制搅拌，从而使土体和粉体充分混合。粉喷桩施工技术在软土路基处理中的应用，可以有效地提高地基的承载力和稳定性，同时可以减少地基承载力、缩短工期。粉喷桩施工技术可以应用于大范围软土路基的工程。施工中不会产生噪音和振动，因此可以在建筑物附近进行施工。

1工程概况

本工程为某一级公路施工建设项目。该公路的全长一共为132.32km。行车速度设计为100km/h。整体式路基宽度为25.5m，分离式路基宽度为12.75m。在本工程中K163+000～K173+000路段内存在软土路基的问题。该地质情况属于典型的雅丹地貌。地势较低，软土地基含水量高、孔隙率大。根据工程的具体情况，应采用粉喷桩施工技术对软土路基进行处理。

2粉喷桩施工技术

2.1主要机械设备

本工程施工中需要采用到的主要机械设备及其数量如表1所示。

2.2施工程序

在本工程中进行粉喷桩的施工，其具体的施工工艺流程如图1所示。⑴定位。在粉喷桩正式施工之前，应先对施工场地进行平整处理，并根据设计图纸的要求将搅拌机移动到指定位置，确保搅拌机精确就位。⑵预搅拌钻进下沉。开启搅拌机电机，确定搅拌机钻头以正向的形式进行转动，并缓慢均匀的钻进下沉，直到设计标高位置。搅拌机钻头的下沉速度应控制在1m/min～1.2m/min之间。⑶喷粉搅拌提升。当搅拌机钻头达到设计标高之后，即可开启空压机，当气粉混凝土达到喷口时，即可开动钻机以反向的方式一边进行提升，一边进行喷灰，钻头的提升速度应满足设计要求。⑷重复搅拌。当搅拌机钻头提升至地面以下80cm的位置处时，即可将空压机关闭。为了确保软土与固化剂之间的充分混合，此时需要将搅拌机钻头再次钻进下沉，当达到设计标高之后，搅拌机应再次反转提升，提升速度应严格满足规定的速度，直至达到地面。⑸当一个桩位施工完成之后，即可将搅拌机移动到下一桩位。

2.3人员组织

一般情况下一台钻机的施工，需要安排8～10人进行施工操作。钻机施工人员的安排如表2所示。

2.4施工要点

⑴操作人员应严格按照相关的技术规程进行施工，其别需要注意的是应安排专人对压力、喷粉量、钻进速度和提升速度进行观察，并做好记录工作，如发现异常应及时采取措施进行处理。⑵在施工过程中，应严格按照要求对钻孔的提升速度和喷粉高程以及停灰面进行控制，从而确保桩体的长度和喷粉量满足设计和规范要求。施工中如果发现喷粉量不满足要求，则应整桩重打。施工过程中如果由于停电、机械故障等原因而导致喷粉作业中断时，需要采取复打的措施，复打重叠段的长度应控制在1m以上。⑶粉喷桩的桩体应穿透软弱土层，并进入到强度相对较高的持力层中，桩体深入到硬土层的长度应控制在50cm以上。在进行持力层深度的确定时，应综合考虑地质条件、钻头电流等情况。在钻杆的钻进施工过程中，如果发现电流出现明显上升的情况，表明此时钻头已进入到硬土层中，如果电流上升的长度段持续长达50cm以上时，表明此时钻头已进入到持力层中。如果在实际的钻进施工过程中，发现持力层深度与设计图纸存在一定的差异时，则应对相关的参数进行核实。⑷在喷粉施工作业中，为了确保桩体强度的均匀性，对于桩体上部3m范围内的部分应进行重复搅拌，可以适当延长桩头部分的搅拌时间。在桩体施工过程中，应严格控制好桩与桩的间距，同时确保桩体的垂直度满足要求。⑸在施工过程中，应随时对输灰管进行检查，避免输灰管出现泄漏和堵塞的问题。⑹施工中所使用的钻头应按照要求定期进行检查。如果钻头直径的磨耗量超过1cm则不宜在施工中继续使用，以免对桩体的施工质量造成影响。一般情况下钻进施工不宜选用直径过大的钻头，钻头的直径在53cm以内为宜。

2.5质量控制措施

⑴在钻杆钻进施工中，应严格控制好钻杆的垂直度和孔位，根据规范的要求，钻杆的垂直度应控制在1.5%以内，孔位的偏差应控制在5cm以内。⑵在成桩施工过程中，应严格按照要求控制好喷粉的时间和停粉时间。⑶在粉喷桩施工之前，应对各种相关的机械设备进行检查，其中需要特别检查的是空压机的运行情况，输气管道的密封以及喷嘴的情况，从而确保机械设备处于良好的运行状态。施工过程中，应经常对钻头的质量进行检查，如果发现钻头磨耗情况较为严重时，应及时更换，避免造成堵塞。⑷在施工过程中，为了避免积水进入到钻孔内而导致送粉通道出现堵塞的问题，需要及时将积水排除。如果发生喷粉不通畅的问题，不得采用敲打的方式对灰罐进行清理。⑸在送灰过程中，应随时对施工情况进行观察，如果发现压力突降、无法加压等问题时，应立即停止提升作业，在原因调查清楚之后，及时采取相应的处理措施。⑹当对喷口的堵塞物进行清理时，一定药注意防止粉体进入喷口中。

2.6质量检验

在本工程中，对于粉喷桩的施工质量的检验，主要采用以下的几种方法：⑴当成桩施工完成7d之后，采用轻便触探仪对粉喷桩的施工质量进行检验，以判断桩身的强度。⑵当成桩施工完成28d之后，采用钻孔取芯的方法对桩身的质量进行检验，主要检测的内容包括桩身完整性、桩土的搅拌均匀程度以及桩的施工长度。每一根桩选取一组相对弱的芯样做30d龄期的无侧限抗压试验。每一个工点取一组试样进行90d龄期的无侧限抗压试验。

3结语

从以往工程实践表明，粉喷桩施工技术具有施工操作简单、工程造价低、施工速度快等特点，其通过钻头叶片，在原地进行强制搅拌，从而使土体和粉体充分混合，可以有效地提高地基的承载力和稳定性，同时可以缩短工期。从工程实施效果来看，粉喷桩技术具有非常显著的经济效益和社会效益，可以应用于大范围的软土路基处理工程。

作者：蒋建辉 单位：滦县交通运输局公路管理站