水泥粉喷桩加固软土地基施工技术
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1 前⾔
软⼟地基具有⾼含⽔量、⼤孔隙⽐、⾼压缩性的特点。承载⼒低，强度极差。80年代以来，在⾼等级公路建设中，因路
⾯的⼯后沉降控制要求较⾼，处理软⼟地基⼀般采⽤超载预压，砂井、塑料板排⽔固结预压。90年代以来，搅拌桩（⽔泥
浆、⽔泥粉体）、⾼填⼟路基稳定、管涵施⼯避免⼆次开挖等问题。
2 粉喷桩桩体特征
粉喷桩是粉体喷射搅拌加固软⼟技术的简称，是通过各种深层搅拌机将粉状加固材料以压缩空⽓为输送动⼒，喷⼊软⼟地
基中，与原位⼟进⾏强制搅拌混合，使⼟与加固材料产⽣化学反应，在改善⼟质性状的同时，提⾼其强度，从⽽达到提⾼软基
承载能⼒，减少软基沉降的⽬的。
3 施⼯⼯艺流程
⼀般施⼯⼯艺流程为：施⼯准备———钻机就位———钻进———提升喷粉搅拌———升到设计标⾼后再复钻———提升
复拌———升到设计标⾼后停机———下⼀桩循环施⼯
4 ⼯艺参数
钻地速度V=0.5-0.8m/min 提升速度V=0.5-0.8m/min 搅拌速度R=50r/min ⽓体流量Q=20L/S 空⽓压⼒P=0.2-0.4Mpa 灰罐
压⼒P=0.4Mpa
5 施⼯设备
⽔泥粉喷桩的施⼯机械设备主要是钻机、粉体发送器、空⽓压缩机、搅拌钻头和发电机组等。
1）钻机。钻机是粉体喷射搅拌法施⼯的主要机械，它必须满⾜：①动⼒⼤、扭矩⼤和符合⼤直径钻头成桩要求，钻头直
径⼀般与⽔泥粉喷桩的直径相同；②具有正向钻进，反转提升的功能；③具有反转提升时能匀速提升、均匀搅拌匀速喷粉等功
能。
2）粉体发送器。粉体发送器是定时发送粉体材料的设备，它是粉体喷射搅拌法加固施⼯机械中的关键设备，其⼯作原理
为：由空⽓压缩机送来的压缩空⽓，通过节流阀调节风量⼤⼩，压缩空⽓进⼊“⽓⽔分离器”使压缩空⽓中⽓⽔分离，然后“⼲
风”送到粉体发送器喉管与“转⿎”⾥输出的粉体混合，成为⽓粉混合体，进⼊钻机的旋转龙头，经空⼼钻杆由钻头喷出，使⽔泥
粉经钻叶与软⼟拌和。
粉体的定量输出，由转⿎转速控制。施⼯时根据配合⽐确定掺⼊⽐和钻头提升速度及钻机的转速，并选定合适的粉体发送
量（确定转⿎转速）。
每根桩⽔泥总量喷⼊多少，由灰罐电⼦秤控制。喷粉过程中认真做好粉量记录，确保掺⼊量符合设计要求，⼀般掺⼊量采
⽤l5％～16％。
3）空⽓压缩机。粉喷桩⽔泥的喷出，是以空⽓压缩机作为风源。空⽓压缩机的选定主要由加固⼯程的地质条件及加固深
度所决定，但平常采⽤的空⽓压缩机压⼒不⼤，为0.2～0.4MPa，其风量也不宜太⼤，⼀般为1.6～2.0m3.
4）搅拌钻头。粉体喷射搅拌法凭借钻头叶⽚的搅拌作⽤将使灰粉与软⼟混合，因此，搅拌钻头的形状直接影响灰、⼟的
搅拌效果。搅拌钻头的形状要保证在反向旋转提升时，对桩中⼟体有压密作⽤，⽽不是将灰、⼟向地⾯翻升⽽降低桩体质量。
5）计量装置及动⼒设备。
计量装置在粉喷桩施⼯过程中起到质量监测的作⽤，施⼯前必须标定，施⼯过程中要有专⼈监控记录。施⼯过程中监测⼀
般包括深度计、电⼦秤、各种压⼒表、电压表读数等。电压表、电流表主要反映钻头钻进过程中的受⼒情况，从中可判别钻头
经过地层的情况。⼀般为75kw的发电机组即可满⾜动⼒设备要求，也可使⽤市电。动⼒设备与桩机为⼀⼀配置。
6 施⼯中的质量控制
1）检测技术现场采集要加固的⼟样及施⼯⽤的固化剂送⾄实验室，按拟定的配合⽐和操作程序制作试块，试块成形后1
～2d拆模，称重后送⼊养护室进⾏各龄期养护，达到规定龄期后称重，作⽆侧限抗压强度试验，选定灰⽐。在桩⾝不同部位
切取试块，⽐较相同龄期室内试块与桩⾝切取的试块的强度。
2）质量控制措施开⼯前组织施⼯⼈员进⾏技术交底，施⼯中根据⼯程要求召开质量管理专题会，不得使⽤不合格的施⼯
机具及不合格或失效的⽔泥。控制钻头下沉和提升速度，保证加固范围内每⼀深度都得到充分搅拌。随时检查施⼯记录，对照
施⼯⼯艺对每根桩进⾏质量评定。对不合格的桩，根据具体情况采取补救措施。选取⼀定数量的桩体进⾏开挖，检查桩的外观
质量、搭接质量和整体性。具体控制要点如下：
（1）机⾝调平以钻杆是否垂直为依据，实际操作时可⽤铅锤吊线。
（2）喷粉或喷⽓时，当⽓压达到0.45Mpa时，管路可能堵塞，此时应停⽌喷粉，将钻头提升⾄地⾯，切断空压机电源，
停⽌送⽓。查明堵塞原因，予以排除。
（3）钻头钻⾄设计深度，应有⼀定的滞留时间，以保证加固粉料到达桩底。⼀般在开⼯前通过观察确定滞留时间。当⽤30m送料管时，滞留时间为2～4分钟。
（4）整个制桩过程⼀定要保证边喷粉、边提升连续作业。在提升过程喷粉搅拌，通过粉体发送器将⽔泥粉喷射⼊搅拌的
⼟体中，使⼟体和⽔泥沿深度⽅向充分拌和。要根据地质情况，决定提升速度，以得到较均匀的⽔泥⼟桩，提升速度根据试桩
参数确定。
（5）粉喷桩搅拌下沉时尽量不⽤⽔冲下沉。当遇较硬⼟层下沉太慢时，⽅可适量冲⽔。
（6）桩顶设计标⾼与地⾯标⾼接近时，地⾯以下1m范围内喷粉、搅拌、提升宜⽤慢速，当喷粉即将出地⾯时，宜停⽌提
升，搅拌数秒钟，以保证桩头均匀密实。
（7）喷粉开始时，应将电⼦秤显⽰屏置零，使喷粉过程在电⼦计量显⽰下进⾏。喷粉搅拌时，记录⼈员应随时观察电⼦
秤的变化显⽰，以保证各段（通常以1m为⼀个单位）喷粉均匀。
（8）粉体固化剂⼊罐时必须过筛，以保证⼊罐固化剂粒径不超过0.5cm，没有纸屑、⽯块等杂物。⽔泥可采⽤不同品种
⽔泥，标号⼀般采⽤425#或525#，掺⼊⽐为7％～15％，⽔泥标号每提⾼100号，⽔泥⼟的⽆侧限抗压强度qu约增加20％～30％。
7 质量标准及验收
1）基本要求。 ⽔泥的标号要符合设计要求。要按成桩试验所确定的技术参数进⾏施⼯；严格控制喷粉时间、停粉时间及⽔泥喷⼊量，确
保粉喷桩的长度；桩体上部l／3的桩长范围内必须进⾏两次搅拌，确保桩体质量；发现喷粉量不⾜时，应整桩复打；喷粉中断
时复打的重叠孔段应⼤于1⽶。
2）桩体质量检验及质量分析。
桩长及强度检测应以取芯为准，以取芯和轻便触探联合检测，前者为甲⽅抽检，频率为2％，后者为施⼯单位⾃检，频率
为5％。
从取芯结果看，原状⼟为含⽔量⼤的软弱淤泥时，桩体胶结较差，且为松散可塑硬塑状，桩体强度低；若原状⼟为粗砂层
或细砂层时，桩体胶结好，强度⾼；若原状⼟为粉砂、淤泥质粘⼟时，桩体胶结介于⼆者之间。
