淺析湖區(qū)軟土路基中粉噴樁的應(yīng)用

滕亞莉

（泗水縣交通運(yùn)輸局，山東泗水 273200）

1 工程概況

肥梁公路東平段改建工程路線的起點(diǎn)為東平與肥城交界處（K30+000），往南經(jīng)東平縣大羊鄉(xiāng)，梯門鄉(xiāng)，水河鎮(zhèn)，州城，新湖鄉(xiāng)，到達(dá)東平與梁山交界處（K74+979.18），路線全長44.98km。本段路線所經(jīng)地區(qū)為平原微丘區(qū)，地勢起伏平緩。其中K48+200～K63+500段途徑東平湖沼相淤積區(qū)，是全線地質(zhì)條件最差的地區(qū)，地形較為平坦，地下水位1.50～2.10m，屬瀉湖、沼澤相的沉積環(huán)境，在表層之下，普遍發(fā)育著一層淤泥質(zhì)亞粘土，其承載力極低，而厚度可深達(dá)幾米乃至更深，特點(diǎn)是高含水量、大空隙比、高壓縮性、低強(qiáng)度等，于低能的水動(dòng)力條件下沉積，其物理力學(xué)性質(zhì)在縱橫向上均有不同程度的變化。據(jù)鉆孔取樣及室內(nèi)試驗(yàn)，地層在取樣深度內(nèi)自上而下分成四層。

軟弱地基的工程性質(zhì)差，在此地基上修筑公路容易出現(xiàn)嚴(yán)重的路基病害，影響公路的正常使用和維護(hù)。該項(xiàng)目工程與我國沿海地區(qū)的軟弱地基處理，在地質(zhì)土質(zhì)及工程狀況方面存在著明顯的差異，因此不能完全照搬或套用沿海地區(qū)的經(jīng)驗(yàn)，而應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況，因地制宜，提出適宜本地工程狀況的地基處治方法。

2 粉噴樁設(shè)計(jì)方案

2.1 原材料品種的選擇

用于粉噴樁的原料可以有石灰粉和水泥粉，由于使用粉噴樁處理的地基大多數(shù)為淤泥或淤泥質(zhì)亞粘土，含水量都大于35%，石灰與高含水量的土不易形成較好的樁體；另外，若軟基處理施工面廣量大，施工過程中難免有陰雨天氣，比較而言，石灰較水泥難以保存，因此，目前用于粉噴樁施工的原材料以水泥干粉為主。從水泥土的強(qiáng)度規(guī)律來看，本工程確定采用32.5#普通硅酸鹽水泥，所有水泥材料進(jìn)場時(shí)必須附生產(chǎn)廠家的質(zhì)檢單，材料使用前必須由質(zhì)檢員分批抽檢其強(qiáng)度、凝結(jié)時(shí)間、安定性等指標(biāo)，嚴(yán)禁使用過期、受潮、結(jié)塊、變質(zhì)的劣質(zhì)水泥。

2.2 粉噴樁固化料室內(nèi)配方試驗(yàn)

粉噴樁固化料室內(nèi)配方試驗(yàn)分為設(shè)計(jì)階段及施工階段，兩者互相驗(yàn)證，缺一不可，特殊情況下對外摻劑亦應(yīng)確定，直至達(dá)到設(shè)計(jì)要求后方可使用。

室內(nèi)配方試驗(yàn)包括如下內(nèi)容：

2.2.1 地基土試驗(yàn)：天然含水量、界限含水量、塑性指數(shù)、密度、相對密度、顆粒分析、無側(cè)限抗壓強(qiáng)度、有機(jī)質(zhì)含量、pH值等（表2）。

2.2.2 水泥試驗(yàn)：標(biāo)號(hào)、細(xì)度、標(biāo)準(zhǔn)稠度、初終凝時(shí)間、安定性試驗(yàn)及水泥3d、28d齡期的抗折和抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)等。

2.2.3 水泥土試驗(yàn)：現(xiàn)場采集要加固的土樣，制備成天然含水量狀態(tài)下的擾動(dòng)土樣并摻入不同配比的水泥樣品，制成不同配比、不同齡期的水泥土試件，試件成型后1～2d拆模，稱重后送入養(yǎng)護(hù)室進(jìn)行恒溫、恒濕養(yǎng)生，以備作抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)用。每一配比、每一齡期至少需要三組試件進(jìn)行平行測定，試塊養(yǎng)護(hù)齡期可取7d、28d、90d三種，養(yǎng)護(hù)結(jié)束后在實(shí)驗(yàn)室做不同齡期的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果選定最優(yōu)灰比。粉噴樁樁身標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度為90d齡期的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度。

參考以往粉噴樁施工經(jīng)驗(yàn)表明，由于地層上復(fù)土壓力使得深部噴粉阻力增大，同 樣的壓力噴粉，樁下部含灰量不如中上部，樁身上部2～3m相對不密實(shí)，有的由于原土含水量太大，呈蜂窩狀孔洞，強(qiáng)度一般為0.5～1.0Mpa（28d）；中部一般結(jié)構(gòu)較緊密，強(qiáng)度最高；下部含灰量相對少，強(qiáng)度較低。樁體由一系列水泥微薄層同心圓構(gòu)成，樁心存在盲區(qū)，越向外強(qiáng)度越高，輕便觸探試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，觸探錐頭很易向樁心軟弱處偏移，樁心盲區(qū)隨著深度加大逐漸趨于減弱，造成粉噴樁施工其縱向存在水泥的漸變衰減，橫向存在強(qiáng)度的不均勻性。所以，在進(jìn)行水泥土試驗(yàn)時(shí)，尚應(yīng)考慮實(shí)際施工情況，有針對性的配制不同水泥劑量和不同相對密度的水泥土試件測定強(qiáng)度，以便全面評價(jià)配比的可行性。

水泥土強(qiáng)度隨著齡期增長而增加，在一定的含水量條件下，隨著摻灰量增加而增大。在摻灰量相同時(shí)，水泥土強(qiáng)度隨著含水量增加而減少。不同齡期水泥土強(qiáng)度的比值大體為R28d/R7d=1.56～1.59，R90d/R28d=1.43～2.1。粉噴樁平均強(qiáng)度與室內(nèi)水泥土強(qiáng)度之間有一定差值，其比值后者大約是前者的1.7倍。

3 粉噴樁施工質(zhì)量控制

3.1 工藝性試樁

在工程樁施工前應(yīng)根據(jù)地層、地質(zhì)情況按設(shè)計(jì)配合比進(jìn)行現(xiàn)場成樁工藝試驗(yàn)（可利用工程樁且不少于5根），以掌握對該場地的成樁工藝及多種技術(shù)參數(shù)，并經(jīng)必要的檢測和強(qiáng)度試驗(yàn)，以驗(yàn)證設(shè)計(jì)和指導(dǎo)施工。

3.2 質(zhì)量控制措施

由于粉噴樁加固軟土地基屬地下隱蔽工程，施工過程需控制的參數(shù)較多，人為影響的因素較大，對事后檢測亦困難，施工質(zhì)量不易保證，因而必須對施工過程進(jìn)行全方位、全過程、全天候的嚴(yán)格管理，加強(qiáng)質(zhì)量意識(shí)，防止質(zhì)量事故，確保工程質(zhì)量。

4 結(jié)語

在多種軟土地基處理方法中，粉噴樁具有工期短、經(jīng)濟(jì)有效的優(yōu)點(diǎn)，施工工藝簡便，加固效果明顯，只有一種原材料，對施工現(xiàn)場條件要求不高，施工難度小，近似機(jī)械化施工，質(zhì)量控制方法簡單，監(jiān)理要點(diǎn)明確，每米造價(jià)較低，能夠節(jié)約工程造價(jià)，降低成本等優(yōu)點(diǎn)。所以粉噴樁處理湖區(qū)軟土路基是一種非常適用的方法。