公路軟土路基處理粉噴樁加固技術的應用分析

徐禮華

（江西省撫州市公路事業(yè)發(fā)展中心黎川分中心，江西撫州 344000）

0 引言

公路項目在現(xiàn)場施工中，易遇到的地質條件就是軟土路基，如果沒有選擇合適的處理措施，會對公路運行的安全性和穩(wěn)定性產生很大的影響，甚至會導致交通事故。軟土路基最主要的缺陷就是沉降量較大，承載性和強度性能不足，難以滿足道路通行的需要。在具體的施工中，應當加強對軟土路基的處理，滿足交通通行標準。

1 粉噴樁軟基處理原理

粉噴樁施工需要應用專業(yè)的設備，通過壓縮空氣將粉體加固材料（水泥等）噴射到地基結構內，從而到達土層結構，并進行強制攪拌處理，以達到整體結構性能的要求。經(jīng)過攪拌后的粉體加固材料會將周邊土體內的水分吸收，并經(jīng)過物理、化學的反應，形成符合強度要求的加固樁體，形成復合地基的結構。經(jīng)過處理完成后的土體較之原土的承載性能提升比較明顯，且土體壓縮性不斷減小，抗側變形量也在提升。對橋頭部位上的軟土地基進行粉噴樁加固施工，通過擠壓性作用形成樁基結構，預防發(fā)生橋頭跳車的問題，還能加強結構強度和穩(wěn)定性，總體性能符合要求[1]。

粉噴樁加固技術有著非常明顯的優(yōu)勢：第一，粉噴樁施工工藝的要求不高，現(xiàn)場操作比較簡單。在具體的應用過程中，粉噴樁的強度固結速度比較快，施工作業(yè)的效率比較高。第二，現(xiàn)場施工階段產生的振動作用比較小，噪聲也比較低，特別是在城市或者建筑物密集的區(qū)域內建設施工，應用效果非常好。第三，在現(xiàn)場的施工環(huán)節(jié)，粉噴樁施工技術可以根據(jù)現(xiàn)場情況做出調整，選擇靈活的加固方式，施工價值比較高，總體效益比較明顯。第四，與鋼筋混凝土樁相比，在應用中，粉噴樁的施工材料成本比較低，所以項目的總體成本比較小，工程經(jīng)濟效益較高。

2 工程概況

某公路項目按照一級公路標準建設，總長32km，分為5 個標段施工，選擇其中一個長度為5.642km 的標段展開分析，發(fā)現(xiàn)其屬于軟土地基的形式，對于施工產生嚴重的影響。在該工程項目的施工中，應用粉噴樁的施工技術，先處理軟土地基的問題，提高結構性能。經(jīng)過對現(xiàn)場勘察發(fā)現(xiàn)，該區(qū)域內軟基層厚度1.8～14.3m，主要是淤泥、黏土等，含水量在32%～47%，壓縮系數(shù)為0.23～1.04，液性系數(shù)為0.82～1.14。經(jīng)過對現(xiàn)場情況的判斷分析，發(fā)現(xiàn)軟基的問題較為嚴重，不利于項目施工，必須加強對軟基結構的處理，選擇合理有效的施工措施，以消除軟基結構對項目施工的影響。項目最終決定應用粉噴樁施工工藝進行施工。

3 粉噴樁在公路軟土路基處理中的應用

3.1 粉噴樁技術方案

在粉噴樁技術開始施工前，確定最佳的規(guī)劃設計方案極為重要，需要考慮軟基的特性、處理標準等，以確定施工方案，從而提高設計水平。在該工程的實施中，應用粉噴樁聯(lián)合填土預壓、碎石墊層聯(lián)合土工格柵等方式進行施工，以達到結構處理標準。該項目的淤泥層厚度在1.05m 左右，需要全部清理干凈，工作量比較大。在軟土路基的處理中，總計設置16000 根粉噴樁，土工布、土工格柵的使用量巨大，墊層選擇應用碎石、砂墊層結構，強度性能合格。在軟土路基的施工過程中，保證軟土路基的施工進度合理開展，并達到公路工程的使用效果。

3.2 粉噴樁技術的實施

為了能夠在公路路基處理中發(fā)揮出粉噴樁加固優(yōu)勢，優(yōu)化施工工藝流程，加強施工工藝的管理控制。結合此次工程的施工要求，粉噴樁加固技術施工要點如下：

第一，選擇符合工程要求的施工材料，并且準備充足的施工材料，確保粉噴樁在軟土地基處理中產生足夠的效果。在此次公路項目的實施中，主要是從摻灰量、水泥加入比例方面控制，以達到結構性能的要求。水泥的強度與固化效果符合工程的要求，加強軟土地基的控制，應用普通硅酸鹽水泥材料，摻灰量應結合軟土地基的性質進行確定，此次工程為每延米50kg 加入控制，根據(jù)施工方案的要求，樁體結構強度合格，粉噴樁的施工效果符合標準[2]。

第二，粉噴樁在施工中，主要的技術參數(shù)包含樁體長度、設置間距、單樁承載力、地基承載性能等方面分析，每項參數(shù)都必須滿足要求才能符合工程質量標準。在該工程的實施中，軟土地基處理中，粉噴樁長度按照10m、11m、12m、13m 進行設置，樁體間距按照1.1m、1.2m 布置。水泥材料的強度性能極為重要，關系到粉噴樁的施工效果，抗壓強度為0.8～1.2MPa 即可，確保承載性能合格。應用粉噴樁在現(xiàn)場作業(yè)中，地基承載性能應達到106～144kPa 的要求，提升結構承載性能，確保不會發(fā)生失穩(wěn)的問題。在每項參數(shù)都確定后，可以為粉噴樁的施工提供基礎和標準。在現(xiàn)場施工作業(yè)中，各項材料性能和參數(shù)都要符合要求，每項參數(shù)達到工程的標準，如果發(fā)現(xiàn)指標不符合要求，應及時進行返修處理，使得粉噴樁的質量性能合格，達到軟土地基加固處理的效果。粉噴樁在現(xiàn)場施工中，合理的設置以達到結構加固效果，從而使軟土路基加固性能和質量達到標準。該工程選用梅花形設置的方式，如圖1 所示。

圖1 粉噴樁布局示意圖

3.3 粉噴樁施工工藝

根據(jù)工程施工方案的要求，加強粉噴樁施工效果，有序組織落實軟土地基加固效果，工藝流程如圖2所示。

圖2 粉噴樁施工工藝流程

3.3.1 施工準備

第一，加強現(xiàn)場清理、整平處理。

第二，執(zhí)行設計方案進行測量放樣，精度符合要求，標高尺寸合格，并根據(jù)需要放線，確保準確性合格，提高粉噴樁施工效果。

第三，使用鋼尺測量樁體中心，并設置十字線。

第四，測量工作完成并自檢合格后，監(jiān)理工程復檢，達標后即可開展施工。

3.3.2 樁機就位

第一，樁機安裝到施工部位上，對正樁位。

第二，樁機對正樁位之后，位置精度合格，調節(jié)鉆頭狀態(tài)，達到對正的效果。

第三，保證樁機平臺、鉆桿、導向架精度合格，提高結構精度水平。

第四，使用線墜控制樁身，達到精度的要求，不會影響鉆進質量[3]。

3.3.3 成樁施工

（1）鉆進作業(yè)

開啟空壓機設備，結合現(xiàn)場的土體結構強度調節(jié)鉆進速度，避免對鉆頭造成過大的傷害。鉆機正傳沿著垂直方向鉆進，直到達到設計標高為止，鉆機在樁底停留30s 的時間才能進行提鉆。不能在鉆入樁底后立即噴粉，應在提鉆的環(huán)節(jié)開始噴粉作業(yè)，以達到結構加固的效果，提高樁體成型的質量。如果施工時機把握不當，容易導致施工后發(fā)生塌陷的問題，出現(xiàn)路基沉降的病害問題。

（2）提鉆噴粉攪拌

在提鉆環(huán)節(jié)，應用粉體發(fā)送設備直接進行噴粉處理，并且通過設備與土體充分的攪拌，達到混合均勻的效果。在噴粉操作中，工作人員觀察電子稱重設備的數(shù)據(jù)，保障記錄準確性，按照該參數(shù)進行電機運轉速度的調整，使得提鉆與噴粉作業(yè)同步實施。提鉆到設計停灰的位置之后，保持連續(xù)旋轉1～2min 進行充分的攪拌。如果因為某些因素導致噴粉無法連續(xù)進行，應及時查明原因，并進行必要的處理，確保兩個部位的連接性能合格，達到工程的要求。在提鉆階段應保證管道壓力達到規(guī)定的要求，確保不會因為壓力過大而對周邊土體產生過大的擠壓作用。提鉆到規(guī)定樁頂標高以上50cm 左右的位置，及時停止噴粉處理，但攪拌要繼續(xù)進行[4]。

（3）復拌

復拌工作的目標是形成混合均勻的土體結構，形成穩(wěn)定的整體。樁體結構表面上部1/3 樁長內復拌2次、復噴1 次，整個樁體復拌1 次。在加固施工區(qū)間，各個部位攪拌數(shù)量在20 次以上，從而達到結構混合均勻的效果。在復拌工作結束后，土、水、粉體達到混合均勻的標準，樁體成型效果合格。有些樁體結構長度大、含水量比較高，樁體質量控制難度較大，所以應該采用多噴多攪的方式，將鉆機鉆入樁底，提升鉆機的速度要盡量降低，然后再進行噴粉、攪拌處理。在上述工作處理后，持續(xù)性鉆進、復攪復噴作業(yè)到樁體，然后是提升、再次攪拌，最終使成型效果合格。多次進行攪拌處理，合格后停止空壓機的運行，并且減壓放氣，鉆機在?；颐嫘D1min 左右，并再次提升至離地面20cm 的距離，進行單樁成樁作業(yè)。

（4）機械移位

單樁作業(yè)成型之后，按照工藝方案的要求將樁機移動到下一位置上，執(zhí)行設計方案開展施工，最終成為樁體結構[5]。

4 粉噴樁施工質量控制措施

第一，現(xiàn)場施工應該加強控制，施工前做好地質勘查工作，對現(xiàn)場條件展開調查和分析，獲取試驗數(shù)據(jù)信息，分析試驗結論，判定是否達到質量標準，如果發(fā)現(xiàn)存在質量問題，要及時做出調整，確保施工方案的可行性。為確?，F(xiàn)場施工不會存在水分淤積的問題，應選擇合適的排水措施，以減小排水量，達到現(xiàn)場施工強度標準要求。

第二，粉噴樁現(xiàn)場施工要對加強各個環(huán)節(jié)的控制，保證細節(jié)部分的質量合格，工程的質量符合標準，比如鉆進深度、速度等，嚴格控制以達到質量標準。監(jiān)測過程中如果發(fā)生偏差，應及時糾正處理，防止對粉噴樁質量造成不利的影響。在軟土路基鉆進的過程中，應結合施工進度有效清理鉆桿，防止發(fā)生堵塞的問題。

第三，現(xiàn)場由專人進行監(jiān)督檢查，并做好攪拌機下沉以及各項工作管理。在提升攪拌機階段，將水泥粉輸入樁底；鉆頭提升到距離地面0.3～0.5m 之間時，不能再噴粉作業(yè)，但是還需要進行連續(xù)攪拌。重復攪拌的階段不能噴粉，否則會因為淤泥的影響導致孔壁出現(xiàn)孔洞，造成結構的完整性和穩(wěn)定性不合格。經(jīng)過現(xiàn)場監(jiān)測及時發(fā)現(xiàn)存在的質量問題，并采取應對措施，通常要在12h 內完成補噴處理。新噴的結構和原結構要保持重合性，形成整體的結構。在噴粉難度較高的部位，應及時做出判定和調整[6]。

第四，粉噴樁現(xiàn)場施工存在特殊情況，要及時采取處理措施?，F(xiàn)場人員發(fā)現(xiàn)的問題要及時上報管理人員和監(jiān)理人員，以便采取有效的應對措施。如果發(fā)生灰管堵塞或者噴漿不足的情況，鉆頭應提升到地面以下30cm 位置并停止作業(yè)，通過人工回填處理，進行夯實施工，達到結構密實度的標準。此外，加強粉噴樁施工位置的控制，做好標記工作，達到設計標準要求。

第五，粉噴樁在現(xiàn)場施工環(huán)節(jié)，水泥儲罐容量必須滿足現(xiàn)場施工的標準要求，單樁用灰量為+50.0kg為宜。如果存放不足導致無法連續(xù)施工，要及時暫停施工，準備充足材料后再施工[7-8]。

5 結語

綜上所述，公路軟土路基在施工中，粉噴樁施工是主要的施工方式，經(jīng)過該方式進行軟土地基的處理可以使其達到結構性能的要求，確保結構承載性能合格。施工人員結合現(xiàn)場情況展開分析和控制，提高項目施工水平，促進公路地基性能的提高，為公路運行水平提升奠定基礎。