王建军

(山西晋城路桥建设有限公司，山西晋城 048000)

0 引言

粉喷桩加固软土地基是一种行之有效的方法，其具有施工工期短、无公害、施工过程无噪声、不排污、工后沉降小、对相邻建筑物无不利影响等显著优点，但粉喷桩施工工艺复杂、技术难度较大，而且造价相对较高。

1 粉喷桩简介

粉喷桩属于深层搅拌法加固地基方法的一种形式，它利用水泥、石灰等材料作为固化剂的主剂，通过特制的搅拌机就地将软土和固化剂强制搅拌，利用固化剂和软土之间发生的物理反应和化学反应，使软土硬结成具有整体性、水稳性和一定强度的优质地基。

粉喷桩一般用于处理表层软土厚度大于3 m～4 m的软土地基。适宜的土类为淤泥、淤泥质土、粉土和含水量较高的软粘土。由于粉喷桩加固软基效果显著、施工工期短且工后沉降小，目前被广泛应用于公路、铁路、市政工程、民用建筑与机场等的软基处理中。

2 粉喷桩在高速公路软土地基处理中的具体应用

2.1 工程概况

某高速公路标段软土主要分布在山间洼地、水田及水塘地段，由于地势低洼、地下水丰富或地表积水，长期受水浸泡，而造成土质软化及有机物的淤积，主要以淤泥、淤泥质粘土、饱和粘性土为主，多呈软塑状，范围大小不一，厚度一般为0.5 m～6.0 m，局部大于6.0 m。软土地基普遍力学强度较低，为中～高压缩性土。

本工程粉喷桩设计参数为:桩径50 mm，排距1.3 m，间距1.5 m，桩长以穿透软、流塑层进入硬塑层不少于50 cm为原则，通常为6 m～8 m，用于粉喷桩的水泥为325号普通硅酸盐袋装水泥。根据地基含水量的大小，采用水泥喷入量为45 kg/m～60 kg/m。含水量在40%以下时，水泥用量为45 kg/m;含水量在40%～60%之间，水泥用量为50 kg/m;含水量在60%～70%之间，水泥用量为55 kg/m;含水量大于70%时，水泥用量为60 kg/m。设计要求水泥土28 d无侧限抗压强度不小于1.5 MPa。

2.2 主要施工工艺流程

测量放样→机具就位、调整→预搅下沉至设计深度→喷粉搅拌提升至离地面30 cm处→重复搅拌下沉至设计深度→重复搅拌提升至离地面30 cm处→关闭搅拌机具→钻机移位。

2.3 施工技术要点

1)场地清理、整平。

在软基处理范围内，清除地表有机土、耕植土及松散土层，清表深度根据现场实际情况确定，必须确保清表工作满足技术规范要求。对清表后地面做整平处理，局部留有坑洼地方采用粘性土回填，软基处理范围初步整平后采用20 t振动机静压一遍，确保机具就位安装平稳，不产生局部沉降。同时做好路基两侧纵向排水设施，保证排水畅通，以降低地表水。

2)测量放样。

根据设计图纸，采用全站仪测量放出软基处理范围，木桩定位以做出明显标识;按设计图纸粉喷桩桩位平面布置图中桩位间距要求，采用钢卷尺丈量定出每根粉喷桩具体桩位，并采用木桩插入土层做标识。

3)机具就位在场地内组装钻机，并进行开钻前调试工作，确保钻机各项性能指标达到正常状态。移动钻机至施工桩位定位、对中，并调整钻机水平稳定。

4)预搅下沉。

启动搅拌钻机，钻头边旋转边钻进至设计深度。施工中，为不致堵塞喷射口，不喷射材料而是喷射压缩空气，钻进一定深度启动一次，将泥砂从喷射口吹出。

钻孔深度以钻机上刻度盘指示为准，桩长误差不得大于10 cm，垂直度偏差不得大于1.5%。

5)提升钻杆、喷粉搅拌。

当钻机钻进至设计深度后，启动搅拌钻机及喷粉装置，钻头呈反向边旋转边喷灰边提升，使土体和粉体充分拌和，提升速度一般按0.5 m/min控制，当喷粉搅拌提升至离地面30 cm时，粉喷机停止喷粉只搅拌，同时采取复搅措施。

6)复搅。

为保证桩体的强度和喷粉均匀性，对桩体需进行复搅措施，第二次搅拌施工不喷粉，搅拌深度为整个桩体深度，复搅施工钻杆下沉及提升速度与第一次喷粉搅拌相同，施工工艺与喷粉搅拌施工工艺一致。

7)提出钻杆，移位至下一个施工点。

2.4 施工注意事项

1)水泥用量的多少是粉喷桩质量好坏的关键，施工中，水泥掺量严格控制不小于设计量;施工中若发现喷粉量不足，应整桩复打，复打的喷粉量应不小于设计量。

2)严格控制喷粉标高和停粉标高，在提升过程中不得中断喷粉，确保桩体有效长度，严禁在未喷粉的情况下进行钻杆提升作业。

3)钻机钻进深度满足设计要求，要求桩底应嵌入地基硬层，以进入持力层50 cm为止;当钻杆钻头提升至地面以下30 cm时，送灰器停止喷粉，并采用人工回填粘性土压实。

4)为保证桩体的强度和喷粉的均匀性，整个桩体在第一次喷粉搅拌结束后对桩顶2 m范围复喷一次，并对整个桩体需进行第二次复搅措施，只搅拌不喷粉，确保固化料与地基土均匀拌和。

5)在喷粉搅拌施工中，若遇停电、机器故障等原因，造成喷粉中断时必须进行复打，复打应重叠孔段大于1.0 m。

6)施工设备必须配置良好的粉料计量装置、压力表、桩孔深度刻度盘等计量装置，严禁不合格设备的投入使用。

7)储灰缸单次储粉量应不小于一根桩的用量加50 kg，当储量不足时，不得进行下一根桩的钻孔施工。

8)钻孔施工中，应及时检查钻头直径磨损量不大于1.0 cm，否则应及时更换钻头，且不宜采用直径过大的钻头，以小于53 cm为宜。

9)粉喷桩施工应由外围向中间顺序进行打桩施工，桩的平面位置偏差控制在±5 cm，垂直度偏差不大于1.5%。

10)每天认真校核桩机的领料数量及施工桩位，检查桩机的每批领料数量与该机完成的喷粉延米量是否相符;现场技术资料的填写必须真实、准确，做到完美无缺、及时整理归档。

2.5 故障的排除与防治

1)卡钻。a.实行慢速钻进;b.改进钻头;c.如位置较浅，可用其他方法疏松土层后再钻;d.如果提升钻杆时卡钻，则应暂停喷粉，待正常后再喷粉。

2)喷粉不畅或堵塞。a.检查空压机运行情况，调整气源压力，处理输气源压力，处理输气的密封不严，确保正常输气;b.清除固化料中的杂物和大颗粒，改用合格水泥，提出钻头清理喷嘴;c.喷粉不畅时，操纵喷粉阀门由关到开，由开到关，反复多次。

3)断桩。a.水泥应妥善保管，防止受潮，固化料使用前过筛，确保合格水泥使用;b.经常检查管道，确保输灰畅通;c.喷灰计量要准确，供分气压要准确;d.提升钻杆前要喷灰1 min～2 min后均匀搅拌提升;e.钻头或输灰管道堵塞，应立即停桩清理;f.对已断桩应将上部断桩打除后，以水泥砂浆补桩或邻位打桩。

4)空心桩。当土层含水量低于20%时，宜采用钻孔时适当注水或根据监理工程师指令改用喷浆搅拌桩工艺。

2.6 质量检查

1)在凿除桩头时，应对粉喷桩数量、桩位、桩径等进行检查，如发现漏桩、桩位、桩径偏差大时，应立即采取补救措施。

2)成桩7 d后进行取样检测，按照2%～5%的频率分别割取5 cm×5 cm×5 cm的标件进行标养，测定7 d及28 d龄期的无侧限抗压强度。

3)桩顶强度检测一般可采用16的钢筋、长度2 m的平头钢筋垂直放入桩顶，如用人力能压入10 cm(28 d龄期)，则表明桩头质量有问题，一般可先挖除，再填入100号素混凝土和砂浆。

4)成桩28 d后，应使用带钻头的轻便触探器，在桩身中心钻取水泥加固土样，观察其搅拌均匀性，并按1%～2%频率测定28 d无侧限抗压强度。

5)成桩28 d后桩身强度检测合格后方可进行路基土填筑施工。

［1］毛国元.深层水泥搅拌桩处理软基施工控制与质量检测［J］.交通科技与经济，2006(5)：31-32.

［2］颜海建.粉喷桩加固软土地基［J］.路基工程，2006(5)：67-68.

［3］文云芝.粉喷桩在软土地基中的应用［J］.山西建筑，2013，39(36)：69-70.