软基粉喷桩处理施工技术
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摘 要：随着时代的不断发展，人们生活水平不断提高，对于公路建设的要求也越来越严格，其中对于路面的要求也逐渐提高，本文就软基粉喷桩处理施工技术进行深入的探讨，希望能对公路建设有所帮助。
关键词：软基粉喷桩，处理，施工技术
一、引言
在公路工程建设中，技术人员需要对路面进行整理，也是铺路基的过程，在这个过程中，技术人员常常会发现有一种软土路基，这是一种因为地质原因而导致的路面质量不良的地基，它的成因和构成比较复杂，而这种地基如果投入使用，往往会造成一定的经济损失，时间常了还会造成一定的人员伤亡与安全事故，所以，在工程中，一旦发现这种路基，通常都需要进行及时的处理。目前，针对软弱地基的不同构成有很多不同的处理方法。本文作者结合处理软弱地基的实践，对粉喷桩加固处理软弱地基的质量控制作一些探讨。
二、软基粉喷桩处理施工概述
如前文所述，软土路基对于公路建设与公路使用都是十分不利的，所以，技术人员可以采用粉体喷射以及水泥搅拌加固软基的技术，对软土路基进行加固，通常都是利用水泥等作为固化剂，通过特制的深层粉体喷射搅拌机，将粉状加固料用压缩空气输送至钻头，并以雾状喷射到加固地基的土层中。
同时，技术人员再凭借水泥搅拌机的回旋钻头叶片的旋转，在设计中，对软土路基的加固深度进行扩大，和原位软土进行强制的搅拌混合，利用水泥吸水与土壤颗粒发生水解、水化反应并进行阳离子交换等物理化学作用，使软土形成具有整体性、水稳性和一定强度的水泥柱状体(简称粉喷桩)。
这些强度和刚度较桩周土高出若干倍的柱状加固体与桩间一起构成复合地基，在稳定地基土的同时提高其强度，使地基土的工程性质得到局部改善，从而达到加固地基的目的。
三、影响软基粉喷桩质量的因素
1 在公路建设中，不同的软土路基，往往性质大有不同，所以，技术人员应当先对软土路基的性质进行判断，然后再进行施工，而影响粉喷桩强度的地基土的性状因素主要有以下几种：
（1） 土的塑性：粉喷桩适用于多种软弱土，但加固质量与土质有关 水泥对于软土的加固效果随其塑性的增加而减弱，土的颗粒越细或高塑性矿物成份越多，水泥土的强度越不易提高。
（2） 有机质含量：有机质含量高的软土和泥炭类土加固较困难。当有机质含量超过5％时，为使粉喷桩达到所需强度，需采取加固措施，如采用增加适当的外掺剂粉煤灰、石灰等形成复合的固化剂，提高水泥土的强度。
（3） 土中水的影响：土的含水量、水中可溶性盐类对水泥土的腐蚀性和水的酸碱度(PH值)均影响粉喷桩的强度。土的含水量在85％ ～50％范围内的变化时，含水量的降低对水泥土强度提高的作用显著。土的含水量低于30％时，需添加适当水量以完成水化反应。此外软土含水量增大还会降低水泥土的早期强度。对含水量高的软土，需增大水泥掺人比或掺人适量的石灰膏吸附软土中的自由水份，提高水泥土强度
2 水泥品种
（1） 各种水泥均可用于粉喷桩，但仍有必要适当选用水泥品种，水泥品种的影响主要表现在水泥土早期强度及抗腐蚀性两个方面。在冻土地区，还要重视水泥的抗冻性能。一般情况下，粉喷桩多用325号或425号矿渣硅酸盐水泥。实验表明水泥土的无侧限抗压强度随龄期增长的规律与所用水泥一致，采用后者的水泥土强度比前者可提高约20％～30％
（2） 水泥掺入比
桩体强度随水泥掺人比 的增大而提高。为了获得必要的强度， 不应过低，但aw过高也不经济，一般取10％ ～15％(对于桩径d=500n~a的桩大致相当于喷粉量35～50kg／m) 根据需要aw也可能超过20％。
四、软基粉喷桩的质量控制
粉喷桩是水泥与天然地基土的搅拌物，其桩体质量除受上述因素影响外也受地层因素、搅拌机械性能与施工工艺等因素的综台影响，施工中必须严格控制水泥喷粉的含量、搅拌机械喷粉速度、水泥与地基土的搅拌均匀程度，这一切均需经过试验及所选用搅拌机械的参数确定，施工中进行现场监控。
1 地层因素
软基中沿深度的土层分布、地基中的夹层或交错互层，透镜体、尖灭等层理构造，均可能影响成桩的质量，导致桩体强度不均匀，桩尖强度过低等情况，甚至造成断桩。试验表明，在粉喷桩应力较大的上部桩段，不同土层界面处的桩身应力、应变可能达到最大值，其中位于低强度土层地段的桩体将首先破坏。因此，在进行设计时，要充分调查勘探了解地层中软土的分布情况，综合考虑桩身应力分布及土层特点，确定加固地区桩的长度，重点分布及桩身强度设计
2 喷粉量控制
喷粉即将粉体成桩固化剂(一般为水泥)用高压空气灌送到钻头并喷射到土层中去。喷粉的质量直接关系到成桩质量。喷粉一般在喷气操作后进行。其操作顺序一般是：开通喷粉球阀和碟阀、关闭喷气阀，按下无级变速器电机启动按钮，使旋转供料器送料到喷射管
3 粉量计量
电子秤是监测储粉罐中加固粉体剩余重量、每米喷送情况的计量装置。喷粉开始时应将电子秤显示器屏清零，使喷粉过程在电子计量显示下进行，喷粉搅拌时，记录人员应随时观测电子称的变化显示及钻杆提升高度，以保证各段(一般为及整个桩喷粉的均匀性。
4 提升速度
在粉喷桩施工中，桩机提升的快慢将直接影响加固粉体的喷人。桩机提升速度快，钻头上、下叶片的之间土体由于离心作用产生向外运动的趋势，从而在钻头轴心附近形成过渡区。提升速度快也会使得钻头对桩位土体的压密作用减弱，桩体土相对较松散。再者，钻头单位时间内行程大，为混合空气提供了更大的空间。因此一般桩机提升速度快有利用加固粉体的喷送，但若桩机提升速度过快而与送粉器的送粉速度不相协调时，则会出现送粉不匀断桩、喷粉量偏小等缺陷。
5 气体压力
气体压力主要靠空气压缩机供给，当空气压缩机的压力不能保证储粉罐、送粉管道、地下反压之间合适的压力差，将导致喷粉困难，管道堵塞等造成喷粉量减少、断桩等缺陷。在喷粉过程中，根据不同深度粘土性质，气压一般为0．20-0．35MPa，当气压达到0．45MPa且压力表指针摆幅较大时，喷送管路可能堵塞，此时应停止喷粉，并将钻头提升至地面，查明原因。
6 路基填土速度
粉喷桩及桩间土作为复合地基承受上部垂直荷载。有关资料表明，对于摩擦桩型的水泥搅拌桩，其轴向压力白桩顶向下逐渐减小，最大压力位于桩顶以下2～3倍桩径范围内。根据已有试验结果，上部复搅的粉喷桩承载力比没有复搅的桩强度提高1／3以上。
五、总结
由于桩的压缩模量和承载力比桩问土的高，桩顶相对刺人路堤底部的填料中，即桩具有上刺人条件，而且水泥桩较充分固化期约为9O天，从粉喷桩施工完毕到开始填筑路基有一定时间间隔，实际施工中约为一个月，此时水泥桩的强度达到设计的6O％-75％以上。因此，在填土过程中要严格控制填土速率，避免因加载过快导致地基沉降过大甚至失稳或断桩现象。如条件许可，粉喷桩上层2～3m范围内宜选用不易分化的填料均匀填筑，其目的是对加固桩间土有一定的挤密作用，同时桩与桩间土共同受力条件较好
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