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粉喷桩技术在建筑软土地基加固中的应用摘要:本文首先对粉喷桩的荷载传递机理的进行分析，阐述了用粉喷桩技术在建筑软土地基的施工方法，并提出了保证施工质量的几点措施,希望对建筑工程施工中，如何处理软土地基提供有效的借鉴。
关键词:粉喷桩技术；建筑工程；软土地基；加固；应用1 粉喷桩的荷载传递机理复合地基是指天然地基中的部分土体通过某种方式得到增强或被置换而形成的强化地基。
粉喷桩复合地基是其中的一种,它是利用水泥作为固化剂,通过深层搅拌机械在软基中将软黏土和水泥强制拌和,使软弱土硬结成为桩土共同承担外部荷载的复合地基。
粉喷桩的加固原理主要基于:(1)水泥加固土的物理化学过程,即水泥与土拌和后水泥中的钙物质与土中的水发生化学反应,生成柱桩结晶而起到骨架作用。
(2)水泥的炭化反应,即水泥中大量的钙离子与土和水中的二氧化碳发生反应,生成碳酸钙沉淀,增加水泥土的强度。
(3)离子交换与团粒作用,即水泥土中大量的钙离子与钠离子、钾离子发生置换,形成大量的软土团粒和水泥团粒,使水泥土的强度得到提高。
粉喷桩自身性质通常介于刚性桩与柔性桩之间,它的刚度、抗压强度和抗侧压力作用小于刚性桩而大于柔性桩。
粉喷桩的轴向应力分布是不均匀的,从桩顶而下应力逐渐减小,最大轴向力位于桩顶3～5倍桩径范围内。
当施加较小荷载时,荷载通过垫层均匀地传递到桩和桩间土上,此时相应的变形也较小,桩与土的应力随荷载线性增长。
随着外荷载的增加,桩与土的应力将发生变化,为满足桩和桩间土的变形协调条件,荷载将按地基材料刚度的大小不断进行分配,此时桩承担了大部分荷载,应力逐渐向桩的顶部集中。
随着荷载的进一步增大,复合地基的变形速率加快,应力集中现象也越见加剧,最终桩承担的荷载达到极限,桩体首先进入局部塑性状态而不能分担增加的荷载,应力将会向桩间土转移,外加荷载的增量部分将由桩间土来承担,直至桩和桩间土共同进入塑性状态,此时所对应的荷载即为复合地基的极限荷载。
2 粉喷桩常见质量问题分析(1)喷粉时高压气流对软土的扰动比较明显,扰动后原土结构及粒间的胶结作用被破坏,在未达到新的稳定之前,可能导致地基承载能力反而降低了。
粉喷桩在水闸软土地基处理中的应用摘要：目前，在工程施工中，粉喷桩施工技术由于施工工艺比较简便、成本消耗比较低，而且对周围环境的影响较小，因此在水闸软土地基处理中应用的十分的广泛。
本文通过对水泥粉体喷射搅拌桩的施工技术和质量控制的方法进行简要的介绍，讨论了分喷桩在水闸软土地基处理中的实际应用，以供相关人士参考。
关键词：粉喷桩；软土地基；施工工艺；质量控制；加固效果所谓的水泥粉体喷射搅拌桩又被人们称之为粉喷桩，它主要是利用粉体喷射搅拌机械设备在原先的孔位和土层深部中，借助压缩空气的作用，将水泥干粉通过雾状的形式，喷入到了需要加固的地基当中，然后通过搅拌机的作用将水泥干粉与地基中的水分相结构，从而产生物理化学放样，形成了整体性良好、强度较高的水泥土桩，使其和地基中的土桩相结合组成复合地基，起到了地基加固的作用。
这种方法在当前的地基加固工程中已经被人们广泛的使用，并且也逐渐向各个领域进行推广，并且都还取得了不错的效果。
下面我们就通过实际案例来对粉喷桩施工在水闸软土基处理工程中的应用进行介绍。
一、实际案例某分洪闸枢纽工程闸室每孔净宽8.0 m，闸室总宽127.6 m；底板为筏式结构，采用空箱式岸墙，格仓式翼墙。
闸室、岸墙及上游翼墙基础均位于②层淤泥质黏性土层上，该层土的强度低、压缩性高，采用天然地基难以满足承载力和变形的要求，经设计分析后对分洪闸闸室、岸墙及上游翼墙处的地基均采用粉喷桩进行加固处理。
施工时地面高程约16.0 m，设计桩径为500 mm，有效桩长约4.0 m 左右，桩位采用满堂布桩，桩距95 cm ×9 5cm，加固处理后的复合地基承载力特征值达到96kpa。
二、闸基下的工程地质特性根据相关调查，施工人员了解到闸基下的地层属于淤积层，拥有典型的河流地质的特性。
该闸底板中的土层分布情况如下：1、淤泥质重粉质土壤这是一种软塑桩而且含有腐殖质的土质，该土壤在土层底部的厚度为3.0m，地层的高程为11.6m。
粉喷桩处理公路软土地地基施工技术一、粉喷桩的应用概述㈠定义粉喷桩属于深层搅拌法加固地基方法的一种形式，也叫加固土桩。
深层搅拌法是加固饱和软粘土地基的一种新颖方法，它是利用水泥、石灰等材料作为固化剂的主剂，通过特制的搅拌机械应地将软土和固化剂（浆液状和粉体状）强制搅拌，利用固化剂的主剂和软土之间所产生的一系列物理—化学反应，使软土硬结成具有整体性、水稳性和一定强度的优质地基。
粉喷桩应是采用粉体固化剂来进行软基搅拌处理的方法。
深层搅拌法具有施工工期短、无公害、施工过程无噪音、不排污、对相邻建筑物无不利影响等优点。
㈡粉喷桩的发展简况⒈粉喷桩粉体喷射搅拌加固土桩，于20世纪60年代后期由瑞典和日本分别提出。
石灰系搅拌法于1967年由瑞典的Kjeld Paus提出，1974年将石灰体喷射搅拌桩应用于路堤和深基坑边坡防护。
日本于1967年开始研制石灰搅拌施工机械，1974年开始在软土加固工程中应用。
我国于80年代初引进此项技术，1983年初，铁道部第四勘察设计院开始进行粉体喷射搅拌法加固软土地基的试验研究，并与铁道部武汉工程机械研究所合作，于1983年研制出了我国第一台液压步履式深层搅拌喷粉桩机。
1984年7月在广东省云浮硫铁矿铁路专用线上应用石灰搅拌桩加固单孔4.5m盖板箱涵的软土地基获得成功，1985年4月通过铁道部部级技术鉴定，后逐步推广使用，并取得了良好的社会效益和经济效益。
但由于国内粉状石灰产量不多，加之运输与保管也比较困难，因此近年来基本上均以水泥粉作为固化剂进行深层搅拌施工。
⒉水泥系深层搅拌法水泥系深层搅拌法始于美国，20世纪50年代引入日本，1974年由本港湾技术研究所、川崎钢铁厂和不动建设等厂家合作研制成功水泥搅拌固化法（CMC法），用于加固钢铁厂矿石堆场地基加固深度达32m。
接着日本各大施工企业接连开发研制加固原理、固化剂相近的各种不同规模、不同效率的深层搅拌机械，形成了多种施工方法。
杭州市温州路27号住宅楼改建工程和上海探矿机械厂铸钢车间厂房地基加固工程是国内采用水泥喷粉技术进行软基搅拌加固最早的两个实例。
粉喷桩在软土地基加固中的应用摘要：本文首先介绍了粉喷桩的基本原理和施工准备，然后分析了施工工艺及要求和粉喷桩质量控制，最后探讨了影响粉喷桩强度的主要因素和粉喷桩的质量检验。
关键词：粉喷桩；软土地基；加固；应用粉喷桩加固软土地基于1971年在瑞典首次应用于工程实践。
它是深层搅拌桩的一种，以水泥粉为固化剂的搅拌桩。
其作为一种加固地基的变形特性，减少在荷载作用下可能发生的沉降和不均匀沉降。
我国80年代初开始应用。
实践证明，粉喷桩主要适用于加固淤泥、淤泥质土和含水量较高的、地基承载力不大于120kPa的粘性土、粉土等软土地基。
粉喷搅拌法采用水泥、石灰粉等作为固化剂，不需向地基中注入附加水分，却能充分吸收桩周围软土中的水分，进而提高了桩周土的强度，使加固后地基的强度得以提高。
对于含水量很高的软土加固效果尤为显著。
采用粉喷桩处理后的复合地基承载力可达160 kPa~180 kPa。
由于就地加固，无需挖出软土，与其他地基处理方法相比，具有施工作业简便、机械设备简单、速度快、效果好等特点；施工过程中无振动、无污染，对周围环境及建筑无不良影响；适用范围广(据有关资料介绍，最大处理深度已达60 m)；经粉喷桩处理后的软基段地基整体强度提高，沉降稳定，可大大减少甚至免去超载预压所需时间，有利于基层、路面等后续工序的顺利进行，这样节约了投资、缩短了工期、加快了施工进度。
基于这些特点，粉喷桩施工推广应用研究的前景广阔。
1粉喷桩的基本原理粉喷桩是粉体喷射深层搅拌桩加固软土技术的简称，国外定名为DJM 工法( Dry Jet Mixing Method)。
其原理是通过喷射搅拌机将粉状加固料如水泥、石灰粉等，压缩空气喷入地基深部，凭借搅拌机的回转钻头叶片使加固料与原位软土混合，就地搅拌形成具有整体性、水稳性及一定强度的桩体。
桩体中的加固料与软土产生一系列物理化学反应，使软土硬结，从而使桩体与桩间土一起组成复合地基，起到加固地基的目的。
软土地基处理中粉喷桩的技术应用研究【摘要】软弱地基的处理在道路和房屋基础施工中是一个非常重要的课题。
如果不认真对待，会影响整条道路和房屋的质量。
介绍软基处理中的一种方法粉喷桩的施工技术方案和试验检测，
希望能提供一点参考。
【关键词】粉喷桩；工艺要求；检测措施
在日常生产过程中，粉喷桩软土地基处理施工中常常存在一些不规范的施工作业或是疏于管理的情况，如：水泥用量难控制；均匀性差、强度低；沉降得不到有效减少，达不到设计意图；甚至还有沉降量反而增大了等，影响了加固效果。
因此，在施工过程中应该采取哪些质量措施来确保其软基处理的效果，成为了一个亟待我们解决的问题。
1 施工前的质量控制措施
1.1 加强对原材料的检验
粉喷桩水泥一般选用325或425的普通硅酸盐水泥或矿渣水泥。
施工中所用的水泥的品种和标号应符合设计要求。
对购进水泥必须经过试验室抽检，满足规范的要求。
水泥的堆放应该符合防雨、防潮的要求，严禁使用过期、受潮、结块、变质的水泥。
1.2 加强对施工机械设备的检验
每台桩机必须配置可以控制桩身每米喷粉量的记录器，且记录器上的任何一个可操作的按钮和开关不得用于设定或操作时间、深度、喷粉重量、桩位编号、复搅深度、复搅次数等参数，防止伪造
施工记录。
桩机上的气压表、转速表、电流表、电子称必须经过标定，不合格的仪表必须更换。
每台桩机钻架相互垂直两面上分别设置两个0.5kg重的吊线锤，并画上垂直线。
在每台桩机的钻架上画上钻进刻度线，标写醒目的深度。
钻头直径的磨损量不得大于1cm。
1.3 施工前必须进行工艺试桩
不同地段具有不同的地质条件，为了克服施工的盲目性，确保粉喷桩加固地基达到预期的效果，在粉喷桩施工前必须进行工艺试桩，试桩数量不应少于5根。
试桩的目的是：提供满足设计喷粉量的各种操作参数。
如管道压力、灰罐压力、钻机提升速度、搅拌叶片旋转速度、搅拌速度等。
验证搅拌均匀程度及成桩直径。
确定该地质条件下，符合质量要求的合理掺灰量。
确定该地质条件下，合理的工艺流程。
确定进入持力层的判别方法。
2 施工过程中的质量控制措施
粉喷桩属地下隐蔽工程，其质量控制应贯穿在施工的全过程，特别应控制好三个重要施工环节和日水泥用量、日进度两个指标。
2.1 三个重要施工环节的质量控制措施
桩长按进入持力层控制：粉喷桩宜尽量打至持力层上，要穿透软弱土层到达强度相对较高的持力层，并且进入持力层50cm左右，在施工过程中，桩底设计标高往往与持力层并不一致，施工单位容易出现桩长以设计标高控制的现象，如在桩尖下尚留几米软土，则会有较大的工后沉降量，由于排水不畅，预压很长时间也很难稳定。
故粉喷桩实际施工桩长应按进入持力层控制。
判别是否进入持力层
的方法可由钻机钻到最深时的下钻速度和电流表的读数来判定，这两个参数是在工艺试桩时由业主、设计、监理、施工等四方代表确定，一般是下钻速度0.5米/分，电流值是额定电流值的125%以上。
粉体计量控制：粉喷桩的质量好坏与水泥掺入量的多少及喷粉的均匀性有直接的关系，因此，如何来计量粉体是控制的关键。
目前一般较为常用的是电子称重法与钻机深度相结合的计量装置，它能在记录上反映深度、相对应每延米的喷粉量、总灰量等。
粉体计量控制主要应注意以下两点：
要保证喷粉的均匀性，关键是掌握好钻头的提升速度。
因水泥喷入为人工控制，必须避免出现为满足每米喷粉量的要求，施工人员根据记录器显示凑数字，而认为导致的喷粉不均匀现象。
对于直径一定的粉喷桩来说，粉体发送器单位时间内水泥的喷出量q与搅拌轴提升速度可由下式来确定：
q=π/4.d2.r.s.v
其中：d：钻头直径（m）；
r：软土的容重（t/m3）；
s：水泥掺入比；
v：钻头提升速度（m/min）
从开始喷灰到钻头处出灰有一定时间，钻机钻至桩底后，必须预喷停留一段时间，方可提钻。
停留时间由管道长度等确定。
喷灰时，水泥在管道内的输送速度大约为1m/s，如管道长40米，钻至桩底后即喷粉提钻，则桩底实际少灰长度接近1米，反而搅动破坏
了桩底原状软土，使沉降量加大。
复搅控制：水泥与土搅拌均匀程度是关系到粉喷桩桩体强度的关键因素。
大量的施工实践已充分证明粉喷桩复搅与不复搅的质量相差甚大。
钻头喷出的粉体往往呈脉冲状，若不充分搅拌，粉体在桩中呈现层状，形成一种“夹生”，这样的桩即使水泥掺入量再多也没有强度。
复搅的作用在于通过充分的搅拌使粉体与土及水得到比较完全的接触与作用，促使桩体的形成。
为了确保搅拌的均匀性，施工时要严格掌握好钻机提升速度、搅拌叶旋转速度等，并应尽量采用全桩复搅以保证质量。
2.2 日水泥用量与日进度指标的质量控制措施
现场施工过程中，应随时抽查钻机的水平度和垂直度、钻进深度、喷灰深度、停灰标高、复搅深度、喷灰的管道压力、灰罐内的水泥加入量、剩余水泥量等，并作好相应检查记录。
现场应及时收取记录器打印记录，并校核时间、桩号的连续性等，防止出现弄虚作假现象。
每日施工结束后，所有打印记录应由现场监理检查合格后签字认可。
每日施工结束后应对施工现场水泥用量和记录器打印记录中的水泥用量加以统计，并记录在当天的施工日志中。
当两者误差大于5%时，必须查明原因后方可在打印记录上签字认可或采取补桩等处理措施。
现场应核对前后左右的桩的深度和成桩时间，如果深度相差较大或相同深度的桩成桩时间相差很大，则认为存在搅拌不匀或弄虚作假，并应采取补桩处理。
现场应根据钻杆的提升速度、每台桩机
的日工作数等，确定每日完成延米数和每根桩的施工时间。
如果某台桩机完成的延米数超过规定值较多或某根桩记录器打印记录显
示时间少于规定值较多，则认为存在搅拌不匀或弄虚作假，并应采取补桩处理。
3 施工后检测措施
粉喷桩施工完成后，应按规定频率进行取芯、无侧限抗压强度、单桩及复合地基承载力试验。
检测时，现场监理应全过程旁站，对取芯、单桩及复合地基承载力试验的桩，应由业主代表或是监理工程师指定。
对检测发现的问题，如未穿透软土层、部分断灰、喷灰不均匀、强度不足等，应严格进行加密、补桩等处理。
取芯时，取芯位置应取在桩径1/2处，而不应取在桩中心处，因粉喷桩桩体中心是钻杆占据的空间，成桩后中心部位强度较低，易造成桩体强度偏小的假象；钻孔取芯时要注意保持钻机平衡，避免因钻杆倾斜而造成斜孔，导致取芯失败；取芯长度应比桩长长
50cm左右，以检验桩底土性状。
在粉喷桩检测方法中，应以取芯试验为主，通过该方法，可以直观地掌握整个桩体的完整性、搅拌的均匀程度、桩体垂直度、桩长、是否达到持力层、含灰量的多少等。
4 结束语
综上所述，粉喷桩成桩质量的好与坏，与我们在施工过程中对各道工序的把关力度有着较大的联系。
本人相信，作为一名工程技术人员，只要我们能清楚地掌握各道工序的施工技术要求，并能在日常的施工管理中予以贯彻执行，那么，粉喷桩的质量控制问题，
将不再会是一个继续困扰我们的难题。
参考文献
[1]jtj 017-96.公路软土地基路基设计与施工技术规范.北京：人民交通出版社.
[2]中华人民共和国行业标准.粉体喷搅法加固软弱土层技术规范（tb10113-96）.。
