粉喷桩论文：粉喷桩在水闸软地基施工中的应用探讨

粉喷桩论文：粉喷桩在水闸软地基施工中的应用探讨
【摘要】合理的施工方案，严格的施工过程控制，是保证施工质量的关键所在。

作为水利基础设施，水闸直接关系着民生大计。

本文结合实例，就粉喷桩在水闸软地基施工中的应用进行了探讨，以供类似工程参考。

【关键词】粉喷桩；水闸；软地基；施工控制
0.前言
水闸通常建在河道、渠道及水库、湖泊岸边，具有挡水和泄水功能。

水闸多数是低水头水工建筑物，挡水高度一般不超过15m，上下游最大水位差一般不大于10m。

众多水闸的修建，在防洪调度、排除涝水、农业灌溉、水产养殖、城镇工业和居民生活供水等方面发挥了巨大作用，属于不可缺少的水利基础设施。

1.软土地基上水闸设计和施工时应解决问题
1.1选择适宜的闸址。

1.2选择与地基条件相适应的闸室结构形式，保证闸室及地基的稳定，做好防渗设计，特别是上游两岸连接建、构筑物及其连接部分，要在空间上形成防渗整体。

1.3做好消能、防冲设计，避免出现危害性的冲刷。

1.4选择适合的软基处理和施工方法，高质量的完成闸基施工。

在水闸施工中对软基处理的方法有很多，如钢筋砼灌筑桩、碎石振冲桩、粉体桩等，每一种处理方法都有自己的特点，本文结合实例，就粉喷桩在水闸软地基施工中的应用进行了探讨，以供类似工程参考。

2.工程概况
珠海市某水闸重建工程，担负着防洪潮、排涝、灌溉、供水、航运及连接两岸交通等任务。

工程由水闸、交通桥和管理区房屋建筑物三大系统组成。

主体结构由5孔净宽10m 的水闸组成，其中左岸边孔为300t级通航孔，闸室总宽度59．6m，左右岸设护岸混凝土挡墙，上下游设消力池、防冲槽等消能结构。

工程地质条件：闸址位置表层为淤泥，以下为牯土与砂砾层。

其中表层淤泥层深度达15.7～26.6m，含水量高(52.5～97.2%)，孔隙比大(61.o%～73.7%)，压缩性大(压缩模量0.91～2.10mpa)，力学强度低(无侧限抗压强度0.8～1.2mpa，凝聚力i～9mpa，内摩擦角1°10′～3°2o′)。

本工程的水闸、空箱、挡土墙、防洪堤等结构物采用粉喷桩加固软基，喷粉深度直达更新世牯土和砂砾层组成的持力层，平均处理深度约18m。

3.粉喷桩设计要求
3.1桩径￠ 500，桩距8oo～1200mm(密排双桩桩距
400mm)，桩长15～19m，按梅花形、正方形、圆弧等距、矩形、密排双桩等形式布置。

3.2采用水泥作固化剂，水泥采用金旺牌425r普通硅酸盐水泥，喷粉强度55kg/m，水泥掺入比约15.6％。

3.3单桩桩身无侧限抗压强度为1.50mpa(90天龄期)。

4.粉喷桩施工工艺
4.1粉喷桩施工程序
本工程中采用gpp-5型深层搅拌机，配备pj4—1型喷粉记录仪、2m3空气压缩机、储粉罐、刮灰器等。

施工前应根据所用的材料，按设计要求的配合比在现场做2～3根成桩试验，确定钻进速度、提升速度、搅拌次数、压缩空气压力、喷粉量等要素。

粉喷桩施工必须作好施工流程控制，严格按图1工艺流程进行施工。

4.1.1就位对中：平整场地，测量放样，桩机安装就位、对中。

4.1.2预搅下沉：启动搅拌钻机，钻头正向旋转，按试验确定的参数下沉到设计孔底标高后停钻。

为了不堵塞钻头上的喷射口，钻进过程中只喷射压缩空气。

4.1.3喷粉搅拌提升：启动搅拌钻机，反向旋转提升钻头，开启pj4—1型喷粉记录仪和灰罐控制阀门，在原地搅拌约60s后，等加固料到达喷粉口，再按规定档速边喷粉
(35～40kg/m)，边提升5～6m 。

4.1.4重复搅拌：桩机喷粉搅到5～6m后，关闭灰罐阀门。

将钻头搅拌下沉至第一段开喷标高，然后边喷粉(20～15kg/m)边复搅边提升5～6m。

提升5～6m并喷粉(35～
4okg/m)。

4.1.5往复双循环喷搅：关闭灰罐阀门，将桩机搅拌下沉至第一段开喷标高，重复上述2～5步骤往复双循环喷搅至桩顶。

4.1.6当钻头提升至高出桩顶40～50cm时，发送器停止向孔内喷射粉料，桩柱形成，将钻头提出地面。

4.1.7钻机移位：移动桩机至新孔位重复以上的过程进行下一根桩的施工。

4.2粉喷桩质量控制要点
4.2.1钻架必须保持竖直，桩体的垂直度偏差应≤1%，桩位偏差应≤5cm。

4.2.2施工前应根据地质条件，充分结合土层的含水量、粘土粒含量、密度、压缩系数、塑性指数、松散程度、土层厚度、地下水埋深等物理力学性质，按设计要求的配合比在现场做2～3根成桩试验，合理确定钻进速度、提升速度、搅拌次数、成桩时间、喷粉量等要素。

4.2.3粉体的喷射长度应比设计桩顶标高高出40～
50cm，待桩体达到一定强度(一般为成桩后25～30天)，再将多余桩体截除。

4.2.4搅拌钻头下搅到桩底标高时，宜在原地喷粉搅拌60s后再往上提升，当喷粉即将到设计标高时，宜停止提升并搅拌30s，以保证桩头的均匀密实。

4.2.5每根桩的桩体制作应连续，不得在喷粉过程中间歇中断。

若因故停顿，第二次喷粉接桩时，其喷粉重叠长度应≥1m。

4.2.6钻孔时应把握钻进速度，不宜过快，确保使原位土搅拌后疏松透气。

提升钻头时应均匀慢速，尽量达到均匀搅拌，保证掺入料与原位土充分混合。

4.2.7粉喷桩应自然养护14天以上方可进行基坑开挖。

4.2.8施工过程中应有专人负责记录所有粉喷桩的桩号、成桩时间、设计桩长、实际桩长、设计桩径、实际桩径、固化剂实际喷入量、桩底标高、桩顶标高等。

成桩时间必须按制桩程序(钻进、提升、复搅)详细记载，时间记录误差应≤5s，桩长记录误差应≤5cm。

4.2.9粉喷桩在成桩后7天内用轻便触探仪钻取桩身加固土样，观察搅拌均匀程度，检验桩的数量应不少于完成桩数的2%。

4.3检测结果
4.3.1施工过程中，浅部开挖成桩桩头(深度约50cm)，检查桩头直径均＞55cm，桩体外观整齐，灰土搅拌均匀，纵向无裂缝，符合设计要求。

4.3.2成桩后7天采用轻便触探仪(n10)检查桩的质量，触探点在桩顶桩径方向1/4处，贯入10cm 的击数n10均＞10击。

4.3.3经桩身静载、抽芯及动测检验表明：单桩地基承载力、复合地基承载力均达到设计要求。

桩体均匀完整，桩体长度均符合设计要求。

5.结论
水阐作为蓄水和排涝建筑物，在现今社会中的作用越来越大，施工质量的好坏，不仅关系到人民的财产和生命安全，也是地方经济发展的保证。

粉喷桩加固技术成本低、工效快，曾大量运用于铁路、建筑工程地基加固，但对于水利工程的运用较为少。

本文通（下转第33页）（上接第31页）过粉喷桩加固技术成功运用于水闸软基处理实践，可供今后类似工程参考。

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【参考文献】
［１］薛殿基主编．粉喷桩设计与施工[m]．河南科学技术出版社，l997．。