彭 玲

粉喷桩是在软土地基中输入粉粒体加固材料(水泥粉或石灰粉)，通过搅拌机械和原位地基土强制性地搅拌混合，使地基土和加固材料发生化学反应，在稳定地基土的同时提高其强度的方法。

由于粉喷桩采用粉体作为固化剂，不再向地基中加入附加水分，反而能充分吸收周围软土中的水分，因此加固后地基的初期强度高，对含水量高的软土，加固效果尤为显著。

1 特点

1)使用的固化材料(干燥状态)可更多地吸收软土地基中的水分，对加固含水量高的软土、极软土地基效果更为显著。2)固化材料全面地被喷射到靠搅拌叶片旋转过程中产生的空隙中，同时又靠土的水分把它沾附到空隙内部，随着搅拌叶片的搅拌，使固化剂均匀地分布在土中，不会产生不均匀的散乱现象，有利于提高地基土的加固强度。3)与高压喷射注浆和水泥浆深层搅拌相比，输入地基土中的固化材料要少得多，无浆液排出，无地面隆起现象。4)可根据不同条件，分别选择加固材料如水泥粉、石灰粉以及其他复合材料。

2 适用范围

1)适用于淤泥质土、粘性土、粉土、杂填土和天然含水量大于30%等软弱地层的加固。2)对含有氧化物和水铝石等粘土矿物的粘性土，对有机质含量高、pH值低的粘性土加固效果较差。3)在高路堤桥头处或深度在10m以内效果更为明显。

3 施工方法

3.1 机械设备

粉喷桩搅拌机械一般由搅拌主机、粉体固化材料供给机、空气压缩机、搅拌翼和动力部分等组成。

3.2 施工工艺流程

1)放样定位。2)移动钻机，准确对孔。对孔误差不得大于50mm。3)利用支腿油缸调平钻机，钻机主轴垂直度误差应不大于1%。4)启动主电机，根据施工要求，以Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ挡逐级加速的顺序，正转预搅下沉。钻至接近设计深度时，应用低速慢钻，钻机应原位钻动1min～2m in。为保持钻杆中间的送风通道的干燥，从预搅下沉开始直到喷粉为止，应在轴杆内连续输送压缩空气。5)提升喷粉搅拌。在确认加固料已喷至孔底时，按0.5m/min的速度反转提升。当提升到设计停灰标高后，应慢速原地搅拌1min～2m in。6)重复搅拌。为保证粉体搅拌均匀，须再次将搅拌头下沉到设计复搅深度。提升搅拌时，其速度控制在0.5m/m in～0.8m/min左右。7)钻具提升至地面后，钻机移位对孔，按上述步骤进行下一根桩的施工。

3.3 粉体材料及掺合量

使用粉体材料，除水泥以外，还有石灰、石膏及矿渣等，也可使用粉煤灰等作为掺加料。在国内工程中使用的主要是水泥材料，宜选用新的 425号普通硅酸盐水泥。其掺合量常为 180 kg/m3～240 kg/m3。若使用低于 425号普通硅酸盐水泥和选用矿渣水泥，火山灰水泥或其他品种水泥时，使用前须在施工场地内钻取不同层次的地基土，在室内做各种配合比试验。若用石灰粉体作固化材料，石灰应磨细，其粒径小于0.5mm，纯净无杂质，氧化钙和氧化镁的含量不小于85%，其中氧化钙含量不宜低于 80%，石灰的流性指数不低于70%。

3.4 施工注意事项

1)施工机械、电气设备、仪表仪器及机具等，在确认完好后方准使用。2)在建筑物旧址或回填建筑垃圾地区施工前，应预先进行桩位探测，并清除已探明的障碍物。3)在操作过程中遇有卡钻，机架晃动，偏斜或移动时，应停机提钻，查明原因，处理后再钻。4)在送灰过程中，如发现压力突然下降，灰罐加不上压力等异常情况，应停止提升，原地搅拌及时判明原因。5)施工时应经常排除气水分离器中的积水，防范因水分进入钻杆而堵塞送粉通道。6)喷粉时灰罐内的气压比管道内的气压高0.02MPa～0.5MPa，以确保正常送粉。

4 质量检验及评定标准

1)加固质量效果的检验，在已完成的桩中抽取 2%的桩进行成桩检验，可采用岩芯钻探或开挖桩体上部0.6m，1m，1.5m处截取原状土样，直接测定桩的强度，另外也可观察桩体直径均匀程度和成桩外观情况。2)认真做好粉喷桩的施工记录，当有疑问时，以便查对。3)一般 90 d龄期无侧限抗压强度可达2MPa以上。4)处理后的复合地基承载力比天然地基提高 1.5倍～2倍。粉体桩施工质量允许偏差见表 1。

表1 粉体桩施工质量允许偏差表

5 效益分析

1)本法加固软土地基的效果比其他方法更为明显可靠。a.沉降均匀、边坡与路中沉降差值减少。b.沉降量小。c.整体性强度高。例如粉喷桩以长5.0 m、桩径50 cm、桩距1.3m，水泥用量10%计。2)施工工期:一般粉喷桩在 100 d左右，沉降量可基本稳定，而真空预压则要 140 d，堆载预压需 6个月 ～12个月，从而可加快工程进度。3)当用于加固桥梁接线软土地基时，可基本消除跳车现象。可净化环境、无振动、无噪声、无污染、施工对周围建筑物无影响。

[1] JTG D 63-2007，公路桥梁地基与基础设计规范[S].

[2] 陈林涛.粉喷桩技术在滩涂地基处理中的应用[J].山西建筑，2009，35(13):117-119.