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粉喷桩技术在公路工程中的应用分析

付玥赟+李世兰
摘 要： 伴随公路工程建设规模逐渐扩大，所面临的施工环境也更为复杂，为保证工程使用性能，必须结合实际情况选取相应技术，加强质量控制措施。粉喷桩技术属于化学加固法，具有工期短、施工便捷等优点，且施工成本相对较低，具有良好的经济性，在公路工程中得到广泛应用。本文主要对粉喷桩技术在公路工程中的具体应用进行分析，探讨质量控制措施。
关键词： 公路工程；粉喷桩施工；质量控制
近年来公路工程的建设事业不断推进，有效拉动了沿线经济增长。粉喷桩又被称为加固土桩，是采用深层搅拌法进行加固地基的一种方式，实现软土路基的有效加固。通常情况下，固化剂以水泥、石灰等材料为主，将固化剂及软土在专业的搅拌机械中进行搅拌，利用两者之间一系列物理化学反应的发生，对软土整体性及水稳性进行有效加强，实现其地基的优化，确保公路工程的质量。粉喷桩加固技术作为公路工程地基加固的重要方式，其施工效果是否良好直接影响着公路工程的整体质量，为此，施工单位必须重视粉喷桩加固技术的应用，在规范施工工艺的同时，不断改进技术，提高公路建设的整体质量，推动交通经济的高速发展。
一、工程案例
某公路工程合同段为填方路段，该路段为多条小冲沟集合区，路基两侧为水田，旧路没有设置涵洞，纵横向均排水不畅，常年积水，对下部土体有软化作用。根据此路段的补充工程地质报告地质勘察报告显示，软基的发育比原先估计要严重，淤泥厚度达到6.7～11m，原设计方案（抛填片石、清淤换填及松木桩等）处理效果已不能达到设计要求，为获得好的处理效果，新方案采决定用水泥粉喷桩法进行处理。桩距采用1.0m，正方形布置，要求打穿淤泥及软土层，深入其下土层至少0.5m，在桩顶填土之上需要先铺垫0.5m的砂砾垫层，再铺设一层土工格栅加强整体受力，土工格栅抗拉强度不小于25kN/m。然后再分层填筑路基。
二、粉喷桩技术在公路工程中的具体应用
1、前期准备工作
（1）施工现场处理
施工前期需对地下障碍物进行排查与清理，如石块、树根、地下管线等，以此避免工期、质量影响。低洼路段进行粘土回填，同时进行平整碾压，确保其压实效果。在地质条件不好的路段可以进行碎石垫层及砂土的设置，在较软地表的路段施工企业可以选取符合施工规范的技术进行有效处理，避免机械设备出现下沉现象。同时需按照施工需求进行水泥堆放台修建，应高于原地面50cm左右，随后进行水泥棚搭建，避免水泥出现变质、受潮现象。
（2）测量定位
根据桩位平面布置图，在施工现场用钢尺定出每根粉喷桩的桩位，并用竹签插入土层做好标记，每根桩的桩位误差不得大于5cm。同时做好复测工作，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。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30cm～50cm，并铺设一层木板，然后铺设一层彩条布，最后再铺设一层塑料薄膜，以确保水泥不受潮变硬。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。
2、钻机就位
钻机进入施工场地前，应将施工场地进行简单的平整或铺设砂垫层，然后放样定桩位。钻机进入施工场地后，用醒目的标示在钻架上标出深度控制标志，配合钻机上的深度表对桩长进行控制；并在钻机钻架上悬挂两条3m的垂线控制桩的倾斜度，以便更加简便直观地控制施工桩长和倾斜度。
3、工艺试桩
正式施工开始前，在充分考虑施工现场实际情况下，根据施工方案对试桩作业，通过工艺试桩确定机械设备的参数，保证机械设备在施工过程中能够满足施工要求。其次，通过试桩工艺，能够确定钻机的提升和下沉速度，保证成桩质量。为了保证数据的准确性，一般情况下试桩数量大于5根，配备专门的技术人员关注试桩过程中出现的问题，将问题一一进行记录，试桩作业结束之后，对这些问题进行统一分析，寻找解决方法。以避免在正式施工的过程中出现类似问题。
4、搅拌成桩
双螺旋搅拌头高度与设计桩底标高相符后，则停止钻进。钻头可原地旋转，不能停钻。钻机反向转动，送灰机启动后开始送灰施工，钻头提升作业可在水泥到达喷灰口进行，遵循相关规定，对电机速度进行调节，可同时进行喷粉、搅拌及提升工作，确保充分搅拌软土与固化材料。送灰停止时，应确保提升钻头高度与设计标高相符，正向旋转钻头，进行复搅、复喷作业，遵循施工要求确定复搅、复喷深度。当提升鉆头高度与地面距离在30—50cm时，发送器孔内喷射粉料作业可停止，完成成桩作业。此时因装置属于封闭回路，施工中不会出现空中喷射、飞散粉体的现象。在喷射土体的最后环节，喷粉作业可在搅拌钻头与地面距离30厘米的位置停止施工，避免地面有粉粒溢出。
三、公路工程中粉喷桩施工的质量控制措施
1、粉喷桩施工过程中的喷灰压力是由钻头处的被动土压力决定，应根据相关公式进行计算。通常情况下提钻喷粉时的压力比钻头处的被动土压力大0.1MPa，以确保在扣除管道、阀门、喷阻的阻力损失后，剩余压力仍大于被动土压力，并随着钻头的升高而减小。在此环节中应重点保证喷粉压力相对稳定，随钻头的升高而渐变，以此来保证喷灰量均匀，从而保证粉喷桩的施工质量。当钻头达到设定深度时，不可立即开始上提喷灰，因水泥粉经输送管道到达钻头的时间约为20s，并且水泥输送初期的稠度较低，若此时上提喷粉，则造成桩底部没有水泥或水泥剂量少而不匀。钻机的提升过程也是其喷粉过程，是保证粉喷桩施工质量的主要施工环节。在钻头提升过程中，随着钻头地匀速提升搅拌，均匀的喷出水泥粉与周围土体充分混和，形成具有一定强度水泥土，这是粉喷桩的成桩原理，因此，也是其关键施工环节，也就是说钻头的提升速度决定了单位喷灰剂量、搅拌均匀程度，是保证粉喷桩施工质量的根本措施，因此必须保证在施工过程钻头的提升速度符合试验桩所得的施工参数规定。
2、施工机具设备性能及工艺应满足喷浆均匀性、桩的连续完整性及加固深度的要求。搅拌机械应配置灰度自动记录仪，且处于检定有效期内。成桩过程中，如因故停浆，继续施工时必须重叠接桩，接桩长度不得小于0.5m。若停机超过3h，应拆卸输浆管路，清洗干净，在原桩位旁边补桩。 对于不合理加固料必须立即回收处理施工过程中浆体喷射搅拌桩漫出的浆液，避免对环境造成严重污染。如桩头位置出现破损情况，为避免对桩完整性造成影响，必须将桩头切除，其机械一般选用截桩机等。当软土地基的含水量在30%以下时，土中水分将不足以粉体水化；当含水量过高在70%以上时，水分又太多造成桩体强度的严重不足。采用搅拌的方式将黏土、粉体及水三者进行充分搅拌，促使其最大作用的发挥，形成桩体。如果不实行复搅作业，粉体喷出后其形状不能呈现出的脉冲状，而是层状，这样极大地降低桩体强度并损坏桩体。
四、结束语
综上所述，公路工程是经济发展的基础产业，必须对施工质量加以重视，确保其承载力及稳定性满足车辆通行需求。粉喷桩技术施工便捷、效率高，实现了对路基的有效加固，后期沉降量相对较小，切实提升公路工程的使用性能，延长使用寿命。在具体应用过程中，应充分掌握工程实际地质条件，制定科学施工方案，加强质量控制措施，严格遵循相应的技术标准及规范，减少施工质量隐患。■
参考文献
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