浅谈粉喷桩在软土地基处理中的应用

摘要:在公路工程施工中,软土地基的危害很大，粉喷桩是高等级公路软土地基处理的常用方法之一，本文介绍了粉喷桩的施工方法,浅谈粉喷桩在软土地基处理中的应用。

关键词:软土地基;粉喷桩;施工方法;粉喷桩法软土地基处理

1、软土地基

我国公路建设的规模日益扩大,难度不断增大,公路建设对软土处治也提出了更高的要求。软土地基是指压缩层主要由淤泥、淤泥质土或其它高压缩性土构成的地基。其承载能力很低,一般不超过50 kN/m2。其特点是天然含水量大、孔隙比大、压缩系数高、强度低,并具有蠕变性、触变性等特殊的工程地质性质,工程特性较差。在公路建设中,软基处理得好坏,直接影响到路基的稳定性、整体工程的营运质量及工程的经济性。目前,在公路工程中处理软土地基主要采用的方法有堆载预压法、真空预压法、反压护道法、水泥土搅拌桩法、换填垫层法、强夯法、加筋路基法等。

2、粉喷桩

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。深层搅拌法是加固饱和软粘土地基的一种新颖方法，它是利用水泥、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。粉喷桩最适合于加固各种成因的饱和软粘土，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。

3、粉喷桩的施工方法

粉喷桩施工采用粉喷桩专用机械设备，成桩直径遵照设计。桩位放样→钻机就位→检验桩基调平机体→钻进至设计深度→高压送气打开喷粉孔→反钻提钻并喷水泥→至工作设计标高上50cm停止喷粉→重复搅拌并复喷→反转提钻至地表→成桩结束→移机就位在下个桩位施工。

3.1 施工现场的准备工作：(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。(2)、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。(3)、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。(4)、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。(5)、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。(6)、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。(7)、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。(8)、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。

3.2施工方法：(1)定位：按设计图纸(桩位平面布置图)，现场用钢尺定出粉喷桩桩位，并用竹签插入土层作标记，误差不大于5cm，机具移至桩位处并使钻头正对竹签，复核机架的垂直度使钻杆倾斜度不大于1%，钻尖对准桩位。(2)启动空压机送气，钻机正转并垂直钻进。当控制双螺旋搅拌头到达设计桩底标高后停止钻进，钻头原地旋转，严禁停钻。钻机反向转动，启动送灰机送灰，待水泥送至喷灰口(一般约一分钟)后再提升钻头，根据电子称重装置显示的喷灰量调节调速电机，这样边喷粉，边搅拌，边提升，使软土和固化材料充分混合。(3)当钻头提升至设计标高上0.5米时停止送灰，钻头正向旋转，进行复搅并复喷，复搅深度及复喷深度应按图纸设计要求。当钻头提升到距地面30～50cm时，发送器停止向孔内喷射粉料，成桩结束。这时由于装置的回路是封闭的，粉体不会向空中喷射和飞散。在向土体喷射过程中的最后阶段，在搅拌钻头距地面30cm处停止喷粉，粉粒不会溢出地面。 　　(4) 复搅结束后，关闭空压机，消散所有管道压力，钻机主电机停机。(5)钻机移位，重复上述过程进行下一个桩位施工。

4、粉喷桩法软土地基处理

粉喷桩法软土地基处理，对提高软土地基承载能力、减少地基的沉降量及高填土路基稳定性具有明显的效果。

粉喷桩加固软土路基的优点：于搅拌法将水泥固化剂和原地基软土就地搅拌混合,因而最大限度地利用了原土;搅拌时较少使地基侧挤出,所以对周围原建筑物的影响较小;施工时无振动、无噪音、无污染,可在市区和密集建筑群中进行施工;土体加固后重度基本不变,对软土下卧层不致产生附加沉降;与钢筋混凝土桩相比,节省了材料,降低了造价;可根据工程结构的实际需要,可灵合地采用柱状、壁状、格栅状等加固形式;加固工艺合理。在制桩过程中仅向土层中喷射固化料干粉，无需注入附加的水分，使固化剂能充分吸收软土中的水分，从而增强加固效;施工简单、技术可靠。国内有多种粉喷桩施工成套机械，制桩过程完全机械化，减轻了工人的劳动强度，提高了成桩效率。制桩原料除原位土外，仅有适量的固化剂便可;可以在含有地下水的地层中直接施工制桩，避免了水下施工的麻烦，大大简化了施工程序;施工工期短，进度快。经粉喷桩处理的地基，路基填筑时可大大加快填筑速率，基本不需考虑由于填筑过快而导致路基失稳的可能。

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