摘要：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、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墓。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。粉喷桩不仅可以有效降低总沉降量、承受极大的加荷速率，还具备较强的抗侧向变形能力及缩短施工工期的特点，当前水泥粉喷桩施工技术在整个公路建设领域得到了广泛的应用。
以前的一些工程案例里面，采用粉喷桩施工技术处理公路路桥软土地基尽管具备很大的优势，但是也有着很大的不足，比如施工单位不能严格按照施工规范进行操作，存在着严重的偷工减料行为，而且水泥用量极难控制；均匀性比较差、强度也比较低；沉降很难减少，不能满足施工设计意图；此外由于沉降率不断增大给加固效果带来了不利的影响。所以粉喷桩施工过程中一定要采取科学合理的措施来对施工质量进行控制，进而保证加固公路路桥软土地基的施工效果，从而将技术难题克服掉。
关键词：水泥粉喷桩；河床地基；应用
引言
地基的结构、牢固和性能在桥梁工程中起着至关重要的作用，在对公路桥梁工程进行设计时，经常会出现天然土质不良的现象，所以怎样有效加强公路桥梁工程地基和如何进行桩基施工成了一项需要解决的问题。在我国，水泥粉喷桩技术被广泛应用于涵洞和小型桥梁中，并且也运用了一定的时间，也取得了一些经验，是一种可靠、经济的地基加固技术。
1水泥粉喷桩的概述
桩基础由桩基和连接于桩顶的承台共同组成，分为低承台桩基和高承台桩基。低承台桩基的桩身全部埋于土中，承台底面与土体接触；高承台桩基的桩身上部露出地面，承台底位于地面以上：低承台桩基在结构物的地基处理中应用广泛。桩基础按照基础的受力原理分为摩擦桩和端承桩。摩擦桩是利用地层与基桩的摩擦力来承载构造物，分为压力桩和拉力桩，可用于地层无坚硬之承载层或承载层较深}z}。端承桩是基桩坐落于承载层上（岩盘上）来承载荷载，分为灌注桩和预制桩。桩基础有以下特点：1）桩基具有很大的竖向单桩刚度（端承桩）或群刚度（摩擦桩），在自重或相邻荷载影响下，不产生过大的不均匀沉降，并确保建筑物的倾斜不超过2）凭借巨大的单桩侧向刚度（大直径桩）或群桩基础的侧向刚度及其整体抗倾覆能力，抵御由于风和地震引起的水平荷载与力矩荷载，保证高层建筑的抗倾覆稳定性。3）桩支承于坚硬的（基岩、密实的卵砾石层）或较硬的（硬塑粘性土、中密砂等）持力层，具有很高的竖向单桩承载力或群桩承载力，足以承担高层建筑的全部竖向荷载（包括偏心荷载）。4）桩身穿过可液化土层而支承于稳定的坚实土层或嵌固于基岩，在地震造成浅部土层液化与震陷的情况下，桩基凭靠深部稳固土层仍具有足够的抗压与抗拔承载力，从而确保高层建筑的稳定，且不产生过大的沉陷与倾斜。常用的桩型主要有预制钢筋混凝土桩、预应力钢筋混凝土桩、钻（冲）孔灌注桩、人工挖孔灌注桩、钢管桩等，其适用条件和要求在《建筑桩基技术规范》中均有规定。在软土地基处理中，水泥粉喷桩是一种很好的处理方法。土和水泥通过搅拌机搅拌，在搅拌的过程中，通过水解、水化反应生存水泥水化物，水泥水化物在与土颗粒发生一系列的物理化学反应，形成具有一定强度和稳定的水泥加固土，水泥加固土在与原地基形成符合地基。它的刚度和强度不是很高，是一种介于刚性和柔性之问的具有一定压缩性的桩。
2水泥粉喷桩的检测
2.1严控三施工环节质量
（1）桩长需以打入持力层为标准
粉喷桩一定要打到持力层，也就是要穿透软弱土层直接进入强度极高的持力层，通常施工人员会以能够进入持力层里面50厘米为合格。然而实践中桩底设计标高跟持力层不一样，因而施工现场桩长及设计标高出现不达标情况比较常见。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆这种情况也会带来很多不利的影响，比如桩尖下面如果留着几米软土，就会造成更大的工后沉降量；如果排水不够顺畅，预压施工在极长一段时期内都不会温度下来，因而粉喷桩施工桩长必须达到持力层才能将其质量控制住。通常判断其是否进入持力层可以借助施工人员在把钻机钻到最深位置时下钻的速度和电流表显示的读数来判断，当然这两个参数要跟施工工艺试桩所得数值进行比较才能得出合理结论。一般下钻速度需为0.5米/分，额定电流值需为125%以上。
（2）控制住粉体计量
粉喷桩质量高低受掺入其中的水泥和喷粉自身的均匀性的影响，因而施工人员必须控制好粉体的计量质量。施工人员常把电子称重法和钻机深度两种计量装置结合在一块使用，它可以将粉喷桩的相关数据记录下来，然后充分反映出深度、总灰量和对应每延米喷粉的数量。计量粉体要从如下两个方面进行控制：
A、喷粉保持均匀性的关键在于可以掌握好钻头提升时的速度。水泥喷入施工的进行要依靠人工进行，所以不允许为了达到每米喷粉量的标准，虚拟伪造记录器数字致使喷粉出现不均匀现象。粉喷桩直径若能保持一致，单位时间内粉体发送器所喷出的水泥量Q及搅拌轴提升的速度可按照下面的公式确定：
Q=π/4.D2.R.S.V 其中：D代表钻头直径（m）；R代表软土的容重（t/m3）；S代表水泥掺入比；V代表钻头提升速度（m/min）。
B、从喷灰一直到钻头中有灰出的这段时间，施工人员需把钻机钻到桩底，施工人员要预喷停留一会，才可以提钻，通常停留的时间要根据管道长度进行确定。喷灰过程中，管道输送水泥时的速度应控制在1m/s左右，当管道长大于40米时，就要把它钻到桩底后再进行喷粉提钻，那么桩底的实际少灰的长度差不多有1米长，这时搅动不仅会破坏掉桩底原状软土，还会逐渐加大沉降量。
2.2粉体计量的控制
喷粉自身的均匀性和掺入其中的水泥都会对粉喷桩的质量产生巨大的影响，所以，施工人员在进行施工过程中必须要对粉体的计量质量进行严格控制。施工人员在计算每延米喷粉的数量、总灰量和深度的时候，通常将钻机深度和电子称重法两种计量方法有效的结合在一起。主要从以下两个方面对计量粉体进行控制：（1）保持喷粉均匀性的关键就是能够掌握好钻头的提升速度。在进行水泥喷入施工时要完全依赖于人工，不能够只是一味的去追求能够达到每米喷粉量的标准，对记录器数字进行虚拟伪造，导致出现喷粉不均匀的现象。（2）从开始喷灰到钻头中有灰出现的这段时间里，施工人员要将钻机钻到桩底，要进行一小段时间的预喷，才能够提钻，要根据管道的长度来确定预喷的时间。在喷灰过程中，施工人员进行机器操作的时候，要将管道输送水泥的速度控制在大约1m/s，当管道的长度大于40m时，就需要将它钻到桩底然后再进行喷粉提钻，这样在桩底少灰的实际长度就差不多有1m，在这个时候进行搅动不仅就会将桩底原状软土破坏掉，还能够逐步增大沉降量。
2.3成桩质量检测
在我国，对粉喷桩的成桩质量进行检验时主要依据以下四种方法：（1）静载试验（群桩、群桩复合、单桩、单桩复合）；（2）桩身抽芯；（3）弹性波动测法；（4）N10轻便探。第一种方法能够对粉喷桩的各种技术数据进行定量的确定和分析，后面的三种方法是对粉喷桩的施工质量进行定性的判定和分析。一般来说，静载试验方法是用来检测涵洞结构物或其他重要构筑物基础的，弹性波动测法和N10轻便探用来检测路基部分的成桩质量，在本工程中运用以上几种方法进行了检测分析，符合规范和设计的要求。
结语
总而言之，粉喷桩施工技术在公路工程施工中应用范围越来越广，并且给公路工程创造了极大的经济效益，因而在其实际施工中，一定要对粉喷桩施工进行全程控制，每一道施工工序只有确保质量合格后才能对下一道工序进行施工，并且施工前必须严格控制材料的质量关，这样才能促使粉喷桩施工能够取得最佳的效果。
参考文献：
［1］张永刚，李俊才，邓亚光，等．管桩水泥土复合桩挤土效应现场试验［J］．地下空间与工程学报，2015，11（3）：601-606．
［2］杨益．水泥粉喷桩在泵站地基处理中的设计计算［J］．安徽水利水电职业技术学院学报，2013，13（1）：17-18．
论文作者:井西亮
论文发表刊物:《基层建设》2019年第5期
论文发表时间:2019/5/23
标签：水泥论文; 桩基论文; 地基论文; 固化剂论文; 荷载论文; 施工人员论文; 喷粉论文; 《基层建设》2019年第5期论文;