摘 要：本文就粉喷桩在道路软基加固处理中的应用进行了探讨，结合了具体的工程实例，对地基的处理方案作了有关的设计探究，系统阐述了施工工艺要求，并针对工艺性试桩、施工监理等方面展开了分析，以期能为有关方面的需要提供参考借鉴。
关键词：粉喷桩；道路软基；加固处理；应用
0 引言
当前，在软土地基上建设高速公路越来越频繁，要保证高速公路的建设质量，就要综合软土地基的特征和地理环境，采用合适的处理方法。目前，软基处理的方法通常有：化学加固法、深层密实法、换填垫层法、加固路基法、反压护道法、排水固结法等。而粉喷桩作为新型的软基加固处理技术，具有速度快、工后沉降小，且能够加大地基的承载力等优点，不仅可以最大限度的减少地基的下沉，还可以防止路基失稳，有效控制土体的侧向形变，在现代高速公路软基处理中被广泛应用。
1 工程概况及施工准备
1.1 工程概况
该公路地质情况较复杂，采用的粉喷桩软土路基处理是全线最大的重点和难点。该区属于软土路基，水位高，淤泥层较厚，路基加宽难度很大。采用何种软土路基处理方法，达到既能节省资金，又能保证路基工后沉降量最小、路基整体稳定性最优，是工程技术人员首先要考虑的问题。根据工程现场实际情况，借鉴其他公路的实践和研究，结合自身情况进行方案对比分析，确定采用粉喷桩的方法处理。
1.2 粉喷桩介绍
水泥粉喷桩是采用粉喷桩机成孔，用压缩空气将水泥粉输送到钻头，并以雾状喷射到加固地基的土层中。在设计深度范围内，用压缩空气将水泥粉与地基土强制搅拌均匀，通过水泥与土颗粒间的一系列物理化学作用和一定的时间历程，固化硬结成水泥柱状体，即水泥粉喷桩与原地基构成复合地基，达到加固软弱地基的目的。
1.3 施工机具的选择
粉喷桩施工机具主要有深层搅拌钻机、粉体喷射机、储气包、空压机、发电机、电缆、输灰管等组成。
为了保证施工质量，粉体喷射机必须配置重量计量装置，最好配置电子秤或电脑计量仪。
1.4 原材料的选择和保管
1.4.1 原材料品种的选择
目前用于粉喷桩施工的原材料以水泥干粉为主。从水泥土的强度规律来看，建议采用32.5#普通硅酸盐水泥，所有水泥材料进场前必须附厂家的自检合格证。
1.4.2 原材料的保管
原材料的保管分为阴雨天的保存和施工期水泥的管理。水泥是一种水硬性材料，其堆放场地一定要做好防渗、防雨、防潮工作，防止水泥硬化而无法使用，造成浪费。
2 地基处理设计方案
该地形较为平坦，地下水位1.50～2.10m。属泻湖、沼泽项的沉积环境，在表层之下，普遍发育着一层淤泥质亚粘土，该层为海相成因，于低能的水动力条件下沉积，其物理力学性质在纵横向上均有不同程度的变化。据钻孔一取样及室内试验，地层在取样深度内自上而下分成四层，地质勘探分析见表1。
2.1 粉喷桩固化材料室内配方试验
（1）地基土试验：天然含水量、界限含水量、塑性指数、密度、相对密度、颗粒分析、无侧限抗压强度、有机质含量、pH值等。
（2）水泥加固料试验：将用于施工的水泥取回样品，进行有关标号、细度、标准稠度、初凝、终凝时间、安定性试验及水泥3d、28d龄期的抗折和抗压强度试验等。
（3）水泥土试验：将取回的土样制成不同配比、不同龄期的水泥土试件进行恒温、恒湿养生，以备作抗压强度试验用。每一配比、每一龄期至少需要三组试件进行平行测定，养护结束后在实验室做不同龄期的无侧限抗压强度试验，根据试验结果提出合适的配比。土工试验结果详见表2。
2.2 设计方案
粉喷桩桩径50cm，桩距1.75m，梅花形布置，喷灰量60kg/m，桩体穿过软弱层，进入亚粘土层，7d龄期无侧限抗压强度≮660kPa，桩身90d龄期无侧限抗压强度≮1500kPa，复合地基承载力为160kPa。
3 施工工艺要求
（1）用于粉喷桩的水泥为32.5#普通硅酸盐水泥。
（2）选用的施工机具、设备应具有显示计量及速度档次的装置。在工程桩施工前必须通过室内配方试验的检验，并且根据地层、地质情况按设计配合比进行现场成桩工艺试验（可利用工程桩且不少于5根），以掌握对该场地的成桩工艺及多种技术参数，并经必要的检测和强度试验，以验证设计指导施工。
4 工艺性试桩
根据一般施工参数，共打设5根试桩。根据试桩的结果，粉喷桩施工影响因素主要有以下几方面：
（1）成桩下钻和提升速度；
（2）灰罐压力和气流压力；
（3）喷灰均匀程度。
5 施工过程中的监理
随着工艺性试桩工作的结束，监理工程师应立即要求承包人根据工程地质勘测报告和粉喷桩的设计、试桩资料编制施工组织设计，准备大面积施工，同时要求承包人建立完善的质量保证体系和措施，责任到人，使粉喷桩现场施工规范化。
6 现场施工质量检测
（1）取芯检验
施工28d后用钻孔方法连续钻取水泥土搅拌桩桩芯（全程钻取芯样），可检查桩体的强度和搅拌的均匀性，粉体喷射的连续性，同时选取不同位置的芯样制件做无侧限抗压强度试验。
（2）静荷载试验
施工28d后，通过静荷载试验确定单桩承载力。
（3）小应变动测法检验粉喷桩质量
a.用小应变动测法进行粉喷桩质量检测可以定性地检查粉喷桩的质量，结合现场钻孔取芯描述及标贯试验，缺陷判读位置与之基本吻合。
b.小应变动测粉喷桩的正常波速范围在1400～1700m/s之间，远小于混凝土桩的波速。
7 现场问题的防治与处理
（1）设计范围内未到达持力层
粉喷桩应穿透软弱土层到达强度相对较高的硬土层或称持力层，并深入硬土层50cm，持力层深度除根据地质资料外，还应根据钻进电流表的读数变化来确定。当钻杆钻进时电流表的读数明显上升，表明已进入持力层。
（2）施工过程中的夹层断桩问题
粉喷桩施工过程中易出现夹层断桩的问题，其产生的原因主要有：储灰罐内的水泥喷完后没有察觉，钻杆继续提升搅拌，而喷粉已中断。对于产生的夹层断桩情况，要求承包人应在12h内采取补喷措施。
8 问题探讨
（1）水泥用量
粉喷桩加固处理软土地基是由粉喷桩基与桩间土形成的复合地基，它是利用粉喷桩与桩间土共同承载地面以上的荷载。因此，不能将粉喷桩看成桥梁桩基而一味增大水泥用量。这样，虽然粉喷桩的强度有所增强，但它忽略了土体的承载能力，造成资源和经济的浪费。
（2）水泥喷入量
在施工图设计文件中，一般要求粉喷桩的水泥要均匀喷入。但是，从复合地基的荷载应力分析来看，越往地基深处其应力值越小，因此，水泥喷入量并不应强求上下一致，而是在保证水泥喷入总量一定的条件下，采用上多下少的方式将水泥喷入。
9 结语
综上所述，粉喷桩工期短、造价低、施工方便，加固效果较好，能够有效地减少地基总沉降量和不均匀沉降量。但是粉喷桩属于地下工程，对于事后的检测和施工质量的保障存在着一定的难度，因此，需要对施工过程进行全方位、全过程、全天候的严格管理，严保工程质量。
参考文献
[1]张志军、董政.粉喷桩在软基处理中的应用研究[J].西部资源.2012（06）.
[2]马骏.浅析粉喷桩的加固机理及其在公路软基处理中的应用[J].科技咨询导报.2007（22）.
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