水利工程中粉喷桩软基处理技术探讨

水泥粉喷桩在拦水坝软基处理中的应用软土地基由于其特殊的地质特征，在水利项目的施工过程中必须对深厚的软土进行特殊加固。

水泥粉喷桩作为常用的软土地基处理方法，在水利项目中得到广泛应用，并取得良好效果。

本文主要结合拦水坝项目的管理实践，对拦水坝软基处理中水泥粉喷桩的技术应用进行了探讨。

标签：水利工程；水泥粉喷桩；软基处理1、项目概况泉州台商投资区百崎湖区整治及防洪排涝系统工程（拦水工程）位于亚洲艺术公园内，在1#行车桥下游建设一座埋石砼拦水坝以确保公园内湖区的景观常水位达到1.0m（85国家高程），拦水坝设计坝高2.5m，坝长141.5m，坝顶宽2.0m，上游侧直立，下游侧台阶状布置。

根据现场钻探揭露，工程地层依据岩土成因和岩性风化特征，自上而下依次为：素填土、粉质粘土、淤泥、中砂、粉质粘土、残积砂质粘性土、全风化花岗岩、土状强风化花岗岩、碎裂状强风化花岗岩、中风化花岗岩，其中淤泥钻孔揭露厚度达到6.30～11.00m。

坝体基底坐落在淤泥质土层上，设计采用水泥粉喷桩进行处理，桩径500mm，桩距1.15×1.15m，有效桩长11.8～13.3m，共有工程桩1016根，桩端穿透砂层，以进入砂层下部土层一定深度为原则。

2、水泥粉喷桩加固机理水泥粉喷桩是采用特制的深层搅拌设备，利用水泥可以固化的特性，在钻进的同时，将水泥通过压缩空气的传送，与地基深处的软土强制均匀拌合，使之产生充分的物理化学反应，将地基深处的软土固化成有整体性、水稳性和一定强度的水泥土桩，与桩间土共同作用成复合地基，由桩柱体和桩间土共同受力承受上部荷载，从而加固了地基。

水泥粉喷桩与其他加固体系相比，具有下述显著的优势：其一，加固工艺合理。

在施工过程中仅向土层中喷射水泥，无需注入附加的水分，使水泥能充分吸收软土中的水分，因此加固后的地基承载力与相类似的浆喷柱相比要高，加固效果更好。

其二，施工工艺成熟，施工方便。

有成套的粉喷桩施工机械，制桩过程完全机械化，同时可以直接在含有地下水的地层中施工，大大提高了成桩效率。

关于软基处理粉喷桩技术总结关于软基处理粉喷桩技术总结关键词：粉喷桩；软基处理；施工工艺；技术总结一、粉喷桩的应用由于江苏省地处沿海、沿江、江淮之间的水网地区，从已建和在建的1000多km高速公路来看，其70%～80%以上的路基均穿越软土地区。

而软基处理得好坏，直接影响到路基的稳定性、整体工程的营运质量及工程的经济性。

目前软基的主要处理方法有以下几种：①塑料排水板；②搅拌桩（粉喷桩与深搅桩）；③土工合成材料加筋；④等（超）载预压等。

相比之下，由于粉喷桩具有施工周期及预压期短、工后沉降小等特点，在江苏省高速公路软基处理中得到广泛应用，例如已建成通车的沪宁高速公路江苏段，粉喷桩处理软基工程量达几百万延米，正在建设的江苏“九五”高速公路也使用了一千多万延米的粉喷桩。

二、项目基本情况汾灌高速公路连云港段位于连云港海州区及灌云县境内，处于黄海地段，本地区多为以海相沉积为主的软基地层，软基地层厚度一般为8-12米，最大厚度为16米，软土地基加固方法以粉体搅拌桩（以下简称粉喷桩）为主。

在我标段不良地质为软（弱）土和膨胀土，软土2层和软弱土1-0或1-2层在全线都有分布，因此在软基处理中，大部分的桥头段及小型构造物基底也都采用了粉喷桩处理型式（详见“粉喷桩的设计”）。

三、粉喷桩机械粉喷桩施工机械主要采用GPP-5、GPP-7、PH5型粉喷钻机机组，每台机组配备发电机1台，根据规范要求，粉喷桩施工设备严禁使用非定型产品或自行改装的设备；所进场设备也必须配备性能良好的能显示钻杆钻进时电流变化的电流表，显示管道压力的压力表和计量水泥喷入量的电子秤或流量计。

粉喷桩施工主要设备表名称型号数量备注粉喷桩机PH-5、GPP-5、GPP-71可自动导向粉体发送器GS-11可自动称量发电机75kW1空压机1.6m31四、粉喷桩的设计粉喷桩处理软基的效果如何，很大程度上取决于配比的选择是否适合当地工程地质条件（主要指土质条件和天然含水量）和桩位的安排。

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。

浅析水利工程中粉喷桩在软基处理中的实际运用摘要：粉喷桩技术特别适用于水利工程中的软地基场合，它能改变软地基的土地性质，有效的提高其承载能力。

文章在水利工程软地基的背景下，介绍了粉喷桩技术的原理，然后基于力学理论，详细介绍了该技术的设计参数及设计方法，对其在实际工程中的适用范围和施工工艺等做了细致的讨论研究，最后介绍了该技术质量检测方法。

文章研究可为粉喷桩技术在水利工程中的运用提供理论指导和方法支持，并适用于其它类型的软地基场合。

关键词：粉喷桩；软基处理；实际运用水利工程多集中在江、河、湖、海边，建筑所处的地基为软土地基，相较于硬实地基，软土地基具有含水量较高、土质中孔洞间距大、易沉降的特点，其土地性质差，可承载能力低。

为了防止软地基的沉降对建筑产生破坏，造成事故或经济损失，需要对其进行加固，使其承载力高，性质稳定。

当前常用的加固处理办法主要有四种：复合地基法、排水固结法、强夯法与真空预压法。

在当下水利工程建筑软基处理的方法中，以复合地基法为主。

粉喷桩技术是复合地基法的一种，通过使用粉状水泥与软土混合搅拌，使软土变得固化、硬实，使其具有强于或类似硬土的稳定性，并能满足一定的强度要求。

该技术特别适用于对淤泥质土、粘性土或粉土的强化处理。

鉴于粉喷桩技术的实用性与重要性，本文从粉喷桩技术的实质出发，介绍了该技术的原理与特点，结合当前粉喷桩技术在实际中的运用，基于力学理论给出了该技术的设计方法，指出了其中的核心参数，然后对该技术在工程实际中的应用范围与施工的难点重点作了分析。

最后研究了该技术的质量检测方法。

1 粉喷桩技术的原理及特点当粉喷装机将作为固化剂的水泥搅拌进软土后，水泥中的主要矿物如CaO·SiO2、CaO·Al2O3、CaSO4、CaO·Al2O3·Fe2O3与水发生水化或水解反应，生成氢氧化钙（Ca（OH）2）、CaO·SiO2·YH2O凝胶、三硫型水化铝酸钙（CaO·Al2O3·3CaSO4·32H2O）以及单硫型水化铝酸钙（CaO·Al2O3·CaSO4·12H2O）等，氢氧化钙、铝酸钙水合物中的钙离子（Ca2+）与软土中的钾、钠离子（K+＼、Na+）发生置换反应，生成凝胶胶结土颗粒，颗粒聚集形成较大的颗粒团，从而使得软土固结形成具有良好整体性、水稳性以及较高强度的水泥粉喷桩。

粉喷桩技术在水利软基工程中的应用粉喷桩在水利工程中应用非常广泛，笔者结合某泵站工程，介绍了粉喷桩在地基处理的实践应用，并介绍了施工工艺以及施工质量控制要点，可供相关人士参考。

标签粉喷桩；水利工程；软基处理一、工程概况1、工程地质情况某水利泵站设计自排流量52m3/s，抽排流量14.8m3/s，为封闭堤穿堤建筑物，位于A河左岸，泵站中心线桩号南9+761。

泵站排涝面积42.25km2。

工程项目范围内存在的特殊性岩土主要有填土、膨胀土和软（弱）土，其中填土根据物质组成和堆填方式不同可分两类：1层素填土；软（弱）土主要为2-2层淤泥质粉质黏土，局部地方为软塑状粉质黏土；膨胀土主要为3层粉质黏土主要分布于岗地地区。

2-2层，淤泥质粉质黏土：深灰色，流塑，含少量腐植物，局部夹粉土，切面无有光泽，干强度低，韧性低，属高压缩性地基土。

厚度: 1.00～15.20m，层底埋深: 2.80～23.60m。

[fa0]=50 kPa～70kPa，qik=15 kPa～25kPa。

3层，粉质黏土：灰黄色、褐黄色，硬塑为主，含少量Fe，Mn质结核及浅灰色高岭土团块，切面稍有光泽，干强度高，韧性高，属中偏低压缩性地基土。

厚度:0.40～8.40m，层底埋深:1.40～17.00m。

[fa0]=220kPa～250kPa，qik=68kPa～70kPa。

2、粉喷桩设计该泵站的进水翼墙、进水闸、进水池挡墙、泵室、压力水箱、穿堤箱涵及出水口翼墙基础全部采用粉喷桩地基加固处理。

共布置桩5226根，设计桩体直径d=500mm，桩长分别为8m、10m，桩体在满足桩长条件下，插入第⑥层重粉质壤土不小于1m。

搅拌桩固化剂采用P.O.32.5级普通硅酸盐水泥，桩体28d无侧限抗压强度不低于180kPa。

复合地基承载特征性，进出口翼墙段为120kPa、泵室段117kPa、压力水箱段83kPa、涵身（Ⅰ~Ⅲ）段为163kPa、涵身（Ⅳ）段为130kPa，桩体单桩承载力为106kN。

路基软基粉喷桩处理施工研究摘要:本文研究了粉喷桩在处理路基软基方面的应用,首先对粉喷桩改造软基的原理进行了分析,然后介绍了粉喷法施工的具体流程和相应的组织管理和质量保证措施,最后把粉喷法和其他处理软基的方法进行了比较,表明了粉喷法施工速度快、造价低的优点。

关键词:路基软基粉喷法施工粉喷桩处理软基技术是利用水泥或者石灰作为固化剂,通过专门的深层搅拌喷射机械,把胶凝材料以粉状喷入地层深部中,并且通过钻机回转使得原位的软土能够均匀搅拌混合。

粉喷法最早是由瑞典的Kjeid Paus教授在1967年提出,并且在1971 年首次试验成功,在1974年取得了稳定路堤和深基坑的专利,此后这种方法在欧美被广泛应用。

国内最早在1983年开始相应的试验研究,并于1984年7月第一次在广东云浮硫铁矿铁路工程中使用。

从此粉喷桩在我国的高速公路路基处理中发挥了显著作用,目前国内工程当中使用的粉喷桩大多深至10～15m,其中最大桩长已经超过27m。

1 原理当固化剂和软土拌和以后,固化剂中的矿物首先同软土中的水发生水化反应,形成含水硅酸钙、氢氧化钙、含水铝酸钙剂、含水铁酸钙等水化物,其中的氢氧化钙和含水硅酸钙溶易溶于水,这就使得水泥颗粒表面再次暴露在水中,继续跟水发生反应,这样周围水溶液中的离子浓度逐渐达到饱和,生成物将以胶体形式析出。

随着时间的增长,水化物的强度进一步增加,形成水泥石骨料,提高地基承载力。

其中的一部分还会继续与软土中的钠盐和钾盐等继续发生反应,其中的钙离子跟钠离子和钾离子等进行了离子交换,这种交换作用可以把软土融入到形成的水泥石骨料中,形成更大的图团颗粒,实现提高土强度的目的。

不过水泥土的性质与混凝土仍有很大区别,在工程中需要注意如下几点。

(1)水泥土和石灰土的强度与龄期成正增长,但强度增长规律跟混凝土均有区别,并且两者的强度增长也有不同。

(2)固化剂掺合比和加固土中的含水率对水泥土的强度影响较大。

施工前一般要根据设计要求来进行相应的水泥土标准试验,以试验为依据得到最佳的掺合比。

浅析粉喷桩软基处理施工摘要：本文结合工程实例,对粉喷桩软基处理在设计、施工及质检中采用的室内配合比试验及现场抽芯检测相结合的作法进行论述。

关键词：粉喷桩；软基处理；应用Abstract: combining with practical engineering, the pile soft foundation treatment in design, construction and quality inspection of mixing the indoor test and field test smoke core of combining the practice was discussed.Keywords: pile; Soft foundation treatment; application1工程概况某工程位于市区。

由于该工程堤段均为新建堤段，原堤址河岸沿线地势平坦。

区域内地面标高一般为1．50—2．00m(珠基，下同)，设计防洪水位为2．41~2．71m(P=2％) 。

由于该堤段地质情况较为复杂，地层变化大，堤基存在较厚的软弱淤泥层，而软土地基作为一种常见的不良地基，它给堤防工程建筑物造成极大的危害，因此，该堤段采用了水利工程中较为常见的粉体喷射搅拌法(简称粉喷法)加固软土技术处理堤基，以达到提高堤基承载力及满足堤身的变形要求，从而保证堤防工程的安全。

2工程地质条件该堤址地形较为平坦，钻孔孔口标高为1．2～2．m。

场地内地层为第四纪河口平原构成，未固结或松散，厚度较薄，平均厚度为0．42m；②粘土，灰黄色，软塑，厚度较小，部分尖灭，平均厚度为0．62m，属中压缩性土；③淤泥，灰黑色，饱和，流塑，含少量腐植质、砂及少量贝壳，平均厚度为11．58m；④粉质粘土，灰白色，软可塑，含中细砂，属低至中压缩性土，层厚0．00—4．50m；⑤粉细砂，松散至稍密状态，灰白色，级配不良；⑥粗中砂，灰白色，中密状态，粗中砂为主，平均厚度为6．50m。

谈粉喷桩处理软基的处理与施工谈粉喷桩处理软基的处理与施工摘要：结合路基软圭埋置厚度大于三米的软土路段粉喷桩处理实例，对软基加固的机理、地基设计、施工工艺流程以及效果检验加以探讨。

关键词：粉喷桩；处理；软土地基；施工工艺1 概述路基不均匀沉降是造成水泥砼路面断裂破坏的主要因素之一。

某路多处位于淤泥质粘土，土质松软，承载力极低。

在这样的地质条件下修筑路堤，路基沉降量大，稳定性差。

若不对其进行有效地整治，将来势必造成水泥混凝土路面破坏。

某路勘察设计阶段勘探钻孔19个，人工挖孔7个，且孔点位置大都分布于桥位处，对线路的地质情况勘探极少。

工程开工后，发现原路基软基段与施工设计图相差甚远。

因此对该路基重新进行勘探，共钻孔96个，总进尺638米，基本掌握了软土路基的分层、埋深以及物理力学性质等。

根据软土路基土的分布情况，经专家与设计代表共同讨论决定：软土埋置厚度小于3m处，采用“清淤换填透水性材料”；软土埋置厚度大于3m的深层软土地段，采用粉喷桩复合地基进行加固处理。

这样，既消除了工程隐患，又缩短施工工期，保证了施工的正常进行。

2 粉喷桩加固软基的机理粉喷桩加固软土技术是利用水泥作为固化剂，通过专用的深层搅拌喷射机械，将粉状的胶凝材料喷入地层深部，凭借钻机回转钻头叶片与原位软土均匀搅拌混合并吸收地下水，经一系列的物理化学反应，随着时间的推移，形成具有整体性强、水稳性好和高强度的柱体（即粉喷桩）。

使软粘土硬结形成具有一定的强度、压缩性和渗透性较低的水泥土固体，从而达到加固路基的目的。

当水泥和软土拌和后，水泥颗粒表面的矿物很快与软土中的水发生水解和水化反应，形成水化物。

这些水化物有的进一步硬化，形成能吸收大量自由水的水泥石骨料；有的则与周围具有一定活性的软土颗粒发生反应，其中钙离子与软土矿物表面所带的钠离子、钾离子等进行离子交换，通过离子交换作用和团粒化作用使较小的土颗粒形成较大的土团粒。

通过凝硬反应，逐渐生成不溶于水的稳定的结晶化合物，从而使土的强度不断提高。

粉喷桩在软土路基处理中的应用探讨摘要随着我国高速公路的快速发展,粉喷桩软基处理技术得到了广泛应用,其处理效果已经越来越被广大的公路建设者接受认同。

本文结合工程实例,介绍粉喷桩的施工工艺方法、粉喷桩施工过程中的注意事项以及粉喷桩质量控制方法。

关键词粉喷桩;软基处理;施工工艺;质量控制0 引言粉喷桩又称加固土桩,是深层搅拌法加固地基方法的一种形式。

深层搅拌法是把水泥、石灰等材料作为固化剂,通过专门的搅拌机械将软土和固化剂进行搅拌,利用产生的物理一化学反应,使软土硬结成具有整体性、水稳性,并一定强度的优质地基。

粉喷桩是采用粉体状固化剂来进行软基搅拌处理的方法,也是加固饱和软粘土地基的一种新型方法。

粉喷桩非常适合于加固饱和软粘土,目前国内用于最多的就是加固淤泥、淤泥质土、粉土和含水量较高的粘性土。

1 粉喷桩工艺方法某标段路基桥头30m和涵洞、通道基底,当软弱土层厚度小于13m时,采用粉喷桩进行软土路基处理。

1) 粉喷桩施工之前,应该先把场地整平,清除地面以下包括石块、树根和垃圾等在内的一切障碍物,进行准确的桩位防样。

在比较低洼的地段,应该先进行排水清淤,然后再进行回填素土(不能回填杂填土)直至整平高程。

2)粉喷桩采用水泥为干粉,桩径50cm,设计水泥喷入量55±5kg/m。

粉喷桩施工前的工序:(1)室内配方试验,确定不同含水量土层的适宜喷灰量;(2)成桩试验。

掌握各种技术参数、下沉及提升的困难程度,掌握一系列施工参数,比如灰泵输灰量、预搅下沉速度、粉体搅拌提升速度、重复搅拌下沉、复搅提升速度以及水泥干粉经输灰泵到达搅拌机喷灰口的时间等。

粉喷桩试验桩不得少于2根。

在试桩及施工工程中,粉喷桩掺灰量宜根据软弱土层含水量按下表进行控制:3)施工步骤把相关施工机械按照规定进行就位以及调平;预搅下沉直至设计加固的深度;然后进行喷粉、搅拌提升直至预定挺灰面;重复进行搅拌提升,直至预定停灰面;最后关闭搅拌机械。