路基軟基粉噴樁處理施工研究

摘 要:本文研究了粉噴樁在處理路基軟基方面的應(yīng)用，首先對粉噴樁改造軟基的原理進行了分析，然后介紹了粉噴法施工的具體流程和相應(yīng)的組織管理和質(zhì)量保證措施，最后把粉噴法和其他處理軟基的方法進行了比較，表明了粉噴法施工速度快、造價低的優(yōu)點。

關(guān)鍵詞:路基軟基 粉噴法 施工

中圖分類號:U416文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2012)04(a)-0123-01

粉噴樁處理軟基技術(shù)是利用水泥或者石灰作為固化劑，通過專門的深層攪拌噴射機械，把膠凝材料以粉狀噴入地層深部中，并且通過鉆機回轉(zhuǎn)使得原位的軟土能夠均勻攪拌混合。粉噴法最早是由瑞典的Kjeid Paus教授在1967年提出，并且在1971 年首次試驗成功，在1974年取得了穩(wěn)定路堤和深基坑的專利，此后這種方法在歐美被廣泛應(yīng)用。國內(nèi)最早在1983年開始相應(yīng)的試驗研究，并于1984年7月第一次在廣東云浮硫鐵礦鐵路工程中使用。從此粉噴樁在我國的高速公路路基處理中發(fā)揮了顯著作用，目前國內(nèi)工程當(dāng)中使用的粉噴樁大多深至10～15m，其中最大樁長已經(jīng)超過27m。

1 原理

當(dāng)固化劑和軟土拌和以后，固化劑中的礦物首先同軟土中的水發(fā)生水化反應(yīng)，形成含水硅酸鈣、氫氧化鈣、含水鋁酸鈣劑、含水鐵酸鈣等水化物，其中的氫氧化鈣和含水硅酸鈣溶易溶于水，這就使得水泥顆粒表面再次暴露在水中，繼續(xù)跟水發(fā)生反應(yīng)，這樣周圍水溶液中的離子濃度逐漸達到飽和，生成物將以膠體形式析出。隨著時間的增長，水化物的強度進一步增加，形成水泥石骨料，提高地基承載力。其中的一部分還會繼續(xù)與軟土中的鈉鹽和鉀鹽等繼續(xù)發(fā)生反應(yīng)，其中的鈣離子跟鈉離子和鉀離子等進行了離子交換，這種交換作用可以把軟土融入到形成的水泥石骨料中，形成更大的圖團顆粒，實現(xiàn)提高土強度的目的。不過水泥土的性質(zhì)與混凝土仍有很大區(qū)別，在工程中需要注意如下幾點。

(1)水泥土和石灰土的強度與齡期成正增長，但強度增長規(guī)律跟混凝土均有區(qū)別，并且兩者的強度增長也有不同。(2)固化劑摻合比和加固土中的含水率對水泥土的強度影響較大。施工前一般要根據(jù)設(shè)計要求來進行相應(yīng)的水泥土標準試驗，以試驗為依據(jù)得到最佳的摻合比。

軟土中的水對于水泥土和石灰土的強度都有不利影響，實驗結(jié)果也表明含水量愈低，無側(cè)限抗壓強度也越大，反之則越小。軟土中的含水率對于攙和比也會有影響，從便于施工和經(jīng)濟的角度考慮，在含水量較低的軟土中可以適當(dāng)?shù)慕档蛽胶媳?對于軟土含水量過高的地段則應(yīng)該增大摻合比。實際工程中摻合比的選用還應(yīng)該根據(jù)具體試驗確定。

2 施工流程

目前國內(nèi)在粉噴樁處理軟基方面已經(jīng)又了豐富的經(jīng)驗，高速公路軟基這一難題已經(jīng)得到了很好地解決。目前通行的施工流程如下所示。

(1)進行開工前的施工組織設(shè)計，機械、人員和原材料必須準時到崗到位，其中對于技術(shù)人員要進行相應(yīng)的崗前培訓(xùn)，由設(shè)計人員來進行技術(shù)交底，同時對原材料進行嚴格的質(zhì)量檢測，并制定施工期間相應(yīng)的規(guī)章規(guī)范。

(2)做好五通一平或者七通一平的工作，建立良好的施工環(huán)境。

(3)進行試樁工作，試樁總數(shù)不應(yīng)該少于10根，并且試樁的位置要選在有代表性的軟基地段，以此來全面了解粉噴樁的性能。并且要通過試驗樁使得技術(shù)人員對于機械性能和地層情況有進一步的了解，并加強各操作手的配合，在鉆機的下鉆和提升速度、阻力、單位時間的噴灰量、如何進行復(fù)攪等方面得到初步的技術(shù)參數(shù)，以進一步指導(dǎo)施工。

(4)采用噴樁機來進行施工，其中Ph-5型粉噴樁機目前在國內(nèi)應(yīng)用廣泛。噴灰機和空壓機需要牢靠安裝在地基上，特別是空壓機要其底座安裝墊木且卡牢風(fēng)管來克服其振動影響。對于鉆機要方便其行走作業(yè)和上灰加科，并置于的平坦位置。

(5)施工過程中噴灰時間和?；視r間要嚴格控制，噴灰過程應(yīng)完整，不得隨意中斷，同時為了保證噴灰量的均勻噴灰時要采用恒壓慢擋。鉆桿提升作業(yè)嚴禁在噴灰未完成時進行，同時鉆進和復(fù)攪要采用中速檔。

(6)加強監(jiān)理工作，粉噴樁的摻灰量要均勻并嚴格達到設(shè)計的要求，堅持按每延米來計灰，一旦發(fā)現(xiàn)某段噴灰量少于設(shè)計量時，應(yīng)及時補噴灰來保證設(shè)計強度。另外求粉噴樁必須要打穿軟土層，樁底應(yīng)該置于持力層基巖上，并且要對整樁進行復(fù)攪。

3 施工組織管理和質(zhì)量控制措施

3.1 粉噴樁施工前的質(zhì)量控制措施

首先對于施工機械設(shè)備的檢驗要加強，對于每臺樁機都要配置記錄器來控制每米噴粉量，樁機上的儀表，如氣壓表、轉(zhuǎn)速表和電流表都必須經(jīng)質(zhì)量檢驗機構(gòu)進行標定，及時更換不合格的儀表。同時鉆頭直徑的磨損量不得超過1cm。

其次加強對原材料的檢驗。施工所用水泥必須要經(jīng)過抽檢，要滿足規(guī)范的相關(guān)要求。選擇水泥供應(yīng)商時也注意選擇有信譽的大型企業(yè)。水泥在堆放過程中要主義防雨和防潮，過期和受潮的水泥嚴禁使用。

最后施工前必須進行試樁工作，試樁要在不同的地質(zhì)條件下進行，并且數(shù)量不少于1根，這是為了克服施工時盲目性，確保軟基處理可以達到預(yù)期的效果。

3.2 施工過程中質(zhì)量保證措施

首先，施工過程中要根據(jù)工程要求每周召開相關(guān)的質(zhì)量專題會議。

其次對于鉆頭下沉和提升速度要嚴格控制，保證加固范圍內(nèi)都能得到充分地攪拌，并且要按要求進行復(fù)拌。

最后對于施工記錄要隨時檢查，及時發(fā)現(xiàn)施工過程中的不合格樁，進行相應(yīng)的補救措施。

3.3 粉噴樁現(xiàn)場質(zhì)量檢測

粉噴樁質(zhì)量的檢測方法跟檢測其它樁的方法一樣，目前可用的手段有很多。但是每一種方法都難以得到全面的結(jié)果，因此采用多種方法來進行綜合評價，并且通常以一定的室內(nèi)試驗為輔助。

首先檢測的是樁的偏位和樁頂標高測量等方面，這通過經(jīng)緯儀和水準儀進行測量就可以得到結(jié)果。

其次檢查樁的成形、樁徑、缺樁、樁項強度、樁頂質(zhì)量、樁位偏離等情況，這些項目除了樁頂?shù)膹姸韧?，其余通過肉眼即可檢查確定;對于樁頂強度可以采用簡單的檢測法，通過一根平頭鋼筋的試壓來判斷施工質(zhì)量。

最后是檢測樁身的強度。這也是檢測的重點，通常成樁后7天就可以通過輕便觸探器對樁進行檢查。輕便觸探器只能得到定性的檢查結(jié)果，因此對于檢查有問題的樁要進一步進行精確的檢查，即用鉆機取芯樣后進行無側(cè)限的抗壓強度試驗，來側(cè)定樁體的強度。

4 結(jié)語

最后來比較一下粉噴樁法其他幾種加固方法，如砂井法、旋噴法和水泥漿攪拌法，在處理軟件方面的優(yōu)缺點。同砂井法相比較，粉噴樁對于建(構(gòu))筑物過大沉降問題能有效控制，但砂井法無法做到這點，并且砂井法施工速度明顯教慢;同水泥漿攪拌法相比，水泥漿攪拌法在施工中需加水，但水泥水化不能消耗全部用水量從而使得多余水分進人土中，對樁的強度不利，而粉體攪拌法施工過程中無須加水;同旋噴法相比較，旋噴法不能起到排水固結(jié)的作用，并且成樁直徑也不固定，而且相對于粉噴法設(shè)備要求高成本高。通過對比不難看出，粉噴法相對于其他方法在施工速度、造價方面具有明顯的優(yōu)勢，其在將來的建設(shè)中將會有更好的應(yīng)用前景。

參考文獻

[1]李世奇.粉噴樁加固既有線旁軟土地基技術(shù).山西建筑，2007年，第33卷第8期:120～121.

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