试论公路软基处理中粉喷桩施工技术的应用及质量控制

摘要：随着社会经济的迅速发展。我国公路事业也在不断进步，粉喷桩施工技术作为公路软基处理中的重要施工技术，提高其技术水平，对公路软基处理具有重要意义。本文主要对公路软基处理中粉喷桩施工技术的原理、特点、应用及质量控制进行了分析，以期为提高公路工程软基处理提供强有力的保障。

关键词：公路软基处理；粉喷桩施工技术；原理；特点；应用；质量控制

一、粉喷桩复合加固技术的原理及特点

1、粉喷桩复合加固技术的应用原理

粉喷桩也被称作加固土桩，是通过深层搅拌的方式加固路基的一种技术。作为新型饱和软粘土路基加固的方式，深层搅拌技术选用的固化剂主剂主要是水泥、石灰等材料，在充分搅拌固化剂与软土时，将会在这两种物质之间产生各种化学效应，以此对软土的整体性、水稳性进行有效增强，进而达到符合施工条件的强度。粉喷桩进行软基搅拌处理时主要选用的是粉体状固化剂，其水泥在软土中喷入的量与路基处理的效果有着直接的影响，在施工现场会受到各种施工因素的限制，如土质的特性及施工现场的环境等，因此提高桩体的强度比和水泥产量比会出现一定的差距。在掺入水泥时，必须控制好用量，必须太少或太多，如果掺入的水泥量太少，就会导致水泥和土体颗粒之间的具有较差的反应，就不能达到预期的固化效果。通常情况下，将其掺入水泥的比例控制在5%以上。

2、粉喷桩复合加固技术的特点

与其他软基处理技术相比，粉喷桩复合加固技术不仅具有低成本、施工流程简单、应用范围广等优势，还具有以下几个特点：首先，在粉喷桩加固技术施工中主要采用吸收水分好的水泥进行固化剂的制作，这样就可以加快固化反应的实现，在后骨节处理中具有较好的效果，这种施工技术对浆喷柱的桩体承载力要高出许多。其次，粉喷桩和周围土体发生作用形成的复合路基，在加固土体中只有0.6%的压缩量，这种技术具有较强的承载力和较高的复合变形模量。再次，粉喷桩复合加固技术在施工过程中具有较小的噪音污染、振动量也很小，这样就不会影响到附近的环境及建筑。最后，这种技术可以对路基的沉降量进行科学有效地控制，基于此，土体在加固后不会出现密度改变的现象，更不会产生土体重量加大情况下进行加固，其沉降量也随之增加的情况。

二、公路软基处理中粉喷桩施工技术的应用

1、粉喷桩的施工准备

粉喷桩施工是通过带三叶片的涡轮钻头将水泥粉和粘土进行强制拌和，从而达到提高地基承载力的目的。首先，粉喷桩施工前应准备下列施工技术资料：施工场地的工程地质报告，粉喷桩设计桩位图，原地面高程数据表，加固深度与停灰面高程以及测量资料等。其次，场地平整、清除障碍。如场地低洼，应回填粘性土；施工场地不能满足机械行走要求时，应铺设砂土或碎石垫层。压实度不小于85%。若地表过软，则应采取防止机械失稳措施。再次，施工机具准备，进行机械组装和试运转。最后，粉喷桩的施工工艺根据设计要求的配合比和实测的各项施工参数通过试桩来确定。试桩10根，通过试桩来确定钻进速度、提升速度、搅拌速度、喷气压力、单位时间喷粉量等。粉喷桩所用的水泥应符合设计要求，并有产品合格证，并经室内检验合格才能使用。

2、粉喷桩试桩作业

粉喷桩正式施工前要先进行成桩试验，水泥掺入比参考值为48-50kg/m。粉喷桩施工前应做好加固土室内试验，根据设计要求的无侧限抗压强度，按7天龄期的试验成果求出合适的掺入比，7天龄期抗压强度不小于1100KPa。以确定：要穿过软土层的实际深度，了解各软土的阻力，以确定钻进及提升速度和喷粉量。在实际工作中根据其抽芯质量情况发现，对含水量较大的软土，提升速度要慢，风量要大才能保证成桩质量；对砂层，特别是粗砂层，提升速度应较淤泥层快，风量应较淤泥层的小。

3、粉喷桩施工工艺

（1）钻机国产的粉喷钻机已能完全满足施工需要，粉喷桩钻机处理直径一般为50cm。处理的深度一般小于18m，能顺时针和反时针双向转动，速度一般为28、50、92转/分钟。能够通过液压系统自行行走，纵向能行走1.2m，横向行走0.5m。

（2）粉体发送器是控制粉喷含量的重要部件，利用空压机的压缩空气，通过阀门调节气压大小。发送器中的螺旋叶片控制出粉量，这个出粉量的控制是按照设计要求，通过试验确定。由喷出粉量和钻机的提升速度来控制。现在有的喷粉钻机配备了电子计量系统和提升速度相配合，更加一步精确粉体计量，以达到设计要求。空压机是钻机中喷粉的动力。应按照钻入的深度，配备合适的型号。保证压力的充足。

（3）钻头利用叶片搅拌的过程，使粉体和软土充分混合均匀。钻头在反向提升时，对粉喷桩中的混合料起到挤密作用，加大桩中的密实度。

（4）根据设计测量放线确定桩位，清除桩位附近的杂物，平整场地，给钻机清理出工作面。按照设计的桩位，将钻机就位，调整顺直度，测量好标高。开启钻机，输送着压缩空气不加入粉料，防止喷粉口被土堵塞。钻到设计高程时，停止钻进。开始提升钻头，在提升的过程中加入粉料搅拌，当钻头至地面30cm时，停止加入粉料。然后在进行搅拌一次。

三、公路软基处理中粉喷桩施工的质量控制

粉喷桩是水泥与地基土的搅拌产物，天然地基土的性质、水泥剂量、搅拌机械性能与工艺等几方面将综合影响成桩质量（强度与均匀性）。粉喷桩的质量关键在于每根桩都有足够的粉喷量以及喷粉与搅拌的均匀程度。这首先要解决机具问题，同时严格管理成桩操作。

1、施工过程中的质量控制

施工过程中，应严格控制喷粉和停粉时间，每根桩开钻后应连续作业，不得中断喷粉，以确保喷粉连续性，严禁在尚未喷粉的情况下进行钻杆的提升作业。随时检查施工记录，确保水泥喷量达到设计要求。储粉罐内的储灰量不应少于500Kg，若储粉量小于上述重量时，不得进行下一根桩的施工。

2、成桩后质量检查

开挖检查：最后一根成桩7天后，进行基坑开挖，基坑开挖要人工进行。对搅拌桩头小心清理。观察桩顶质量，粉喷桩搅拌均匀，桩位、桩径、桩数符合设计要求，桩体水泥土胶结坚硬，按径高比为1，取桩体进行无侧限抗压强度试验。取芯检查：对桩进行取芯及轻便触探检查。从测试结果可以看出，粉喷桩桩顶较松散，强度偏低，一般在0～1.5米内均呈松散团块状。1.5～6.5米处桩强度较高，桩质量均匀。这是因为在成桩过程中，当提升杆开升将近地表时，因侧向土压力较小，造成搅拌质量较差，因此确定采用深层搅拌法处理的工地，其场地整平标高应比设计确定的基底 标高再高出0.5米。

四、结束语

综上所述，在公路工程软基处理中广泛应用粉喷桩处理技术，不仅可以缩短工期、降低工程沉降度，还可以为整个工程施工提供便利。目前我国公路软基处理中，还存在管理力度不足、技术水平低等问题，为有效提高公路工程软基处理效果，施工企业必须选用行之有效的管理方式，提高粉喷桩施工技术，加大质量控制力度，严格按照施工规范进行科学合理地施工，只有这样才能推动企业的不断进步及迅速发展。

参考文献：

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[2]林维江，隋孝民，粉喷桩在地基处理施工中的控制[J]，铁道勘察，2008（04）

[3]鲍德志，浅谈粉喷桩应用于公路施工的监理措施[J]，黑龙江科技信息，2009（04）

[4]王中仓，王福平，水泥粉喷桩处理软土地基施工控制[J]，科协论坛，2009（04）

作者简介：王全勤，女（1982-3），河南南阳，本科，研究方向：交通工程.

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