维普资讯 http://www.cqvip.com 。１０８。 全国中文核心期刊 路基工程 ２００８年第３期（总第１３８期） 粉喷桩在加固软土路基中的应用 綦春明 刘金松 聂春龙 （１，南华大学城市建设学院湖南衡阳４２１００１；２，中铁二院土木建筑设计二院） 摘要结合衡炎高速公路衡阳段软土路基处理工程，对粉喷桩处理软土路基的主要施工参数进 行了现场试验研究，并提出了施工过程中应注意的一些问题。 关键词 粉喷桩软土路基水泥掺入比 载荷试验 粉喷桩技术是利用水泥等粉体材料作固化剂，通 工程借鉴。 过特制的搅拌机械，在地基深处将软土和固化剂强制 搅拌，由固化剂和软土间所产生的一系列物理化学反 １ Ｔ程概况 应，使软土硬结成具有整体性、水稳定性和一定强度 衡炎高速衡阳段一路基，位于稻田及池塘中，池 的水泥加固土，从而提高地基强度和增大变形模 塘表层为软一流塑状淤泥，下层为粉质粘土、粘土、 量…。本文结合衡炎高速衡阳段一软土路基加固工 卵石土，底层石炭系灰岩，地基土的主要物理力学参 程，对粉喷桩加固技术进行了现场试验研究，提出粉 数特性如表１。 喷桩施工过程中的一些施工参数，以供类似软基加固 表１ 地基土主要物理力学参数表 趋势（图１），掺入比在ｌ８％和２Ｏ％增大趋势有所 ２路基处理方案 减缓，故采用ｌ８％的水泥掺入比。 工程处于稻田及池塘中，地基含水量极其丰富， 而粉体喷射搅拌法采用粉体作为固化剂，不再向地基 中注水，它能充分吸收周围软土中的水分，且水化反 应放热在地基中，使加固后地基的初期强度提高，对 凸一 含水量高的软土加固效果尤为显著 ，故采用粉 喷桩对路基进行处理。 唾 ３施工参数的确定 粉喷桩处理软土路基的施工设计主要是确定施工 参数，包括水泥土的配比，桩长，桩径及桩问距等。 水泥掺人比，％ 由于此段路基软土厚度为８～１０ ｍ，故桩长设计为ｌＯ 图１ 水泥掺入比与水泥土强度关系图 ｍ，以达持力层，其他参数多数通过现场试验确定。 ３．１水泥土配比的确定 ３．１．２￣＇ｌ－ＪＪｔｌ剂 为防止在加固过程中出现地下水流动导致水泥流 在软土天然含水量及水泥标号一定时，影响水泥 土强度的主要因素有水泥掺量、外掺剂、养护龄期， 失而影响加固效果，采取添加外加剂的办法改善水泥 这些是在试验的基础上确定的。工程采用４２５普通硅 土性能，以提高早期强度。在综合考虑木质素磺酸 酸盐水泥。 钙、石膏、三乙醇胺、氯化钙、硫酸钙、水玻璃等外 ３．１．１水泥掺入比 掺剂性能的基础上，选用水玻璃作为￣＇ｌ－ＪＪｔｌ剂。按水玻 水泥掺入比是指掺入土中的水泥质量与被加固软 璃：水泥为１：２５０和１：５００两种比例进行试验。由 土的质量的比值的百分数。选取ｌ４％、ｌ６％、 养护后水泥土的无侧限抗压强度（表２）可以看出： ｌ８％、２Ｏ％四种水泥掺入比做试验，根据三轴不排 水玻璃可以提高水泥土的早期强度，当水玻璃：水泥 ＝水剪试验可得：水泥土的强度随掺入比的增大呈增大 １：２５０时比１：５００对早期强度影响较为明显，但 在９０ ｄ后，二者接近一致，到１８０ ｄ后，对强度影响 綦春明，男，副教授。 明显减弱，几乎没有区别。工程采用１：２５０的配比。 维普资讯 http://www.cqvip.com
綦春明等：粉喷桩在加固软土路基中的应用 ‘１０９‘ Ｏ ｍ加∞∞如∞ ∞３．１．３龄期 水泥土强度随龄期的增长而提高，一般在超过 ２８ ｄ后仍有明显增长（图２），从无侧限抗压强度试 验得知，在其它条件相同时，不同龄期的水泥土抗压 强度间关系大致呈线性关系。当龄期超过２个月后， 每旋转一圈，其提升高度不得超过１６ ｍｍ； （４）如成桩过程中因故停止喷粉，应将搅拌头 下沉至停灰面以下ｌ ｍ处，待恢复喷粉时再搅拌提 升，以防止产生断桩； （５）粉喷桩实际成桩直径要比设计值大，为保 水泥土的强度增长减缓。荷载试验需在施工完成２个 月后进行。 职 图２养护龄期与水泥土强度关系图 ３．２桩径及桩间距 根据《建筑地基处理技术规范ＪＧＪ７９—２００２｝［４ ３ 进行设计，取直径５００ ｍｍ，桩间距为１ ｍ，梅花形布 置。在粉喷桩施工完毕６０ ｄ后对复合地基承载力进 行载荷试验。由图３看出复合地基承载力是天然地基 承载力的２倍，达到了地基处理的目的。 Ｐ／ｋＰａ ０ １００ ２００ ３００ 复合地基 天然地基 图３荷载试验Ｐ—Ｓ曲线图 ４施工要点 ４．１机具选择 采用国产ＰＨ５一Ａ型搅拌机，钻杆规格１１４ ｍｍ ×１１４ ｍｍ，灰罐容量１．３ ｍ ，主电机３７ ｋＷ，空压电 机１３ ｋＷ。 ４．２施工注意事项 （１）地表过软时应换土夯实或铺设垫板等措施， 以防止钻机失稳； （２）送粉管路超过６０ ｍ后，送粉阻力加大，送 粉量也不易恒定，故其长度应小于６０ ｍ； （３）提升喷粉搅拌时不能使用快档，搅拌钻头 证桩身设计强度，喷灰量应以实际桩径计算； （６）当钻头提到离地面０．５ ｍ时，发送器应停止 喷粉而改送压缩空气，注意不应将水泥粉带到剩余的 ０．５ ｍ土内或带出地表，以防止给后面施工造成困难。 ４．３质量检验 粉喷桩的施工质量控制应贯穿在施工的全过程， 质量检验主要包括： （１）成桩７ ｄ后开挖桩头，检查搅拌的均匀性及 成桩直径，检查量为总桩数的５％； （２）成桩３ ｄ内用轻型动力触探（Ⅳ 。）检查每 米桩身的均匀性，检查量为总桩数的１％，且不少于 ３根； （３）桩顶、桩底高程均不应低于设计值，桩底 一般应超深１００～２００ ｍＩｉｌ，桩顶应超过０．５ ｍ； （４）桩身垂直度误差不应超过１％。每根桩施工 完后均用水准尺或其他方法检测导向架和搅拌轴的垂 直度，间接检测桩身的垂直度。 ５结语 （１）采用粉喷桩处理软土路基能有效地减少总 沉降量和不均匀沉降，提高地基承载力。增强路基强 度。在处理区段路基填土基本不受填土速率的控制， 大大缩短了工期，提高了效率； （２）水泥土的强度主要受水泥掺人比、养护龄 期及外加剂的影响，试验研究可得到满足工程需要的 最佳施工参数； （３）衡炎高速公路衡阳段软土路基加固后。其 承载力比天然地基提高一倍，沉降量大幅减小，说明 采取的处理措施是行之有效的； （４）施工过程中要严格按照施工规程进行操作， 注意施工中的检测，确保工程质量； （５）工程中室内外试验所得到的粉喷桩的施工 参数，可作为类似工程施工时的参考依据。 参考文献： ［１］高大钊．软基加固新技术［Ｍ］．北京：机械工业出版社，１９９９． ［２］中华人民共和国冶金部．软土地基深层搅拌加固法技术规程（ＹＢＪ２２５ —９１）［ｓ］ 北京：冶金工业出版社，１９９１． ［３］中国建筑科学研究院．建筑地基基础设计规范（ＧＢ５０００７—２００２）［ｓ］． 北京：中国建筑工业出版社，２００２． ［４］中国建筑科学研究院．建筑地基处理技术规范（ＪＧＪ７９—２００２）［ｓ］． 北京：中国建筑工业出版社．２００２． 收稿日期：２００７～０８—２７
