粉噴樁施工技術(shù)在高速公路軟土路基中的應(yīng)用研究

陽曉明

摘 要：在高速公路施工中，軟土路基是施工質(zhì)量的重要保障，要加大對(duì)軟土路基的重視程度。粉噴樁施工技術(shù)是在軟土路基中應(yīng)用比較廣泛的技術(shù)手段之一，可以有效提升軟土路基的堅(jiān)實(shí)性和穩(wěn)定性。文章主要針對(duì)粉噴樁施工技術(shù)在高速公路軟土路基中的應(yīng)用探究展開深入的分析，并提出幾點(diǎn)針對(duì)性的建議、對(duì)策，以供相關(guān)人士的參考。

關(guān)鍵詞：粉噴樁施工技術(shù)；高速公路；軟土路基；應(yīng)用研究；建議

粉噴樁施工技術(shù)是一種新興的施工技術(shù)，具有高效率、高速度的特點(diǎn)，在高速公路軟土路基中得到了廣泛的應(yīng)用，發(fā)揮著重要的作用與優(yōu)勢(shì)，已經(jīng)得到了越來越多人的重視、認(rèn)可。粉噴樁技術(shù)可以對(duì)軟土路基進(jìn)行有效地加固，能夠正確解決軟土路基在實(shí)施過程中可能存在的問題。大大影響著高速公路施工的穩(wěn)定運(yùn)行，確保施工工程的萬無一失，從而順利完成施工任務(wù)。

1 粉噴樁施工技術(shù)的相關(guān)論述

1.1 粉噴樁施工技術(shù)的概念

粉噴樁，也就是“粉體噴射攪拌樁”，是指通過噴粉攪拌鉆機(jī)將粉體固化劑（水泥）噴入到施工軟土地基中，通過不斷攪拌軟土與固化劑而產(chǎn)生一種物理化學(xué)反應(yīng)，從而使軟土固結(jié)成具有一定強(qiáng)度的水泥樁體，屬于復(fù)合型地基施工方法。

1.2 粉噴樁施工技術(shù)的特征

1.2.1 節(jié)約和有效利用

水泥土攪拌法，可以將固化劑和地基軟土進(jìn)行攪拌與混合，有效地利用了軟土，而且攪拌時(shí)不會(huì)使地基側(cè)面擠出，不會(huì)對(duì)周圍建筑物造成影響。

而且，相對(duì)于鋼筋混凝土樁基來說，節(jié)省了大量的建筑材料，有效降低工程造價(jià)，建筑資源得以有效利用。

1.2.2 無噪音、無污染

按照工程設(shè)計(jì)的要求和標(biāo)準(zhǔn)來合理選擇固化劑，設(shè)計(jì)方式較為靈活通便。還能夠最大程度地降低噪音和污染，即使在市區(qū)內(nèi)進(jìn)行施工，也不會(huì)造成太大的影響。

2 粉噴樁技術(shù)在軟土路基中的具體施工方案

粉噴樁施工技術(shù)是采用深層攪拌機(jī)對(duì)地基中的軟土和水泥進(jìn)行不斷地?cái)嚢?，使之混合成為具有牢固、穩(wěn)定、堅(jiān)硬的地基土。

以某高速公路的施工項(xiàng)目來看，路段處于偏下河漫灘沖積地帶，通過實(shí)地調(diào)查分析得出，上覆土層為偏黏性土質(zhì)，下覆土層則為砂層[1]?；谶@種情況，采取粉噴樁施工技術(shù)來增強(qiáng)軟土路基加固與穩(wěn)定。具體內(nèi)容如下：

2.1 施工準(zhǔn)備

基于工程實(shí)際情況，在施工之前要設(shè)置排水措施，采用開挖排水溝的方式來降低地表水；隨即要開展地表的清潔工作，地表中的雜質(zhì)清理干凈。在路基上填筑砂礫層，進(jìn)行一定的整平和碾壓，為施工做好充分的準(zhǔn)備。同時(shí)，根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙的要求進(jìn)行施工放樣，擺設(shè)好樁的位置。

2.2 粉噴樁施工

2.2.1 機(jī)具和材料

進(jìn)行粉噴樁施工時(shí)，施工機(jī)具主要采用鉆機(jī)、攪拌鉆頭等等，機(jī)具的使用要提前檢查，確保機(jī)器無損壞現(xiàn)象方可開始使用。

2.2.2 施工工藝

（1）在施工之前，要先進(jìn)行噴粉樁機(jī)的組裝工作，機(jī)具的組成部分包括液壓系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)以及噴粉系統(tǒng)等等，保證各個(gè)線路的緊密連接，并且進(jìn)行調(diào)整和檢查，在一切檢查工作完成之后，開始鉆機(jī)的就位。

鉆機(jī)要在正對(duì)樁位，誤差值盡量在5厘米之內(nèi)，調(diào)節(jié)鉆機(jī)的機(jī)身，接著啟動(dòng)鉆機(jī)下鉆，在快接近地面時(shí)，開始進(jìn)行鉆進(jìn)施工[2]。

（2）當(dāng)鉆進(jìn)到達(dá)一定的設(shè)計(jì)孔深時(shí)，反轉(zhuǎn)提鉆之后要停留幾分鐘，通常情況下不超過3分鐘；將鉆頭提升，提升同時(shí)進(jìn)行鉆頭旋轉(zhuǎn)噴粉，有利于攪拌的土體與水泥進(jìn)行充分的混合。粉樁體施工工作最好一次性完成，如果施工過程中出現(xiàn)突然中斷的現(xiàn)象，可以在施工時(shí)采取重疊接樁的方式，但是接樁長(zhǎng)度最少也控制在0.5米。

（3）在鉆頭距離設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高約500米的位置時(shí)，不在繼續(xù)向孔內(nèi)噴射水泥，這時(shí)樁體已經(jīng)基本成型。同時(shí)，也要不斷進(jìn)行重復(fù)的下鉆攪拌施工，直至到達(dá)樁底設(shè)計(jì)標(biāo)高處，從而保證粉噴樁的施工水平和效率。

此外，在重復(fù)攪拌的過程中，不能進(jìn)行噴粉。鉆頭在鉆進(jìn)時(shí)要保持勻速旋轉(zhuǎn)，也要進(jìn)行反方向旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而可以使土體與水泥之間攪拌均勻得當(dāng)。要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)中的要求進(jìn)行施工作業(yè)，各項(xiàng)指標(biāo)要嚴(yán)格把關(guān)和控制，其中主要包括軸線位置、設(shè)計(jì)深度、樁徑等等。

2.2.3 施工質(zhì)量控制

要粉噴樁施工中，要加大質(zhì)量監(jiān)督力度，以防出現(xiàn)違規(guī)操作的現(xiàn)象，降低安全隱患的發(fā)生。控制粉噴和停粉的高度、深度，當(dāng)鉆頭提升至距離地面500米時(shí)停止噴粉。利用壓縮空氣及時(shí)清理輸送管內(nèi)的殘余，保證其清潔度。樁施工完成后，要對(duì)樁體進(jìn)行施工質(zhì)量的相關(guān)檢查工作，可以是樁徑、樁身等等。

3 粉噴樁在高速公路軟土路基中存在的不足之處

3.1 樁身缺乏一定的強(qiáng)度

影響樁身強(qiáng)度的因素主要包括：軟土性質(zhì)、摻灰量以及施工工藝等等方面。其中，軟土性質(zhì)和摻灰量均在施工前就進(jìn)行了相關(guān)的實(shí)驗(yàn)，影響并不大。因此，影響樁身強(qiáng)度的原因主要出自于施工工藝中，例如：提升速度過快或過慢、攪拌次數(shù)，一旦水泥土攪拌不均勻，就會(huì)對(duì)粉噴樁的樁身強(qiáng)度造成嚴(yán)重的影響。

3.2 復(fù)合地基承載力嚴(yán)重不足

主要表現(xiàn)為：處理深度尚未達(dá)到合理的標(biāo)準(zhǔn)，樁體的間隔過大，進(jìn)而導(dǎo)致復(fù)合地基承載力不足現(xiàn)象。究其原因就在于施工質(zhì)量未達(dá)到規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，缺乏科學(xué)準(zhǔn)確的地質(zhì)勘察資料，也尚未開展軟土層分布和厚度情況的相關(guān)工作。

4 提高粉噴樁在高速公路軟土路基中具體的建議

4.1 開展機(jī)械設(shè)備的檢驗(yàn)工作

每一臺(tái)樁機(jī)要配置記錄器，主要用于控制樁身的噴粉量，記錄器上的任何一個(gè)按鈕都不得進(jìn)行隨意的設(shè)定與調(diào)換，例如：樁位編號(hào)、噴粉重量、復(fù)攪次數(shù)等等，以避免施工人員故意纂改施工記錄。

同時(shí)，樁機(jī)上的氣壓表、電流表、電子稱都要進(jìn)行標(biāo)定[3]，及時(shí)更換不合格的儀器、設(shè)備。

4.2 加強(qiáng)施工現(xiàn)場(chǎng)的自檢體制

可以在施工現(xiàn)場(chǎng)裝置電腦計(jì)量，用于監(jiān)測(cè)成樁的參數(shù)指標(biāo)。要對(duì)施工信息實(shí)行實(shí)時(shí)監(jiān)督和管理，例如：噴粉總量、鉆頭鉆入深度，保證良好的施工質(zhì)量。

加大監(jiān)督管理的質(zhì)量，將施工現(xiàn)場(chǎng)的自檢體制落到實(shí)處，進(jìn)行成品現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，既而全面、客觀、公正的做出判斷和評(píng)價(jià)，常用的檢測(cè)方法主要包括：動(dòng)力觸探法、目測(cè)法、水電效應(yīng)法。

4.3 加強(qiáng)施工完成階段的驗(yàn)收管理工作

粉噴樁施工完成后，要按照規(guī)定頻率取芯，加大符合地基承載力的試驗(yàn)力度。在檢測(cè)的過程中，施工現(xiàn)場(chǎng)要全程實(shí)時(shí)監(jiān)控，并且由專業(yè)的監(jiān)督管理師來予以指導(dǎo)。如果發(fā)現(xiàn)問題，要及時(shí)解決，例如出現(xiàn)部分?jǐn)嗷液蛧娀也痪鶆虻默F(xiàn)象，要進(jìn)行系統(tǒng)嚴(yán)密的處理方式，做到具體問題具體分析。

4.4 粉噴樁施工過程的相關(guān)注意要點(diǎn)

4.4.1 施工前和鉆進(jìn)過程

粉噴樁開始實(shí)施前，要進(jìn)行必要的樁試驗(yàn)，并且依據(jù)試驗(yàn)結(jié)果來進(jìn)一步指導(dǎo)粉噴樁施工過程。同時(shí)，相關(guān)技術(shù)人員要做好數(shù)據(jù)檢查和記錄工作。在鉆進(jìn)施工過程中，對(duì)于鉆桿的垂直度要加大控制程度。通常來說，鉆桿的垂直度至少為1.5%[4]。

4.4.2 正在施工中與開工前

為了保證粉噴樁的應(yīng)用實(shí)施，要合理控制好噴粉時(shí)間和停粉時(shí)間。一旦噴粉量發(fā)生不足，要及時(shí)予以整頓。如果出現(xiàn)噴粉中斷的現(xiàn)象時(shí)，復(fù)打重疊段長(zhǎng)度至少為一米，按照固定的范圍進(jìn)行大范圍的復(fù)攪，既而保證樁身成樁的質(zhì)量和水平。此外，積極排除送粉通道堵塞的現(xiàn)象，必要時(shí)利用氣水離器中的機(jī)器來解決。當(dāng)噴粉出現(xiàn)不符現(xiàn)象時(shí)，切忌不能使用敲打的方式來進(jìn)行處理，否則后果將會(huì)不堪設(shè)想。

在開工前，要對(duì)各種機(jī)械設(shè)備反復(fù)檢查，保證其最佳的運(yùn)行狀態(tài)，對(duì)噴嘴部位也要及時(shí)清理，檢查鉆頭的磨損情況如何，如磨損嚴(yán)重，就要及時(shí)更新。

5 粉噴樁對(duì)軟土路基的加固作用分析

5.1 置換作用

復(fù)合地基中樁體的強(qiáng)度和模量比較大，在荷載作用下，樁頂應(yīng)力要比樁間土表面應(yīng)力大，樁體在向較深土層傳遞中大大降低了樁間的荷載力。基于此，由于樁的作用使復(fù)合地基承載力提高。這一作用就被稱為置換作用。

5.2 擠密和振密作用

水泥粉噴樁對(duì)樁間土缺乏擠密、振密的作用，松散填土和松散粉細(xì)砂一般采用非排土和振動(dòng)成樁工藝，進(jìn)而縮小樁間土縫隙，增加其密實(shí)度，不斷提高樁間土的強(qiáng)度。目前，具有良好的擠密效果的土具如：振沖碎石樁和振動(dòng)沉管CFG樁等等。

5.3 排水作用

復(fù)合地基樁體的透水性普遍較好，例如：碎石樁。水泥粉噴樁相對(duì)于復(fù)合地基樁體來說，透水性較差，但是可以汲取土中水，進(jìn)而減少土的含水量，增強(qiáng)樁間土的強(qiáng)度。

5.4 減載作用

水泥粉噴樁體重相對(duì)于天然土重度來說，重度較大，減載作用并不明顯，有時(shí)還會(huì)附帶一些荷載力?；诖?，在進(jìn)行粉噴樁地基設(shè)計(jì)時(shí)，保證粉噴樁要穿透軟土層。

6 結(jié)束語

綜上所述，粉噴樁施工技術(shù)在高速公路軟土路基中的應(yīng)用勢(shì)在必行，優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)比較明顯，施工機(jī)械程序比較簡(jiǎn)化，而且效率高、造價(jià)低，在諸多領(lǐng)域均得到了廣泛的應(yīng)用。粉噴樁在軟土路基中的應(yīng)用，有效降低了地基總沉降量，減少不均勻沉降現(xiàn)象的發(fā)生；而且粉噴樁可以避免路面差異沉降，加固效果非常突出。因此，要加大對(duì)粉噴樁施工技術(shù)的研究和重視，優(yōu)化技術(shù)手段，結(jié)合施工實(shí)際情況出發(fā)，注入一定的創(chuàng)新因素，不斷增強(qiáng)地基承載力，提升施工工藝，保證高質(zhì)量、高水平的施工質(zhì)量。只有這樣，才能解決高速公路軟土路基中存在的相關(guān)問題，達(dá)到高速公路的施工目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)

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