水泥粉噴樁處理軟土路基設(shè)計與施工分析

陳　夢　龔　浩　王　雋　曾　艷

摘要 本文分析了水泥粉噴樁法處治軟土地基的作用機理及施工工藝、施工注意事項等，通過室內(nèi)試驗確定了最佳水泥劑量，為水泥粉噴樁施工提供了有利的條件。

關(guān)鍵詞 軟土地基；水泥粉噴樁；施工工藝

中圖分類號 U416.1 文獻標(biāo)識碼 A 文章編號 1674-6708（2009）04-0048-02

0 引言

道路跨越的地域比較廣闊，很多道路修建要經(jīng)過軟土地區(qū)，由于軟土路基天然含水量、天然孔隙比較大，使路基承載力不能滿足正常使用要求。通過水泥粉噴樁處理來提高軟土路基的承載力，樁體強度即水泥土強度與水泥水化物中的水化硅酸等水化物（CSH）的反應(yīng)產(chǎn)生膠結(jié)物質(zhì)，從而減少天然土孔隙比的效果，同時降低地基土的含水量，達到提高地基承載力的作用。

1 基本原理

水泥粉噴樁處理軟土路基的作用原理是利用水泥( 或石灰) 等材料作為固化劑，通過攪拌機械，在地基深處就地將軟土和固化劑( 粉體) 強制攪拌，發(fā)生一系列物理—化學(xué)反應(yīng)，使軟土硬結(jié)成具有整體性、水穩(wěn)性和一定強度的水泥加固土來提高路基強度和增大變形模量。

2 水泥摻量的設(shè)計

2.1 強度條件

根據(jù)設(shè)計要求粉噴樁固化劑采用R32.5 號普通硅酸鹽水泥，分別添加3%、4%、5% 的水泥做為固化劑，測定水泥土的無側(cè)限抗壓強度見圖1。

2.2 加固土室內(nèi)試驗使用條件

由于工期較緊，無法采用90d 齡期的無側(cè)限抗壓強度值進行設(shè)計與施工，因此，按7d 齡期試驗成果確定水泥摻入比進行施工。

2.3 土樣采集

我們選取有代表性位置進行鉆孔取不同層面天然土樣，進行了物理性質(zhì)實驗。實驗結(jié)果見表1。

2.4 摻量試驗

通過室內(nèi)45kg/m、50kg/m、55kg/m、60kg/m、65kg/m進行了試驗，隨著水泥摻量的增加、試件強度明顯提高。但水泥劑量的過高，不但影響到工程的經(jīng)濟造價，而且水泥劑量的偏高會導(dǎo)致軟土路基的強度，最后確定選用50kg/m 的摻量是為比較經(jīng)濟的選擇。

3 粉噴樁施工

3.1 關(guān)鍵技術(shù)

粉噴樁施工的關(guān)鍵技術(shù)是噴粉，即將粉體用空氣壓縮機械輸送到鉆頭并射到土層中，噴粉的過程直接影響到成樁的質(zhì)量。噴粉一般在噴氣后進行，其操作程序是：開通噴粉球閥和蝶閥、關(guān)閉噴氣閥，按下無級變速器電機啟動按鈕，使旋轉(zhuǎn)供料器運料到噴射管，噴入土層。

3.2 操作方法

1) 對正樁位，調(diào)平樁機機身，保證樁的垂直度，啟動主電機下鉆，待攪拌鉆頭接近地面時，啟動空壓機送氣，繼續(xù)鉆進。鉆到設(shè)計孔深時，停止鉆進，鉆頭反轉(zhuǎn)，但不提升。實際工作中，鉆孔深度D 由深度尺盤按D=H+a1+a2 確定，其中H為設(shè)計深度，a1 為攪拌鉆頭噴射口與地面齊平時深度尺盤的讀數(shù)，a2 為機身調(diào)平后，樁

機橫移槽距地面的高度。

2) 打開送料閥門，關(guān)閉送氣閥門，噴送粉料。確認(rèn)加固粉料已到樁機后，提升攪拌鉆頭。為了更好地控制成樁質(zhì)量，一般要慢慢提升。提升到設(shè)計標(biāo)高時，停止噴粉。打開送氣閥，關(guān)閉送料閥，但空壓機不要停機，攪拌鉆頭提升到樁頂，停止提升，在原位轉(zhuǎn)動2min，以保證樁頭均勻密實。

3) 攪拌鉆頭在鉆至設(shè)計樁底深度時進行第二次攪拌，將攪拌鉆頭提出地面，停止主電機、空壓機，填寫施工記錄。

3 注意事項

1）每根樁完成后及時檢查用灰量，不滿足設(shè)計要求時應(yīng)及時復(fù)打，復(fù)打時灰量不小于設(shè)計噴灰量，如出現(xiàn)機械故障噴粉中斷，必須復(fù)打，重疊長度應(yīng)大于2m。

2）嚴(yán)格控制噴粉提升時的速度和復(fù)攪速度，嚴(yán)禁尚未噴粉時提升鉆桿。

3）貯灰罐容量應(yīng)超過一根樁用灰量，確保一個樁身的一次性完成。

4）鉆頭使用一段時間后應(yīng)檢查其尺寸，保證打出樁徑尺寸符合規(guī)范要求。

5）保證水泥質(zhì)量，防止斷塊。

4 質(zhì)量檢測

1）粉噴樁的質(zhì)量控制要貫穿于施工的始終。

2）施工過程中必須隨時檢查加固料用量、樁長、復(fù)攪長度及施工中有無異常情況，記錄其處理方法及措施。

3）成樁7d 內(nèi)淺部開挖樁頭，其深度宜為0.5m，目測攪拌的均勻性，測量成樁直徑，檢查頻率為10%。

4）在成樁7d 內(nèi)采用輕便觸探儀檢查樁的質(zhì)量，觸探點應(yīng)在樁徑方向1/4 處，抽檢頻率為2%。

5）成樁28d 后在樁體上部分別截取3 段樁體進行室內(nèi)樁身無側(cè)限抗壓強度試驗，檢查頻率為2‰，每一工點不少2 根。

6）成樁28d 后, 按1‰頻率或每一工點不少于2 根采用鉆孔取芯法對其進行終檢。

7） 樁距偏差不大于10cm，有效樁長偏差不大于±10cm，樁頂標(biāo)高偏差不大于±5 cm，樁垂直度偏差不大于1.5% 均滿足要求。

5 檢驗分析

1) 外觀檢查：加固結(jié)束7d 后，開挖樁頭50cm。結(jié)果為：外觀整齊、攪拌的均勻性很好、直徑一般為510mm ～ 540mm。

2) 無側(cè)限抗壓強度試驗：成樁28d 后在樁體上部分別截取3 段樁體，檢查頻率為2‰，進行室內(nèi)樁身無側(cè)限抗壓強度試驗。試驗結(jié)果表明：樁身水泥土的噴灰量都滿足了設(shè)計要求，樁體強度大。

3) 加固處理線路開通運營6 個月，路基及基底一直很穩(wěn)定，沒有出現(xiàn)下沉及裂縫等現(xiàn)象。表明采用粉噴樁加固軟土地基的效果是很好的。

6 結(jié)論

粉噴樁處理公路軟土地基是當(dāng)前常用方法之一，粉噴樁處理軟土路基具有施工方便、施工工藝簡單、工序單一、地基加固見效快、施工工期短等優(yōu)點。

參考文獻

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