粉喷桩在周口市境绕城改线公路软土地基处理中

1、概述
周口市境绕城改线公路主要不良工程地质为软土地基，软土地基主要以淤泥质粘土、亚粘土为主，呈软塑~流塑状态，易产生较大路基沉降以至基础失稳、破坏。该段第六合同段起迄里程为K0+000~K5+600,本标段软弱地基采用粉喷桩、塑料排水板、砂砾垫层、等载、超载预压、复合土工布等形式。
本标段K0+450~K5+744段设计为粉喷桩处理。设计桩深为6m，桩距为1.0m,排距为1.0~1.3m，梅花型布置形式。
2、粉喷桩的施工
2.1   施工设备配备
粉喷桩施工机械有：粉喷桩机、粉体固化材料供给机、空气压缩机、翻斗车等运输设备。
2.2   施工准备
粉喷桩施工场地事先应予平整，必须清除地面树根、生活垃圾等一切障碍。场地低洼时应回填素粘性土，禁止回填杂土。
由于粉喷桩桩体强度和质量与多种因素有关，因此施工前，首先要在室内标准条件下制备水泥土试件，进行不同龄期强度试验，以验证设计参数，如达不到设计要求应调整水泥剂量，满足实际工程需要。施工前还要取施工点的土样进行水泥土试验，以确定该工点软土在各种掺灰量下水泥土设计参数，供施工选用，确定最佳含水量，采用28天水泥土无侧限抗压强度作为设计强度。粉喷桩施工前，必须进行成桩试验，以掌握所在路段的成桩经验及各种技术参数。
2.3  施工工艺
2.3.1   施工顺序
（1）放样定位
（2）移动钻机，准确对孔。对孔误差不得大于50mm，同时启动电脑自动化记录仪及空压机开始记录。
（3）利用支腿油缸调平钻机，钻机主轴垂直度误差应不大于1%。
（4）启动主电动机，根据施工要求，以Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ档逐级加速的顺序，正转预搅下沉。钻至接近设计深度时，应用低速慢钻，钻机应原位钻动1~2min。为保持钻杆中间的送风通道的干燥，从预搅下沉开始直到喷粉为止，应在轴杆内连续输送压缩空气。
（5）提升喷粉搅拌。在确认加固料已喷至孔底时，按0.5m/min的速度反转提升。升到设计停灰标高后，应慢速原地搅拌1~2min。
(6)重复搅拌。为保证粉体搅拌均匀，须再次将搅拌头下沉到设计深度。提升搅拌时，其速度控制在0.5~0.8m/min左右。
（7）喷粉开始时应将电子开关打开，保证整个喷粉过程记录在电脑记录仪中，记录人员随时记录电脑记录仪的变化填沉，保证喷粉均匀。
（8）钻具提升至地面后，钻机移位对孔，按上述步骤进行下一根桩的施工。
2.3.2   工艺性设计
为取得良好的地基加固效果，施工前须作好有关资料的搜集（地质资料；成分及有机质含量等）、室内配合比试验和施工工艺性设计。固化剂与土的搅拌通常用土体中任一点经钻头搅拌的次数T和单位时间内粉体的喷出量q来表征，它是影响地基加固效果的重要因素。
（1）土体中任一点搅拌次数t可按T计算：

式中H—钻头叶片垂直投影高度（m）
—钻头叶片总数（个）
—搅拌轴转速（r/min）
—钻头提升速度（m/min）
（2）单位时间内粉体的喷出量q按式2计算

式中：
d—地基土的干重度（t/㎥）
—固化剂掺人比，由室内配比试验提供
D—搅拌钻头直径（m）
2.3   施工方法
粉喷机就位后，安装调试计算机控制设备，保证桩的垂直度，开动钻机，对准设计桩位，上灰，启动钻机和空气压缩机。钻机下沉钻进至桩底标高时，停止钻进，钻头反转,但不提升。打开送料阀门，关闭送气阀门，保留一定的时间，以保证加固粉料达到桩底。确认加固粉料已到桩底后，提升搅拌钻头至离地面30cm处。
桩身施工时，桩长范围内均要复搅，施工时应慢档匀速提升，使土体和水泥充分拌和，保证喷灰均匀，其喷灰量不应少于设计用量，如成桩过程中遇有故障而停止喷灰时，第二次喷粉接桩，其喷粉重叠长度不得小于1.0m。钻头钻至设计深度后，应有重复搅拌提升，直至离地面50m处，回填水泥土并压实。关闭搅拌机械、移位。#p#分页标题#e#
2.4  水泥掺和量
施工中采用325#普通硅酸盐水泥。水泥掺合量为236~272Kg/㎥。
2.5  施工注意事项
施工作业前，必须对设备电路、管路系统进行全面检查，设备试运合格后方可施工，同时必须核对设计图纸，严格按设计的平面位置放桩。
为保证粉喷桩垂直度，将钻机平面调平，使钻杆导向对地面保持竖直，竖直度偏差<1.5%。施工时严格控制喷粉时间和停粉时间。每根桩开钻后连续作业，不得中断喷粉，以确保喷粉的连续性，严禁在尚未喷粉的情况下机械钻杆提升作业。
储粉管内的储灰量不小于一根桩的用粉量加60Kg。若小于时不得进行下一根桩的施工。施工中喷粉量不足时，应整桩复搅复喷。复喷的喷粉量不少于设计用量。喷粉中断时，在12小时内采取补喷措施，补喷重叠深度大于100cm，超过12小时采取补桩措施。
3、成桩试验
3.1   成桩试验要求
（1）满足设计水泥喷入量的各种技术参数；
（2）水泥搅拌的均匀程度，掌握下钻及提升的困难程度，确定合理的技术处理措施，禁止在还没有喷灰的情况下进行钻机提升作业，每根桩成桩结束后应及时检查水泥的喷入量。施工中发现喷粉量不足，实行整桩复打，喷粉量仍应不少于设计用量。施工现场每批水泥应进行抽检，满足设计要求的水泥才允许投入工程使用，严禁使用过期、受潮、结块、变性的劣质水泥。
为了充分利用粉喷桩对软土地基的加固准确性。所有打设的粉喷桩的偏斜度不得大于5%的桩长，桩位偏差一般不得大于10cm，桩体无侧限抗压强度不得小于设计中规定的要求。
3.2成桩试验
粉喷桩施工前，应选具有一代表性地质地段进行成桩试验，本项目试验时根据设计进行了不同的提升速度、不同的喷粉量的试验，对试验结果进行对比分析，掌握对该场地的成桩工艺及满足设计要求的每延米喷粉量，检查搅拌的均匀程度，掌握各种土质条件下钻进下沉和钻杆提升的速度及喷粉情况，确定合适的技术措施及获得各种技术参数，报监理工程师审批并认可，以确保施工进度及质量。
4、粉喷桩质量控制标准结合工程的地质特点，首先制定粉喷桩质量控制的标准，它们是施工控制的关键，也是最终要检测的主要指标。

序号	检查项目	单位	规定值或允许偏差
1	桩距	mm	±100
2	桩径	mm	不小于设计
3	钻杆倾斜度	%	≤1
4	桩长	m	不小于设计
5	每米桩长水泥用量	Kg	±2.5
6	桩体无测量限抗压强度 （换算成90d）	Map	0m~5m≥1.0
7	单桩或复合地基承载力	MaP	满足设计要求

粉喷桩质量控制标准
参考文献
[1]叶书麟   地基处理工程实例应用手册    中国建筑工业出版社2000
[2]张诚厚   高速公路软基处理          中国建筑工业出版社1998
[3]薛殿基   粉喷桩设计与施工          河南科学技术出版社1999