粉喷桩在软基处理中施工控制

粉喷桩在软基处理中的施工控制
摘要：粉喷桩是进行软基处理的一种有效形式，本文结合郑民高速公路开封段土建2标粉喷桩处理软基的施工实践，总结介绍了粉喷桩应用于高速公路软基处理的施工准备、施工工艺、施工控制、质量检验等控制环节。

关键词：软基处理；粉喷桩；施工
1粉喷桩固结原理
粉喷桩是利用水泥粉体作为固化剂，通过专用的粉喷特制搅拌机械用压缩空气将粉体喷到软弱地层中，在地基深部就地将软土和固化剂强制拌和，通过水泥的水解化作用，产生物理和化学反应将软土硬结而提高地基强度。

这种方法适用于处理软土，处理效果显著，处理后可很快投入使用。

对快速提高软土地基承载能力，减少地基沉降量有明显效果。

水泥加固体的强度取决于被加固土的性质，如含水量，有机质含量等，以及水泥的标号、品种、掺入量等。

2 使用范围和特点
粉喷桩适用于粘性土、粉土、淤泥质土、杂填土以及天然含水量大于30%的软弱地基加固处理，在高填方路段和桥头连接处或者深度在10米以内的软基效果更为明显。

粉喷桩加固软土地基与其他形式的地基加固处理有着以下特点：①采用钻头搅拌钻进成孔，对地基及附近建筑物扰动小，噪音小、污染少，无需排污；②以粉体做固结料，利用地基内水分水化反应，增强了地基符合承载力，固结效果好，地基不需预压即可得到较高的地基复合强度；③施工
作业简便，配套机械操作简单，施工速度快，可显著缩短工期
3 工程概述
本标段为郑州至民权高速公路开封段土建二标，本标段走线属黄河冲积平原，浅层为亚粘土和亚砂土，厚度大，地下水位高，呈软塑状，并夹有多层流塑状中高压缩性粘土和亚粘土，属软弱地基土。

除此外，浅层土中还有饱和亚砂土和砂土可能液化层，液化判定结果，多为液化土，其埋深多在5-6米。

设计对软弱土地基采取粉喷桩加固处理。

本标段开封南互通式立交e匝道桥桥头地基处理也采用粉喷桩，桩径：50cm。

桩长：单根长度为12m均要求全部穿过软塑土层，桩底应达到持力层内，桩距：按正三角形布置，施工的水泥为大于32.5级的普通硅酸盐水泥，桩体水泥掺入量不小于50kg/m。

桩身强度：90d龄期无侧限抗压强度不低于1600kpa，处理的目的是为了减小路基工后沉降量，保证路基稳定，解决桥头与路基衔接处跳车病害。

根据e匝道桥位处的地质钻探资料显示，粉喷桩依次穿过的地层分别是粉砂、粉土、粘土、粉质粘土、到达细砂层。

设计采用粉喷桩处理里程为ek0+362.2～ek0+387.2，ek0+499.8～ek0+524.8，共计处理长度50m。

粉喷桩共计916根。

4粉喷桩的施工经过
施工前为了确定钻进速度、提升速度、提升时的管道压力及喷灰时管道压力等技术参数以及掌握水泥搅拌的均匀程度，掌握下钻及提升的困难程度，确定合适的技术处理措施首先进行了试桩，
试桩经室内配合比设计采用425#普通硅酸盐水泥，其参入量为每延米53公斤，试桩在2010年5月21日上午8:30开始，桩机采用二台ph-5a型，喷灰空压机采用3w1.6/10型设备。

试桩9根，试桩长12.5米，复拌3米，桩头预留50厘米，下午13:20结束。

2010年6月7日聘请河南省交院工程测试咨询有限公司对成桩进行了检测，检测方法主要是对桩身采用钻孔取芯，取芯范围为桩身上部3米，现场观察描述其芯样及钻进情况，并取代表性芯样做无侧限抗压强度，经试验有3根桩芯样完整性不好，水泥喷粉不均匀。

经分析认为电流值与提升速度控制不好，水泥用量偏小，因此增加实际掺灰量到每延米55公斤，调整电流值与提升速度。

2010年6月20日开始施工，7月25日结束，施工结束经河南省交院工程测试咨询有限公司对成桩按密实度抽查5%进行检测，合格率100%，优良率92.5%。

符合质量要求。

5施工工艺
5.1工艺流程
桩位放样→钻机就位→检验、调整钻机→正循环钻进至设计深度→打开高压喷粉机喷灰→反循环提钻搅拌→至工作基准面以下0.3m→重复搅拌下钻并喷灰至设计深度→反循环提钻至地表→成桩结束→施工下一根桩。

5.2测量放样
依据坐标高程系及路基中桩进行粉喷桩桩位的放样，放样时根据设计图纸及路线中桩、控制桩，按图纸要求布置桩位，现场用钢
卷尺结合全站仪定出每一根桩的桩位，用竹签插入土层标定位置，桩位偏差不得大于5cm，并绘制桩位点状布置图，对桩位进行编号。

5.3工艺性试桩
试桩的目的是提供满足设计要求喷粉量的各种操作参数，通过试桩可确定施工工艺参数有：管道压力，灰泵压力，钻进深度、钻进速度、空压机的压力范围、喷粉搅拌的提升速度、水泥用量、重复搅拌速度的参数，确定下钻和提升的难易程度。

本次试桩确定的施工工艺参数为：
⑴钻进速度0.5-0.8 m/min
⑵提升速度0.5-1.2m/min。

⑶原位土搅拌次数大于25
⑷水泥掺入量55kg/m，
⑸搅拌转速 30-80 m/min
⑹送灰管内的空气压力为0.3~0.5mpa。

5.4钻机就位
钻机按放线位置准确就为后，用经纬仪测定钻机的垂直度，钻机架上必须设置标准的刻度尺。

5.5开钻
钻机就位后，开始送气，钻进。

钻机深度有钻机上的标尺来控制，达到设计深度停钻。

5.6喷粉
钻至设计深度停机后，可开始喷粉约3秒中后提升钻杆，水泥
从料罐经送灰口开始喷灰，严禁在没喷灰情况下提升钻杆。

在提升时要严格注意灰罐压力，在地面以下3米的压力应控制在0.25-0.3左右，并留意喷粉计量器是否有规律的变动，如发现管道不畅，灰罐压力增大，说明钻头的送灰孔可能堵塞，必须进行处理。

而且送灰时不能间断，提升要匀速，以保证混合料的均匀性。

当钻杆提升到距地面0.3米时可停止喷粉。

5.7复拌
钻杆提升到距地面0.3米时停止喷粉，接着可进行复拌，复拌深度一般不小于设计桩长的三分之一，且不小于5米。

6 施工质量控制要点
6.1人员：实行岗位责任制，做到定机、定人、定岗、定责。

每处施工现场确定一名机长，制定详细的操作手、机长、自检人员岗位责任制。

对现场施工和质检人员进行培训，从干部到职工都强化质量意识，凡参加粉喷桩施工的人员上岗前首先要了解、掌握、重温有关施工技术规范，明确岗位责任，做到未经培训不得上岗。

充分发挥质检人员对工程质量的控制作用，对成型后的每根桩实行施工队、项目部全过程工地自检，全部合格后方可报请监理组抽检。

6.2 设备: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。

6.4 材料:只有合格的材料才能保证合格的工程，施工中建立健全材料管理台帐，施工中使用的水泥应经过检验合格后方可进场，
进场后的水泥应按批进行报检，报请监理工程师抽检合格后方可投入使用。

水泥要堆放在高处，且下面应离地面约20cm，使下面有良好的通风效果，堆放水泥的场地四周要排水畅通，保证阴雨天气无积水现象
6.5施工场地:施工场地应平整，不得有积水，在施工段两侧要有排水设施。

平面上的布桩位置要清晰可辨，桩位要准确。

6.6、粉喷桩机上要有明显的反光标记，标记的刻度要经现场监理认可。

夜间施工要有照明设施，使钻架上的标记刻度清晰、醒目。

6.7机械操作要熟练，喷粉要均匀，水泥剂量及复搅深度应满足要求。

喷粉时最好一次性喷足喷粉量。

对于桩长较长的桩，应采取措施，保证桩身下端每米的水泥剂量达标。