摘要：在市政工程施工建设的过程中，常常会遇到软土地基，由于软土的土层力学性质较差，难以正常施工，常出现沉降量问题和涌土问题，影响到施工进程的稳步推进，而且处理不好将引起工程质量问题。对软土地基的基本特性进行深入的研究，找到合适的解决方法，创建有效的软土地基施工技术。
关键词：市政施工；软土路基；粉喷桩；质量控制
一、施工进场情况
我方已组织粉喷桩施工的经验丰富的施工人员和精良的施工设备进场，同时组建了粉喷桩施工工作小组，由技术负责人任组长，质检工程师、试验工程师、材料主管、安全主管为组员。目前施工人员及机械设备已全部到位。
1、场地布置
粉喷桩施工前，对施工范围测量放线。对场地进行平整，清除杂物及障碍物。对地质条件不能满足机械施工的地质部位，一般部位采取清淤致桩顶覆层覆盖层，再进行压实。对于清淤后仍不能满足施工条件的部位，采用铺垫水泥土对表层土进行加固处理。
2、机械设备
水泥粉喷桩桩机套主要由钻机、粉体发送器、空气压缩机、搅拌钻头和动力设备等组成。进场设备配备性能良好的能显示钻杆钻进时电流变化的电流表，显示管道压力的压力表和计量水泥喷入量的电子秤和流量计。
1）、钻机
钻机是粉体喷射搅拌法施工的主要机械，具有如下功能：①动力大、扭矩大和符合大直径钻头成桩要求，钻头直径与水泥粉喷桩的直径相同；②具有正向钻进，反转提升的功能；③具有反转提升时能匀速提升、均匀搅拌、匀速喷粉等功能。
2）、粉体发送器
粉体发送器是定时发送粉体材料的设备，它是粉体喷射搅拌法加固施工机械中的关键设备，其工作原理为：由空气压缩机送来的压缩空气，通过节流阀调节风量大小，压缩空气进入“气水分离器”使压缩空气中气水分离，然后“干风”送到粉体发送器喉管与“转鼓”里输出的粉体混合，成为气粉混合体，进入钻机的旋转龙头，经空心钻杆由钻头喷出，使水泥粉经钻叶与软土拌和。
粉体的定量输出，由转鼓转速控制。施工时根据设计要求的掺入比和钻头提升速度及钻机的转速，并选定合适的粉体发送量（确定转鼓转速）。
每根桩水泥总量喷入多少，由灰罐电子称控制。喷粉过程中认真做好粉量记录，确保掺入量符合设计要求。为准确控制粉量，防止设备原因造成质量事故，对电子称进行定期检测校准。
3）、空气压缩机
粉喷桩水泥的喷出，是以空气压缩机作为风源。根据加固工程的地质条件及加固深度，采用的空气压缩机压力为0.2～0.4MPa，风量为1.6～2.0m3/min。
4）、搅拌钻头
粉体喷射搅拌法凭借钻头叶片的搅拌作用将使灰粉与软土混合，因此，搅拌钻头的形状直接影响灰、土的搅拌效果。
桩机设备安装调试完毕后进行试桩，选用φ500mm桩孔，在施工操作范围外，间距1米，试桩一组3根。根据作业过程选用合理的搅拌时间、次数、搅拌提升速度等技术参数，确定成桩工艺，提高控制施工质量。
5）、计量装置及动力设备
计量装置在粉喷桩施工过程中起到质量监测的作用，已标定，施工过程中有专人监控记录。施工过程中监测一般包括深度计、电子称、各种压力表、电压表读数等。电压表、电流表主要反映钻头钻进过程中的受力情况，从中可判别钻头经过地层的情况，从现场二级变电箱处接电施工。
3、材料组织
水泥：粉喷桩加固材料选用42.5级普通硅酸盐水泥，项目部对水泥的采购、贮存及使用统一管理。水泥进入工地后存放在水泥棚内。为了避免水泥受潮，在地面上搁置木板支架做支垫，离地30cm，四周离墙30cm，堆放高度一般以10袋为宜。水泥的储存应按照到货先后依次堆放，尽量作到先到先用，防止存放过久。及时对所进场的袋装水泥取样送检，对同一水泥厂生产的同期出厂的同品种、同强度等级水泥，以一次进厂的同一出厂编号的水泥为一批，但一批的总量不得超过200T。随机地从不少于20袋中各采取等量水泥，经搅拌均匀后，从中称取不少于12KG水泥作为检验试样。水泥入库、出库后严格登记水泥台帐，以便在施工时能及时核对每天完成的喷粉桩数量和水泥用量是否相符。
二、施工方法和工艺流程
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）、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。
（3）、根据桩位平面布置图，对于管道桩，在施工现场用全站仪根据计算好的中心坐标定出每组桩的轴线位置，再用钢尺定出每根粉喷桩的桩位；对于围护桩采用全站仪定出沉井中心位置，再用钢尺根据设计要求放出围护桩的位置。对于定位合格的桩位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。
（4）、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。水泥棚内的水泥储存量应不少于60吨。
（5）、对进场的机具设备进行组装和调试，确保机具的完好，满足施工要求。
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。
（2）在施工前先用水准仪测出现有地面高程，再根据设计桩底标高计算出每根桩的实际长度，在钻杆上做出明显的标志，以有效控制桩底标高满足设计要求。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时，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，边压实。
（3）当钻头提升至设计桩顶标高以上0.5米时停止送灰，关闭送灰机。此时钻机迅速换档，重复搅拌，复搅长度应为实际桩长的长度。
（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）开启液压步履，钻机移位。
3、成桩工艺流程（见粉喷桩工艺流程图）
（a）（b）（c）（d）（e）（f）
图1粉喷桩施工流程图
（a）定位下沉（b）深入到设计深度（c）喷粉搅拌提升
（d）重复搅拌下沉（d）重复搅拌提升（f）搅拌完成形成固体
三、质量控制
1、项目部派专人负责粉喷桩的施工，进行全过程旁站，记录搅拌下沉和提升的时间，时间误差不大于5秒，深度误差不得大于50mm，并记录每根桩的喷粉量。搅拌头每旋转一周，提升速度不得超过16mm。所有施工人员（包括技术员、施工员、机长）要求挂牌上岗，施工设备要求进行编号，主机塔架上标每m的刻度线（有反光标志），以便掌握钻入深度、复搅深度、复搅速度。
2、为保证施工完桩体的竖直度能满足设计或规范要求，在主机塔架上挂一重锤，通过钻机支腿的升降来调整主机塔架的竖直度，从而确保钻杆和桩体的垂直度。
3、检查机具
设备是保证施工质量的前提，进场的粉喷桩机必须达到以下要求：a、性能良好；b、机架稳定性良好；c、配备先进的称量工具和能自动打印喷粉量。根据总体设计计划进度，配备满足要求的机械设备并进行编号。施工前应委托计量部门对进场的每台粉喷桩机进行标定，合格者方可使用。
4、控制钻机速度
严格控制喷粉时的钻杆提升速度，确保每根桩的喷粉均匀性。如发生意外影响桩身质量时，应在12h内采取补喷措施，补喷重叠长度不小于1米，特别困难时以电流表读数明显变化为准。否则应重新打设，新桩距报废桩的距离不能大于桩距的15%，并填在施工记录中备查。
5、提升喷粉搅拌
在确认水泥粉喷至孔底后，以≤0.5m/min的速度反转提升，在提升的同时连续喷粉。当提升到设计停灰标高后，应慢速在原地搅拌1—2min。
结束语
在软基的路段创建市政的工程，当前面临的主要问题是软基处理。我国现如今采用的主要办法是借用高速公路中的软基处理。但是各种处理办法都有其使用范围，因此有一定的局限性。当前我国创设的中间软，两边硬的地基处理方法，有效的将袋装的砂井和堆载预压排水两者有效的结合起来，大大提升了管线地基的承载力。但是，仍然需要进一步的对其进行改造，创建更合理，更经济的市政工程的软基处理方法与施工方案。
参考文献：
[1]阳晓明.粉喷桩施工技术在高速公路软土路基中的应用研究[J].科技创新与应用，2017（7）：236-237.
[2]安智.粉喷桩施工技术在高速公路软土路基中的应用[J].华东公路，2017（5）：45-66.
论文作者:胡立峰
论文发表刊物:《基层建设》2019年第9期
论文发表时间:2019/7/29
标签：水泥论文; 钻头论文; 钻机论文; 粉体论文; 钻杆论文; 喷粉论文; 标高论文; 《基层建设》2019年第9期论文;