粉喷桩施工工艺在公路施工中的实践探析--中国期刊网

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粉喷桩施工工艺在公路施工中的实践探析

发表时间：2021/4/26 来源：《基层建设》2020年第33期作者：庄园

[导读] 摘要：由于粉喷桩属于地下隐蔽工程，其施工质量受多种风险因素影响，如施工机械器具、施工工艺、材料、施工人员素质等。

        中国水利水电第十六工程局有限公司福建福州 350000
        摘要：由于粉喷桩属于地下隐蔽工程，其施工质量受多种风险因素影响，如施工机械器具、施工工艺、材料、施工人员素质等。因此，在整体粉喷桩施工工艺实施过程中，如何建立全过程施工质量控制方案、保证整体施工质量，成为公路粉喷桩施工人员面临的重要任务。
        关键词：粉喷桩；公路施工；加固；软土路基；
        引言
        粉喷桩施工工艺在公路施工中的应用不仅可以提高公路软土地基承载能力，而且可以降低公路软土地基沉降量。
        1粉喷桩施工概述
        1.1粉喷桩施工机理
        粉喷桩施工工艺主要是以水泥为固化剂，利用深层搅拌机械设备将水泥与原位软土进行强制拌合并压缩，促使水泥与原位软土充分接触，吸收原位软土中水分，最终形成具有一定强度、抗变形能力的混合物质。
        1.2粉喷桩加固技术的特点
        首先，粉喷桩加固技术在施工中有极高简便性，整体需求较低、操作速度快，呈现出高效率，适用于地基处理。该技术工艺紧凑，能够凸显极快加固效果。其次，实际施工中，粉喷桩技术的振动小，在噪声方面展现出环保性，可在城市及建筑物较为密集的场所进行使用，使整体施工更具绿色化，与我国一直提倡的持续发展的先进理念需求相契合。
        最后，粉喷桩加固技术可以结合软土路基实际需求对加固方式进行灵活化选择，使操作更具针对性。同时可以减少钢材用量，在整体施工中将成本控制在较为理想范围内，也可避免施工所需资源的浪费。除此之外，该技术对软土路基有极强加固效用，可提升耐久性，切实有效增强其可靠性，保证软土路基锐度，凸显安稳性。
        2 粉喷桩技术的优越性
        （1）原状土利用率高，通过改善原状土力学性能获得更佳的承载性能；
        （2）通过转机搅拌原状土与水泥等材料，噪音小，对周边影响较小；
        （3）粉喷桩搅拌过程无污染，环保性相对较好；
        （4）与钢筋混凝土桩相比，造价相对较低，经济性较好；
        （5）施工范围广，可根据项目情况、地质条件及施工条件等诸多因素合理选择粉喷桩类型、设计桩位，从而获得最优的加固效果。
        3公路软土路基处理中粉喷桩技术
        3.1重视准备阶段，迎合施工需求
        在实际施工前，建筑企业应结合真实需求完成细致化准备工作，迎合后续施工各环节的整体需求。一方面，做好施工机械准备工作，全面准备空压机、粉喷桩钻机等进行粉喷桩加固技术所需机械设备。施工企业根据公路建设规模、软土路基真实情况，对现场做好勘查，细致化明确机械设备的数量和不同规格。与此同时，建筑企业会邀请专业人员参与，科学检测所需机械设备的运行状态和其性能。若出现不合格设备及时进行更换，避免在后续施工中出现不同问题，将故障隐患减少到最小程度，保证整体施工进度，提升整体施工的质量、效率。另一方面，应做好施工场地准备工作。第一，清理现场的垃圾和碎石等，清除公路建设区域障碍物，填平有低洼情况的路面，选用与施工路段土质相同的回填土，且不得混入杂土。在完成建筑范围内的清理工作后，施工人员还应进行适当碾压，将压实度控制在85%以上，满足粉喷桩施工需求。第二，通过多角度测量，对施工环节所需参数进行相应测量，如公路所处地质条件、现场情况，对特殊软土路基进行标注，在后续施工中根据需求选用粉喷桩加固技术。第三，施工人员应结合设计方案，选用标准钢尺测量出各根柱间的位置，进行标记，将各桩位间的误差值控制好，尽量保证在5 cm内。与此同时，还应对桩位做好复测工作，以免标注位置出现不同程度移动，使桩体位置能够得到准确标注，保证后续施工的标准，提升整体质量。

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        3.2施工顺序
        粉喷桩施工顺序主要为：施工准备及钻机就位→钻机钻进及喷粉搅拌提升→提升至设计标高后复钻、复拌→提升至标准高度后停机。
        依据上述施工顺序，在粉喷桩施工工艺实施过程中，首先施工人员应准备施工场地工程地质报告、土工试验报告、粉喷桩设计桩位图、原地面高程数据表、室内配比试验报告等资料。随后进行场地平整作业，若遇场地低洼或凹凸不平情况，施工人员可回填黏性土或铺设砂土、碎石垫层；若施工地表硬度不足，则可采用钢板铺设的方式，避免机械设备失稳对施工效果产生影响。同时施工人员可准备施工机具进行机械设备组装作业，并调整试桩施工参数。
        在确定粉喷桩试桩施工参数之后，施工人员可将深层搅拌机运输至施工位置，预搅下沉至设计标高。在设备定位工作完成后，施工人员可依据电机启动→送气施工→依次钻进的流程逐层钻进。依据工程地质特点，施工人员可采用正转预搅拌下沉的方法，逐步调高钻进速度。钻机速度一般需维持在VI 挡或者 V 挡，电流在 50～80 A，电压维持在 350～380 V，钻机钻进速度在 0.78—1.48 m/s，对应转速应在 45—76 r/min。随后在钻进下降至设计深度后调低钻进速度，开始喷粉搅拌作业。
        在粉喷搅拌作业开始前期，施工人员应严格控制粉体计量精确度，以保证水泥粉喷施均匀度。在具体粉喷搅拌作业开始时，施工人员可结合钻机深度，利用电子计量秤控制喷粉量。随后在加固料上升至特定高度时进行回转喷粉，维持慢速率原地搅拌。若搅拌料运输至灰口位置，则可逐步均速搅拌提升。同时喷干水泥粉至地面以下 0.48 m 位置，为保证喷粉效果，在喷粉深度＜3.0 m 时，可控制喷粉压力在 0.35～0.45 MPa之间；若喷粉深度＞3.0 m，则可控制粉喷压力在 0.30～0.35 MPa。在水泥粉喷施完毕后，在水泥桩上部 4.8 m 位置重复搅拌 1/3 桩长或者 1/2 桩长。同时关闭送料阀门，启动送气阀门，向管内输送气体，依据重复搅拌速度，重新搅拌提升至地面30.0 cm。考虑到桩上部强度要求较高，施工人员可进行多次搅拌提升作业。并在水泥桩距离地面下方 0.48 m 位置，由上部向下部回填水泥土或者 4.8%灰土。将回填土压实后关闭搅拌机械，进行下一水泥桩的施工。需要注意的是，在第二次喷浆搅拌过程中，施工人员应在关闭送气阀门、启动送料阀门的基础上，向管内输送水泥干粉 6 s。依据施工规范，重新搅拌至桩底后加快搅拌速度。若公路粉喷桩施工段地质条件较差，施工人员可在二次提升至原地面 0.78～1.48 m 后进行二次喷粉搅拌作业。
        3.3谨遵注意事项，提高管理实效
        （1）为保证喷粉均匀，管道连接应紧密性，同时对材料粒径进行控制，避免由于粒径大出现不均情况。应对空压机压力进行调整，完成工作后清理喷头处保持干净。
        （2）根据公路软土地基实际情况对含水量过低路段采用喷水操作，配以固化剂喷射，提升分喷桩的成桩质量，避免由于土层含水量不足，影响固化剂与周围土层融合时的固结情况，保证施工质量。
        （3）若有断桩出现，施工人员应对其情况做到科学且全面分析，找到问题根源，继而进行针对性解决，在清理断桩位置后，实施补桩方案。
        （4）钻孔与后续提升速度应根据之前试验所得数据，进行调整与严格控制。
        （5）粉末喷射时间需要做好控制，同时还应对粉末混合物还原时间、水泥掺入量等进行检查，保证粉末喷射所用过滤器长度位于桩体上部1/3处，还应进行2次搅拌，使桩柱做到水平稳定。
        结束语
        综上所述，结合实际情况选用粉喷桩技术对地基进行复合方式的加固，能够调整其整体结构，在化学加固基础上完成，使路基整体性得到切实有效提升，增强其水稳性，道路承载和强度能够满足社会多样化需求，对经济有一定促进效用。
        参考文献：
        [1]张小玲，肖慧媛.粉喷桩加固技术在公路软土路基中的运用[J].交通世界，2019（33）：60-61.
        [2]谭继标.粉喷桩加固公路软土路基施工技术及质量控制[J].科技风，2019（9）：115.
        [3]王荃.粉喷桩在公路软土地基处理中的应用[J].交通建设与管理，2020（3）：168-169.
        [4]梅健.粉喷桩技术在加固软土地基工程中的应用研究[J].四川水泥，2020，27（1）：344-345.