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摘要：粉喷桩加固公路软基具有无振动、无噪声、无泥浆水污染、无大量废土外运、施工操作简单、成桩效率高、造价较低等优点，是一种值的推广应用的软土路基处理的办法。本文分析了粉喷桩加固软土路基机理
关键词：粉喷桩；软土路基；复拌
一、粉喷桩加固软土路基机理
粉喷桩加固软基属于深层搅拌法中的一种，它是利用压缩空气向软弱土层中输送石灰、水泥等粉状加固料，使其与原位软弱土混合、压密，通过加固料与软弱土之间的离子交换作用、凝聚作用、化学结合作用等一系列物理化学作用．使软弱土硬结成具有整体性、水稳性和一定强度的柱状加固土，它与原位软弱土层组成复合地基，提高软土地基承载力，减少地基沉降量。
粉喷桩在施工过程中对土体的振动或挤压使土体得到挤密，利用横向挤紧作用，提高了桩间土的强度和桩侧法向应力，使得桩侧摩阻力得到增加，桩体的承载力得到加强，使路基土粒彼此靠紧，空隙减少，提高复合地基的承载力，有利于满足路基压实度的要求。
水泥的各种水化物生成后有的自身继续硬化，形成水泥石骨架，有的与周围具有活性的粘土颗粒发生反应，形成水泥土的团粒结构，并封闭各土团间的孔隙，形成坚硬联结体。由于粉喷桩的刚度较桩周围土体大，在路堤填筑荷载作用下，大部分填土荷载由桩体承担，作用在桩间土的应力相应减少。
它适用于淤泥质粘土、淤泥亚粘土、粉性土、砂性土等各类软土地基的加固。经粉喷桩处理的软土地基，具有整体性、水稳性好，并成为有一定强度的复合体。
二、粉喷桩加固软土路基筑堤施工要点
（一）现场清理和平整
粉喷桩施工场地，首先应予以清理、整平，整平后地面坡度不得大于2%，整平高程应符合设计要求。路基两侧必须开挖排水边沟，保证粉喷桩施工期间施工现场不被雨水、农田水浸泡。在开挖表土后应彻底清除地表、地下的石块、树根等一切障碍物，并用轻型压路机进行碾压稳定后，测量地面高程报监理单位验收。对于原有的地下暗渠应予以重新开挖用素土回填。对于河塘地段可在清淤后在河塘底部填筑30~50cm素土，压实度不小于85%，在整平河塘后，粉喷桩钻机到河塘底进行施工，但具体施工方案应征得监理单位和业主单位的批准。
（二）测量和放样
粉喷桩施工前应按设计要求绘制每个施工段落的桩位平面图，并报监理单位审核。施工前每个段落应放完全部桩位后报请项目部、监理组复测，并用小木桩或竹片桩定位，且应做好醒目标记，便于施工中寻找。严禁边施工边放样，确保施工放样正确。桥头钻孔桩位置应留出，一般距钻孔桩外边缘1.0米，该范围内不允许进行粉喷桩施工。钻孔桩位由桥梁施工单位负责放样，项目经理部测量工程师复核并签认合格后才可以进行粉喷桩的施工。
（三）机械设备检查与原材料试验
对即将进场的粉喷桩机进行全面的安全与性能检查，对于有安全隐患的设备在为解决隐患之前严禁进入施工现场。
对现场的水泥等原材料进行试验工作，根据设计要求的无侧限抗压强度进行粉喷桩水泥用量的室内试配设计，并确定每延米桩体的水泥用量，或根据设计要求确定每米的喷灰量。
（四）下钻
启动搅拌桩机，钻头边旋转边钻进。为不致于堵塞喷射口，此时并不喷射加固材料，而是喷射压缩空气，可使钻进顺利，减小负载扭矩。随着钻进，准备被加固的土体在原位受到搅动。
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（五）提升钻头并反转
在提升过程喷粉搅拌，通过粉体发送器将水泥粉喷射入搅拌的土体中，使土体和水泥沿深度方向充分拌和。要根据地质情况，决定提升速度，以得到较均匀的水泥土桩，提升速度应根据试桩参数确定。
提升速度：当钻头提升到距地面30～50cm时，发送器停止向孔内喷射粉料，成桩结束。这时由于装置的回路是封闭的，粉体不会向空中喷射和飞散。在向土体喷射过程中的最后阶段，在搅拌钻头距地面30cm处停止喷粉，粉粒不会溢出地面。一般在设计桩桩长作为破除桩头用。
（六）复拌
停止喷粉，钻头边搅拌边钻进，直至设计深度的1/3处，再边提升边反向旋转，使土体和粉体充分拌和，土体被充分粉碎，水泥粉被均匀分散在桩土中，复拌的深度一般为设计桩长的1/3，复拌是保证成桩均匀和提高桩体强度的有效措施。
三、粉喷桩施工过程中质量控制措施
（一）桩长按进入持力层控制
粉喷桩宜尽量打至持力层上（一般控制为qc=800kpa），并且进入持力层50cm左右。在施工过程中，桩底设计标高往往与持力层并不一致，施工单位容易出现桩长以设计标高控制的现象，如在桩尖下尚留几米软土，则会有较大的工后沉降量，故粉喷桩实际施工桩长应按进入持力层控制。判别是否进入持力层的方法可由钻机钻到最深时的下钻速度和电流表的读数来判定，这两个参数是在工艺试桩时确定。
（二）粉体计量控制
粉喷桩的质量好坏与水泥掺入量的多少及喷粉的均匀性有直接的关系，因此，如何来计量粉体是控制的关键。目前一般较为常用的是电子称重法与钻机深度相结合的计量装置，它能在记录上反映深度、相对应每延米的喷粉量、总灰量等。粉体计量控制主要应注意以下两点：一是要保证喷粉的均匀性，关键是掌握好钻头的提升速度；二是从开始喷灰到钻头处出灰有一定时间，钻机钻至桩底后，必须预喷停留一段时间，方可提钻。
（三）复搅拌控制
为了确保搅拌的均匀性，施工时要严格掌握好钻机提升速度、搅拌叶旋转速度等，并应尽量采用全桩复搅以保证质量。当桩长较长、土体天然含水量较高、粘性重时，应采用“二喷二搅”的施工工艺，即：钻进―钻至桩底后慢档提升、喷灰、搅拌至停灰面―钻进、复搅复喷至桩底―提升、搅拌至停灰面―移位。防止出现“沉桩”现象。
（四）粉喷桩的质量检验
喷粉桩工程质量检查及路基强度检测，目前按以下方式进行：
1、桩成型的开挖观测
对挖出的桩体进行直观检查，检查其桩位、桩径是否应符合设计要求，检查喷搅的均匀程度。
2、资料检查
即对施工记录的检查，以复检桩端和停灰面标高、喷粉量是否符合设计要求，检查施工时是否发现异常现象等。
3、桩体强度检测
目前粉喷桩的成桩质量检验方法有：静荷载试验、N10轻便触探试验、N63.5标准贯入试验（简称标贯）、桩身抽芯检查及挖验等。其中：静荷载试验可靠、直接，但试验时间长、操作繁琐、费用较大；N10轻便触探简便，但通常只能作桩顶以下5m以内的检验，无法检测全桩的质量；挖验也只能检查地面下1～2m的桩身情况。
参考文献：
[1]刘观仕.高速公路软土路基拓宽粉喷桩处治方案分析与验证[J].岩石力学与工程学报，2008年2期.
[2]欧彩云.粉喷桩处理软土路基的现场试验研究[J].中国水运（下半月），2014年1期.
论文作者:周乐木,曾建华
论文发表刊物:《基层建设》2015年27期供稿
论文发表时间:2016/3/22
标签：土路论文; 水泥论文; 钻头论文; 钻机论文; 均匀论文; 河塘论文; 荷载论文; 《基层建设》2015年27期供稿论文;