試論粉噴樁技術(shù)在公路工程軟基處理中的應(yīng)用

石磊

摘 要：粉噴樁技術(shù)在軟土路基中應(yīng)用相對廣泛，以水泥、粉煤灰等作為主要固化劑，利用深層攪拌機(jī)械進(jìn)行強(qiáng)制攪拌，與周邊土體充分均勻，經(jīng)過一系列物理、化學(xué)反應(yīng)，改善原有土體結(jié)構(gòu)，硬結(jié)形成整體性、穩(wěn)定性較強(qiáng)的復(fù)合地基。這一技術(shù)充分利用了原有土體，有效降低工程造價，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。本文主要對其施工工藝進(jìn)行分析，并結(jié)合筆者實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)探尋質(zhì)量控制的有效措施，以期為工程建設(shè)提供理論性指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞：公路工程；軟基處理；粉噴樁技術(shù)

中圖分類號：U416.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）23-0072-02

近年來我國公路運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)不斷完善，建設(shè)規(guī)模逐漸擴(kuò)大，所面臨的施工環(huán)境也更為復(fù)雜。軟土路基是常見的不良地質(zhì)條件，此類土體強(qiáng)度低，且具有較高的壓縮模量，穩(wěn)定性差，若不加以處理，極易出現(xiàn)不均勻沉降現(xiàn)象，降低公路使用性能。粉噴樁技術(shù)能夠提升軟土承載力，后期沉降量小，固化劑與周邊土體產(chǎn)生物理化學(xué)反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)對路基的有效加固。因此，有必要對粉噴樁施工技術(shù)進(jìn)行深入研究，明確規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，提升路基整體穩(wěn)定性。

1 工程案例

某公路工程沿線軟土路基分布相對廣泛，地勢低洼，且地下水位相對較高，土質(zhì)松軟、含水量大，軟土層厚度為12.9—20m左右，主要由淤泥質(zhì)粘土、亞砂土組成，底層以粉細(xì)砂為主。經(jīng)過施工方案比選，擬采用粉噴樁對沿線構(gòu)造物兩端進(jìn)行處理，確保工后沉降滿足《公路軟土地基路堤設(shè)計與施工技術(shù)規(guī)范》要求。根據(jù)公路工程實(shí)際地質(zhì)條件，將樁體直徑設(shè)計為20cm，樁長控制在5—10m左右，必須深入持力層，以實(shí)現(xiàn)對軟土路基的有效加固。每根粉噴樁摻灰量控制在50kg左右，90d無側(cè)抗壓強(qiáng)度應(yīng)在1.2MPa。

2 粉噴樁技術(shù)在公路軟基處理中的應(yīng)用

2.1 施工材料準(zhǔn)備

粉噴樁施工過程中通常采用水泥作為主要的固化劑，應(yīng)根據(jù)公路工程的實(shí)際情況確定所需材料的規(guī)格，材料進(jìn)場之前按照規(guī)定要求進(jìn)行質(zhì)量驗(yàn)收，禁止使用質(zhì)量不達(dá)標(biāo)的水泥材料。為改善水泥土的使用性能，還應(yīng)摻入適量的外加劑。在充分掌握各項原材料性能的基礎(chǔ)上，確定水泥摻入比，合理確定水泥用量。通常情況下，水泥用量與樁身強(qiáng)度呈正比例關(guān)系，但若超過一定范圍，伴隨水泥用量的增加，其強(qiáng)度反而會逐漸降低，宜控制在7%—15%左右，并結(jié)合工程地質(zhì)條件適當(dāng)調(diào)整，在保證水泥土強(qiáng)度的前提下，有效節(jié)約成本，降低工程造價。

2.2 施工場地處理

為充分掌握工程地質(zhì)構(gòu)造，應(yīng)按照要求進(jìn)行勘測作業(yè)。結(jié)合粉噴樁施工特征，不僅要進(jìn)行常規(guī)的土層勘察，還應(yīng)當(dāng)明確土層結(jié)構(gòu)，是否存在弧石等大塊障礙物，并采取相應(yīng)的處理措施，避免影響正常施工。同時分析地下水質(zhì)條件，判斷其對水泥的侵蝕程度。隨后全面清理施工范圍內(nèi)的雜物、碎石等，若存在低洼地帶，應(yīng)及時采用相同土質(zhì)回填，其中不得存在雜質(zhì)，并適當(dāng)碾壓密實(shí)，壓實(shí)程度應(yīng)達(dá)到85%以上。按照施工方案的要求測量現(xiàn)場各項參數(shù)，確定樁體位置，并將其明顯標(biāo)記出來，實(shí)際測量誤差應(yīng)控制在5cm以內(nèi)。為保證樁體位置的準(zhǔn)確性，在后期施工過程中需定期復(fù)測樁位，防止出現(xiàn)位移現(xiàn)象。

2.3 工藝性試樁

在粉噴樁施工過程中，技術(shù)參數(shù)是影響成樁質(zhì)量的決定性因素，現(xiàn)階段公路工程建設(shè)規(guī)模相對較大，沿線地質(zhì)條件復(fù)雜，必須通過成樁試驗(yàn)確定施工參數(shù)，為后期施工提供積極指導(dǎo)。在成樁試驗(yàn)中應(yīng)注意以下幾點(diǎn)問題：第一，通過試驗(yàn)施工確定最大鉆進(jìn)深度，以檢驗(yàn)是否滿足設(shè)計要求；第二，校驗(yàn)水泥土配合比例及外摻劑用量，以提升樁體強(qiáng)度；第三，待試樁結(jié)束后，應(yīng)檢測其承載能力，根據(jù)檢測結(jié)果對各項參數(shù)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。為保證試驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，試驗(yàn)數(shù)量應(yīng)在5根以上，對于施工中存在的問題應(yīng)及時記錄，并分析解決對策，確保后期施工順利進(jìn)行。

2.4 攪拌成樁施工

（1）鉆機(jī)就位。結(jié)合公路工程實(shí)際地質(zhì)條件確定相應(yīng)規(guī)格的鉆機(jī)，應(yīng)具有足夠大的動力，確保漿液與周邊土體充分?jǐn)嚢杈鶆?，鉆頭直徑略大于樁徑，同時將自動計量裝置加設(shè)在鉆機(jī)上，及時掌握鉆進(jìn)狀態(tài)。由專門操作人員調(diào)試設(shè)備參數(shù)，適當(dāng)儲備易損零件，避免在施工過程中出現(xiàn)機(jī)械故障。

（2）預(yù)攪下沉。按照設(shè)計方案的要求進(jìn)行鉆進(jìn)施工，合理標(biāo)定每根樁體的噴粉量，將下鉆速度控制在條件允許范圍之內(nèi)，宜在2.8m/min以內(nèi)，強(qiáng)制攪拌周邊軟土層。為避免噴射口堵塞，在旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)時應(yīng)適當(dāng)噴氣，防止影響后期施工，待鉆進(jìn)深度接近樁底部時，可適當(dāng)放慢鉆進(jìn)速度，保證底部的穩(wěn)定性。同時，在鉆進(jìn)過程中應(yīng)定期檢查鉆頭磨損程度，對于磨損嚴(yán)重的鉆頭應(yīng)及時更換。

（3）復(fù)噴提升。初次攪拌完成后，由于外界客觀因素限制，樁體極不均勻，應(yīng)按照規(guī)范要求在整樁全長度內(nèi)進(jìn)行復(fù)攪作業(yè)，以提升樁體水泥土的均勻性。具體操作為：鉆進(jìn)至設(shè)計深度之后，反向旋轉(zhuǎn)提升鉆機(jī)，速度保持在0.8m/min左右，對灰罐壓力進(jìn)行嚴(yán)格控制，宜為0.25—0.4MPa，若噴粉壓力過大，對孔壁周圍的軟土造成擠壓，形成空洞現(xiàn)象，降低路基的整體性及穩(wěn)定性。根據(jù)鉆頭提升速度適當(dāng)調(diào)整噴粉快慢，使二者處于協(xié)調(diào)一致的狀態(tài)，確保水泥土的均勻性。在噴粉施工過程中，不得出現(xiàn)中斷現(xiàn)象，否則可能會導(dǎo)致斷樁問題，影響路基加固效果，應(yīng)當(dāng)分析具體原因，并采取必要的補(bǔ)救措施，確保樁體的穩(wěn)定性。

3 粉噴樁施工的質(zhì)量控制措施

（1）原材料是影響成樁質(zhì)量的關(guān)鍵因素，必須加強(qiáng)質(zhì)量控制措施。首先，在施工之前組織技術(shù)人員勘測現(xiàn)場實(shí)際地質(zhì)條件，明確土層結(jié)構(gòu)，在此基礎(chǔ)上確定材料規(guī)格，確保滿足施工要求。其次，選取正規(guī)生產(chǎn)廠家采購，檢查其合格證、出廠證明等，待材料運(yùn)送至施工現(xiàn)場之后，按照規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行質(zhì)量驗(yàn)收，將不合格材料及時清退出場。

（2）根據(jù)設(shè)計方案要求測量施工現(xiàn)場各項參數(shù)，確定樁體位置，將其位置誤差控制在5cm以內(nèi)，避免影響路基加固效果。攪拌成樁施工過程中，應(yīng)對噴粉及停粉標(biāo)高進(jìn)行嚴(yán)格控制，不得出現(xiàn)噴粉中斷現(xiàn)象，確保樁體的整體性及承載力，在尚未噴粉的情況下，禁止提升鉆桿。待鉆桿與地面標(biāo)高相距50cm左右時，為保證樁頭質(zhì)量，應(yīng)停止噴灰，組織工作人員回填粘性土，并進(jìn)行適當(dāng)壓實(shí)。同時必須采取重復(fù)攪拌的措施，攪拌深度為1/2—1/3樁長，使得地基土體與固化劑充分混合在一起，提升樁體整體強(qiáng)度?，F(xiàn)場配備專門人員記錄各項施工參數(shù)，一旦出現(xiàn)噴分量不足的問題，必須采用不小于設(shè)計量的固化劑進(jìn)行整樁復(fù)打。若由于機(jī)械故障、停電等外界客觀因素造成噴粉中斷，也應(yīng)復(fù)打，重疊孔段在1m以上。待粉噴樁施工完成后，應(yīng)在規(guī)定時間內(nèi)檢測成樁質(zhì)量，具體標(biāo)準(zhǔn)如表1所示，通常采用抽樣檢測的方式，檢測頻率為0.2%左右。

（3）在粉噴樁施工過程中，常見問題有以下幾種：第一，噴粉不均，導(dǎo)致這一問題的主要原因是材料粒徑過大，或管道連接密閉性差，應(yīng)及時調(diào)整空壓機(jī)壓力，檢驗(yàn)管道連接質(zhì)量，根據(jù)實(shí)際情況采取相應(yīng)的處理措施。第二，若施工過程中土層含水量無法達(dá)到設(shè)計要求，將會直接影響固化劑與周邊土體的固結(jié)程度，導(dǎo)致樁體疏松的問題，因此，應(yīng)當(dāng)組織施工人員實(shí)時檢測含水量，一旦出現(xiàn)異常情況，需及時采取相應(yīng)的處理措施。若施工路段含水量過低，可適量灑水濕潤，并再次噴射固化劑，提升樁身的穩(wěn)定性。第三，斷樁也施工中常見問題，一旦出現(xiàn)斷樁現(xiàn)象，必須及時清理不完整樁體，并按照規(guī)定要求補(bǔ)樁。

4 結(jié)語

綜上所述，近年來，公路工程建設(shè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，有效拉動了沿線經(jīng)濟(jì)發(fā)展，對其使用性能也提出了更高的要求。在施工過程中，粉噴樁技術(shù)應(yīng)用相對較為廣泛，實(shí)現(xiàn)了對軟土地基的有效加固，大幅提高公路工程的穩(wěn)定性。在具體應(yīng)用過程中，應(yīng)充分掌握相關(guān)技術(shù)規(guī)范，嚴(yán)格遵循施工流程，加強(qiáng)重點(diǎn)部位及薄弱環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制措施，及時發(fā)現(xiàn)施工階段存在的問題，并采取相應(yīng)的處理措施，盡量減少質(zhì)量隱患，延長公路工程使用壽命。

參考文獻(xiàn)

[1]劉長妍.公路軟基處理粉噴樁應(yīng)用和質(zhì)量控制[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2017，（04）：236.endprint