公路施工粉噴樁施工工藝實踐

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【摘要】粉噴樁施工工藝在公路施工中的應用不僅可以提高公路軟土地基承載能力，而且可以降低公路軟土地基沉降量。因此，本文以粉噴樁施工工藝在公路施工中應用為研究主題，介紹粉噴樁施工機理。結合具體工程對粉噴樁施工工藝在公路工程中的實踐進行簡單的分析，并提出幾點公路粉噴樁施工質量控制措施。

【關鍵詞】粉噴樁；公路施工；水泥干粉

由于粉噴樁屬于地下隱蔽工程，其施工質量受多種風險因素影響，如施工機械器具、施工工藝、材料、施工人員素質等。因此，在整體粉噴樁施工工藝實施過程中，如何建立全過程施工質量控制方案、保證整體施工質量，成為公路粉噴樁施工人員面臨的重要任務。

1粉噴樁施工機理

粉噴樁施工工藝主要是以水泥為固化劑，利用深層攪拌機械設備將水泥與原位軟土進行強制拌合并壓縮，促使水泥與原位軟土充分接觸，吸收原位軟土中水分，最終形成具有一定強度、抗變形能力的混合物質[1]。

2粉噴樁施工技術實踐

2.1項目概述

廈門市海滄大道位于海滄區嵩嶼街道東部，起點始于嵩嶼碼頭，終點止于馬青路鰲冠村段，全程與廈門本島隔海相望。道路全長8.2km，為城市Ⅰ級主干道，路面寬度50m，其中含機動車道（12.25m×2m）、人行道（5.0～5.5m）及旅游專用車道（9.0m）。海滄大道沿途為濱海灘涂地帶，地形平坦，地面標高－2.7～0.00m（黃海零點，下同），退潮時大部分裸露，漲潮時淹沒水深為3.0～5.0m。道路沿線的地基為流塑～軟塑狀態的淤泥，工程性質極差，不能滿足路堤荷載對地基的要求，一定要進行軟基處理。根據各路段不同的地質情況，設計采用了砂井預壓及粉噴樁兩種方案對路堤軟基進行了處理。其中K1+100～K1+820段路基軟基處理采用粉噴樁施工工藝。其土層狀態為表層1.0～2.5m厚硬塑層；下方為5.0～14.8m厚軟、流塑層（海相沉積淤泥土）；最后為持力層基巖。

2.2施工方案設計

本工程設計粉噴樁樁徑為48.9cm，間距為1.48m，以梅花樁型設置。樁長設計以穿透軟、流塑層進入持力層50.0cm以上為原則，設計長度為6～16m。用于粉噴樁施工水泥為42.5#普通硅酸鹽干粉水泥，設計水泥土28d內無側限抗壓強度在1.21MPa以上。

2.3施工順序

粉噴樁施工順序主要為：施工準備及鉆機就位→鉆機鉆進及噴粉攪拌提升→提升至設計標高后復鉆、復拌→提升至標準高度后停機。依據上述施工順序，在粉噴樁施工工藝實施過程中，首先施工人員應準備施工場地工程地質報告、土工試驗報告、粉噴樁設計樁位圖、原地面高程數據表、室內配比試驗報告等資料。隨后進行場地平整作業，若遇場地低洼或凹凸不平情況，施工人員可回填黏性土或鋪設砂土、碎石墊層；若施工地表硬度不足，則可采用鋼板鋪設的方式，避免機械設備失穩對施工效果產生影響。同時施工人員可準備施工機具進行機械設備組裝作業，并調整試樁施工參數。調整后獲得的試樁施工參數如表1所示。在確定粉噴樁試樁施工參數之后，施工人員可將深層攪拌機運輸至施工位置，預攪下沉至設計標高。在設備定位工作完成后，施工人員可依據電機啟動→送氣施工→依次鉆進的流程逐層鉆進。依據該工程地質特點，施工人員可采用正轉預攪拌下沉的方法，逐步調高鉆進速度。鉆機速度一般需維持在VI擋或者V擋，電流在50～80A，電壓維持在350～380V，鉆機鉆進速度在0.78—1.48m/s，對應轉速應在45—76r/min。隨后在鉆進下降至設計深度后調低鉆進速度，開始噴粉攪拌作業。在粉噴攪拌作業開始前期，施工人員應嚴格控制粉體計量精確度，以保證水泥粉噴施均勻度[2]。在具體粉噴攪拌作業開始時，施工人員可結合鉆機深度，利用電子計量秤控制噴粉量。隨后在加固料上升至特定高度時進行回轉噴粉，維持慢速率原地攪拌。若攪拌料運輸至灰口位置，則可逐步均速攪拌提升。同時噴干水泥粉至地面以下0.48m位置，為保證噴粉效果，在噴粉深度＜3.0m時，可控制噴粉壓力在0.35～0.45MPa之間；若噴粉深度＞3.0m，則可控制粉噴壓力在0.30～0.35MPa。在水泥粉噴施完畢后，在水泥樁上部4.8m位置重復攪拌1/3樁長或者1/2樁長。同時關閉送料閥門，啟動送氣閥門，向管內輸送氣體，依據重復攪拌速度，重新攪拌提升至地面30.0cm[3]。考慮到樁上部強度要求較高，施工人員可進行多次攪拌提升作業。并在水泥樁距離地面下方0.48m位置，由上部向下部回填水泥土或者4.8%灰土。將回填土壓實后關閉攪拌機械，進行下一水泥樁的施工。需要注意的是，在第二次噴漿攪拌過程中，施工人員應在關閉送氣閥門、啟動送料閥門的基礎上，向管內輸送水泥干粉6s。依據施工規范，重新攪拌至樁底后加快攪拌速度。若公路粉噴樁施工段地質條件較差，施工人員可在二次提升至原地面0.78～1.48m后進行二次噴粉攪拌作業。

3公路粉噴樁施工質量檢測及控制

3.1公路粉噴樁施工質量檢測

（1）在施工過程中，施工人員應隨機抽查加固料使用劑量。并結合設計要求，對樁長、復攪長度等關鍵參數進行分析，如噴樁延米數量、樁基領料數量、攪拌樁成型情況、機架鉆桿傾斜度等。同時根據異常情況及時制定異常方法處理措施。（2）在粉噴樁成樁一個星期內，施工人員可在成樁淺部開挖0.48～0.52m深度樁頭，目測觀察粉噴樁成樁均勻程度，并采用工具測量粉噴樁直徑。一般來說，為保證成樁效果，應保證整體檢查頻率在10%以上，同時相關人員可在成樁一個星期內采用輕便觸探儀，在樁徑方向1/4位置進行觸探。（3）在粉噴樁成樁四個星期后，施工人員可在樁體上部至樁頂下方50cm、100cm、150cm位置分別截取樁體，在施工現場開展足尺樁身無側限抗壓強度實驗。每一施工地點檢測頻率應在2.0%以上。同時施工人員以取芯的方式并結合輕便觸探儀，與甲方合作對樁長及強度進行檢測[4]。（4）為確定粉噴樁施工效果，施工人員可在粉噴樁施工位置設置沉降環，在路基中心線、路肩基地位置設置觀測點。依據公路粉噴樁施工標準要求，對路基填土進行分層填筑觀測，觀測頻率為1次/d。在整體施工結束之后施工人員可每周進行兩次觀測，直至樁體強度達到穩定為止。

3.2公路粉噴樁施工質量控制

（1）在粉噴樁施工工藝實施前期，施工人員應開展地質考察工作。結合施工設計方案開展成樁實驗，并完整記錄實驗結果。同時粉噴樁施工場地應盡量無水分淤積，必要情況下可設置排水設施。如在水泥桶與地面間可設置16cm左右間隔，在間隔位置可設置排水設施，以避免空氣水分淤積對水泥性能的不利影響。（2）在具體施工過程中，由于每一操作環節對數據誤差要求較高。因此，工程技術人員應嚴格依據既定數據設置后續施工方案。同時加強鉆井深度、氣壓氣流、下鉆速度的觀測，避免數據偏差過大對施工效果產生影響。而在軟土地基鉆設期間，應定期清理鉆桿，避免異物進入鉆桿堵塞水泥粉運輸通道，影響噴粉作業順利進行。（3）現場施工管理人員可安排專門人員負責攪拌機下沉、提升時間記錄作業，以便控制攪拌機下沉、提升作業誤差在5.0s以內。在攪拌機提升前期，施工人員應預留輸出送水泥粉至樁底的時間；若鉆頭高度提升至距離地面25.1cm時，可直接關閉噴粉設備并持續攪拌。同時為避免淤泥在孔壁上形成孔洞，在攪拌樁重復攪拌時應避免進行噴粉作業。若樁身已出現質量問題，則施工人員可在12h內進行補噴。并控制補噴干粉與以往干粉重疊長度在1.0m以下；若噴粉難度較大，無法判定噴粉長度，施工人員可依據設備電流變化數據進行判斷。（4）若出現異常情況，如淤泥返出數量超出0.50m3或者粉噴樁樁長發生明顯變化，施工人員必須及時報告相關技術人員[5]。并依據刻度線要求，對相關模塊噴射樁位置進行記錄標注。同時若出現噴漿量不足或者停電、灰管堵塞等情況，施工人員應將鉆頭提升至地面下30.0cm位置停止噴灰，并采用水泥土人工回填夯實措施。（5）在粉噴樁施工工藝實施過程中，水泥粉儲罐容量應在一根樁用灰量的基礎上增加50.0kg。若儲罐儲量無法滿足階段噴粉樁施工要求，施工人員應立即停止施工作業。

4結束語

綜上所述，粉噴樁施工工藝在我國公路施工中已得到廣泛的應用，在具體公路工程實踐中也取得了突出的效果。因此，在公路工程軟土地基施工過程中，工程管理人員可借鑒其他公路工程優秀施工經驗，結合本工程施工需求，合理應用粉噴樁施工工藝的。同時在整體施工環節制定完善的質量檢查及監督對策，保證粉噴樁施工工藝應用效果。

參考文獻

[1]訾士海，劉學生.粉噴樁施工技術在高速公路軟土路基中的應用[J].中華建設，2017（4）：160-161.

[2]王荃.粉噴樁在公路軟土地基處理中的應用[J].交通建設與管理，2020（3）：168-169.

[3]陽曉明.粉噴樁施工技術在高速公路軟土路基中的應用研究[J].科技創新與應用，2017（7）：236-237.

[4]孫紅艷.粉噴樁處理濱海新區公路軟土地基施工工藝探討[J].建筑機械，2017（6）：195-196.

[5]劉美玲.粉噴樁加固技術在公路施工中的應用[J].黑龍江交通科技，2017（3）：39-40.

作者：徐文銳 單位：廈門市海滄區建設與交通工程質量安全站