浅谈粉喷桩在道路软土地基处理中的应用

浅谈粉喷桩在道路软土地基处理中的应用
【摘 要】结合跑龙套工程探讨了粉喷桩处理市政道路地基的施
工工艺，质量控制措施与检测方法。
【关键词】市政道路；软土地基；粉喷桩；施工工艺；质量控制
措施；检测方法
粉喷桩是“粉体喷射搅拌桩”的简称，就是利用专用的喷粉搅拌
钻机将水泥等粉体固化剂喷入软土地集中，并将软件土与固化剂强
制搅拌，利用固化剂与软土之间所产生的一系列无力化学反应，使
软土结合成具有一定强度的水泥桩体而形成复合地基的一种施工
方法，由于粉喷桩具有能有效减少总沉降量、承受较大的加荷速率、
抗侧向变性能力强、可大大缩短施工工期等优点，目前在道路工程
建设领域应用得较为广泛
1 粉喷桩施工方法
1.1 施工现场的准备工作
1.1.1 粉喷桩施工前应准备下列施工技术资料。施工场地的工程
地质报告，土工试验报告，室内配比试验报告，粉喷桩设计桩位图，
原地面高层数据表，加固深度与停灰面高层以及测量资料等
1.1.2 场地平整、清除障碍。如场地低洼，应回填粘性土；施工
场地不能满足机械行走要求时，应铺设砂土或碎石垫层。若地表过
软，则应采取防止机械失稳措施。
1.1.3 根据施工图纸画出桩位平面布置图
1.1.4 根据桩位平面平置图，在施工现场用钢尺定出每根粉桩的
桩位，并做好标记，每根桩的桩位误差不得大于5cm
1.1.5 在施工现场搭设水泥棚，水泥棚的底部用土填高，使之比
周围地面高出30~50cm。并铺设一层木板，然后铺设一层彩条布，
最后在设一层塑料薄膜，以确保水泥不受潮变硬。水泥棚内的水泥
贮存量应不少于60t。
1.1.6 对进场的机具设备进行组装和调试，确保机具的完好率，
保证满足施工要求。粉体喷射机安放的位置与搅拌机施工最远处之
间的距离不宜超过60m，不然，送粉管的阻力增大，送粉量就不稳
定。
1.1.7 一切准备工作结束进行试桩，以确定成桩的各项技术参
数，确定好钻进速度、提升速度、提升时的管道压力及喷灰时管道
压力等技术参数。掌握水泥搅拌的均匀程度及下钻、提升的困难程
度。确定合适的技术处理措施。
1.2 施工方法
1.2.1 定位。做好复测工作，在以后的施工中应经常检查桩位标
记是否被移动，确保粉喷桩桩位的准确性。机具移至桩位处并使钻
头正对竹签，复核机架的垂直度。
1.2.2 启动空压机送气，钻机正转并垂直钻进。当控制双螺旋搅
拌头到达设计桩底标高时，钻机反向转动，启动送灰机送灰，待水
泥送至喷灰口（一般约为1min）后再提升钻头，根据电子称重装置
显示的喷灰量调节调速电机，这样边喷粉，边搅拌，边提升。
1.2.3 当钻头提升至地面下0.25m时停止送灰，关闭送灰机。此
时钻机迅速换挡，重复搅拌，直至电流表达到100a以上停止复搅。
1.2.4 复搅结束后，关闭空压机，消散所有管道压力，钻机主电
机停机
1.2.5 开启液压步履，钻机移位。
2 粉喷桩施工的质量控制措施
2.1 粉喷桩施工前质量控制措施
2.1.1 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。
2.1.2 加强对原材料的检验。粉喷桩所用水泥必须经过试验室抽
检，满足规范的要求，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。
2.1.3 施工前必须进行工艺试桩。由于地质条件不同，为了克服
盲目性，确保粉喷桩加固地基收到预期的效果，在粉喷桩施工前必
须进行工艺试桩。
2.2 粉喷桩施工过程中质量控制措施
粉喷桩施工过程中，监理人员重点要控制好三个重要施工环节和
日水泥用量、日进度两个指标。
2.2.1 桩长按进入持力层控制。粉喷桩宜尽量打至持力层上（一
般控制为qc=800kpa），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，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确定。
2.2.2 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：一是要保证喷粉的均匀性，关键是
掌握好钻头的提升速度；二是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。
2.2.3 复搅拌控制。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。当桩长较长、土体天然含水量
较高、粘性重时，应采用“二喷二搅”的施工工艺，即：钻进—钻
至桩底后慢档提升、喷灰、搅拌至停灰面—钻进、复搅复喷至桩底
—提升、搅拌至停灰面—移位。防止出现“沉桩”现象。
3 粉喷桩的质量检测
3.1 粉喷桩质量控制标准
3.2 粉喷桩的检测方法
3.2.1 桩距、桩径及钻杆倾斜度的检测。在每处粉喷桩施工历程
中，随机按划定频率用吊锤对钻杆倾斜度举行现场检测；对已成桩
7d的粉喷桩，随机按划定频率挖出桩头，然后用卷尺对桩距、桩径
举行检测。
3.2.2 桩体强度及桩长的检测
第一．对成桩7d大粉喷桩，随机按划定频率举行如下几项检测：
（1）破去桩头0.3m~0.5m表层水泥，举行外貌检测，重要检测
其桩体外貌是否圆顺，水土壤搅拌是否均匀。
（2）用轻便触探仪对开挖出来的桩头举行强度检测，凭据n10
贯入10cm的锤击次数 或n10的一连贯入30cm的锤击次数来判定
桩头强度是否及格。不及格的桩，在成桩28d后举行举行钻芯取样
检测。
第二、对成桩28d的粉喷桩，随机按划定频率或对有困惑的桩举
行钻芯取样检测，重要有以下几个方面：
1）检测桩体粉喷是否均匀，桩体有无断粉征象，桩长是否到达
计划要求
2）对粉喷桩的芯样举行加工，磨制成等高试件做无侧限抗压强
度，应尽可能在芯样上、中、下三个部位各磨一组，一组三个试件，
用三个试件的代表值评定强度。
3.2.3 单桩和复合地基承载力检验。对某一园地施工质量有疑问
时，终极可以采用静荷载试验，检查复合地基承载力或单桩承载力。
静荷载试验没园地不小于3点，取3点试验的代表值，检查其是否
满足计划要求。
粉喷桩在质量检测方面，虽有多种方法，但由于试验设备和技术
等因素的限制只能限于浅层，对于深层强度与变形等检测，目前尚
未没有更好的方法，有待于进一步研究解决。