粉噴樁技術(shù)在公路工程中的應(yīng)用分析

付玥赟+李世蘭

摘 要： 伴隨公路工程建設(shè)規(guī)模逐漸擴(kuò)大，所面臨的施工環(huán)境也更為復(fù)雜，為保證工程使用性能，必須結(jié)合實(shí)際情況選取相應(yīng)技術(shù)，加強(qiáng)質(zhì)量控制措施。粉噴樁技術(shù)屬于化學(xué)加固法，具有工期短、施工便捷等優(yōu)點(diǎn)，且施工成本相對(duì)較低，具有良好的經(jīng)濟(jì)性，在公路工程中得到廣泛應(yīng)用。本文主要對(duì)粉噴樁技術(shù)在公路工程中的具體應(yīng)用進(jìn)行分析，探討質(zhì)量控制措施。

關(guān)鍵詞： 公路工程；粉噴樁施工；質(zhì)量控制

近年來公路工程的建設(shè)事業(yè)不斷推進(jìn)，有效拉動(dòng)了沿線經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)。粉噴樁又被稱為加固土樁，是采用深層攪拌法進(jìn)行加固地基的一種方式，實(shí)現(xiàn)軟土路基的有效加固。通常情況下，固化劑以水泥、石灰等材料為主，將固化劑及軟土在專業(yè)的攪拌機(jī)械中進(jìn)行攪拌，利用兩者之間一系列物理化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生，對(duì)軟土整體性及水穩(wěn)性進(jìn)行有效加強(qiáng)，實(shí)現(xiàn)其地基的優(yōu)化，確保公路工程的質(zhì)量。粉噴樁加固技術(shù)作為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響著公路工程的整體質(zhì)量，為此，施工單位必須重視粉噴樁加固技術(shù)的應(yīng)用，在規(guī)范施工工藝的同時(shí)，不斷改進(jìn)技術(shù)，提高公路建設(shè)的整體質(zhì)量，推動(dòng)交通經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展。

一、工程案例

某公路工程合同段為填方路段，該路段為多條小沖溝集合區(qū)，路基兩側(cè)為水田，舊路沒有設(shè)置涵洞，縱橫向均排水不暢，常年積水，對(duì)下部土體有軟化作用。根據(jù)此路段的補(bǔ)充工程地質(zhì)報(bào)告地質(zhì)勘察報(bào)告顯示，軟基的發(fā)育比原先估計(jì)要嚴(yán)重，淤泥厚度達(dá)到6.7～11m，原設(shè)計(jì)方案（拋填片石、清淤換填及松木樁等）處理效果已不能達(dá)到設(shè)計(jì)要求，為獲得好的處理效果，新方案采決定用水泥粉噴樁法進(jìn)行處理。樁距采用1.0m，正方形布置，要求打穿淤泥及軟土層，深入其下土層至少0.5m，在樁頂填土之上需要先鋪墊0.5m的砂礫墊層，再鋪設(shè)一層土工格柵加強(qiáng)整體受力，土工格柵抗拉強(qiáng)度不小于25kN/m。然后再分層填筑路基。

二、粉噴樁技術(shù)在公路工程中的具體應(yīng)用

1、前期準(zhǔn)備工作

（1）施工現(xiàn)場(chǎng)處理

施工前期需對(duì)地下障礙物進(jìn)行排查與清理，如石塊、樹根、地下管線等，以此避免工期、質(zhì)量影響。低洼路段進(jìn)行粘土回填，同時(shí)進(jìn)行平整碾壓，確保其壓實(shí)效果。在地質(zhì)條件不好的路段可以進(jìn)行碎石墊層及砂土的設(shè)置，在較軟地表的路段施工企業(yè)可以選取符合施工規(guī)范的技術(shù)進(jìn)行有效處理，避免機(jī)械設(shè)備出現(xiàn)下沉現(xiàn)象。同時(shí)需按照施工需求進(jìn)行水泥堆放臺(tái)修建，應(yīng)高于原地面50cm左右，隨后進(jìn)行水泥棚搭建，避免水泥出現(xiàn)變質(zhì)、受潮現(xiàn)象。

（2）測(cè)量定位

根據(jù)樁位平面布置圖，在施工現(xiàn)場(chǎng)用鋼尺定出每根粉噴樁的樁位，并用竹簽插入土層做好標(biāo)記，每根樁的樁位誤差不得大于5cm。同時(shí)做好復(fù)測(cè)工作，在以后的施工中應(yīng)經(jīng)常檢查樁位標(biāo)記是否被移動(dòng)，確保粉噴樁樁位的準(zhǔn)確性。在施工現(xiàn)場(chǎng)搭設(shè)水泥棚，水泥棚的底部用土填高，使之比周圍地面高出30cm～50cm，并鋪設(shè)一層木板，然后鋪設(shè)一層彩條布，最后再鋪設(shè)一層塑料薄膜，以確保水泥不受潮變硬。對(duì)進(jìn)場(chǎng)的機(jī)具設(shè)備進(jìn)行組裝和調(diào)試，確保機(jī)具的完好率，保證滿足施工要求。

2、鉆機(jī)就位

鉆機(jī)進(jìn)入施工場(chǎng)地前，應(yīng)將施工場(chǎng)地進(jìn)行簡(jiǎn)單的平整或鋪設(shè)砂墊層，然后放樣定樁位。鉆機(jī)進(jìn)入施工場(chǎng)地后，用醒目的標(biāo)示在鉆架上標(biāo)出深度控制標(biāo)志，配合鉆機(jī)上的深度表對(duì)樁長(zhǎng)進(jìn)行控制；并在鉆機(jī)鉆架上懸掛兩條3m的垂線控制樁的傾斜度，以便更加簡(jiǎn)便直觀地控制施工樁長(zhǎng)和傾斜度。

3、工藝試樁

正式施工開始前，在充分考慮施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況下，根據(jù)施工方案對(duì)試樁作業(yè)，通過工藝試樁確定機(jī)械設(shè)備的參數(shù)，保證機(jī)械設(shè)備在施工過程中能夠滿足施工要求。其次，通過試樁工藝，能夠確定鉆機(jī)的提升和下沉速度，保證成樁質(zhì)量。為了保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，一般情況下試樁數(shù)量大于5根，配備專門的技術(shù)人員關(guān)注試樁過程中出現(xiàn)的問題，將問題一一進(jìn)行記錄，試樁作業(yè)結(jié)束之后，對(duì)這些問題進(jìn)行統(tǒng)一分析，尋找解決方法。以避免在正式施工的過程中出現(xiàn)類似問題。

4、攪拌成樁

雙螺旋攪拌頭高度與設(shè)計(jì)樁底標(biāo)高相符后，則停止鉆進(jìn)。鉆頭可原地旋轉(zhuǎn)，不能停鉆。鉆機(jī)反向轉(zhuǎn)動(dòng)，送灰機(jī)啟動(dòng)后開始送灰施工，鉆頭提升作業(yè)可在水泥到達(dá)噴灰口進(jìn)行，遵循相關(guān)規(guī)定，對(duì)電機(jī)速度進(jìn)行調(diào)節(jié)，可同時(shí)進(jìn)行噴粉、攪拌及提升工作，確保充分?jǐn)嚢柢浲僚c固化材料。送灰停止時(shí)，應(yīng)確保提升鉆頭高度與設(shè)計(jì)標(biāo)高相符，正向旋轉(zhuǎn)鉆頭，進(jìn)行復(fù)攪、復(fù)噴作業(yè)，遵循施工要求確定復(fù)攪、復(fù)噴深度。當(dāng)提升鉆頭高度與地面距離在30—50cm時(shí)，發(fā)送器孔內(nèi)噴射粉料作業(yè)可停止，完成成樁作業(yè)。此時(shí)因裝置屬于封閉回路，施工中不會(huì)出現(xiàn)空中噴射、飛散粉體的現(xiàn)象。在噴射土體的最后環(huán)節(jié)，噴粉作業(yè)可在攪拌鉆頭與地面距離30厘米的位置停止施工，避免地面有粉粒溢出。

三、公路工程中粉噴樁施工的質(zhì)量控制措施

1、粉噴樁施工過程中的噴灰壓力是由鉆頭處的被動(dòng)土壓力決定，應(yīng)根據(jù)相關(guān)公式進(jìn)行計(jì)算。通常情況下提鉆噴粉時(shí)的壓力比鉆頭處的被動(dòng)土壓力大0.1MPa，以確保在扣除管道、閥門、噴阻的阻力損失后，剩余壓力仍大于被動(dòng)土壓力，并隨著鉆頭的升高而減小。在此環(huán)節(jié)中應(yīng)重點(diǎn)保證噴粉壓力相對(duì)穩(wěn)定，隨鉆頭的升高而漸變，以此來保證噴灰量均勻，從而保證粉噴樁的施工質(zhì)量。當(dāng)鉆頭達(dá)到設(shè)定深度時(shí)，不可立即開始上提噴灰，因水泥粉經(jīng)輸送管道到達(dá)鉆頭的時(shí)間約為20s，并且水泥輸送初期的稠度較低，若此時(shí)上提噴粉，則造成樁底部沒有水泥或水泥劑量少而不勻。鉆機(jī)的提升過程也是其噴粉過程，是保證粉噴樁施工質(zhì)量的主要施工環(huán)節(jié)。在鉆頭提升過程中，隨著鉆頭地勻速提升攪拌，均勻的噴出水泥粉與周圍土體充分混和，形成具有一定強(qiáng)度水泥土，這是粉噴樁的成樁原理，因此，也是其關(guān)鍵施工環(huán)節(jié)，也就是說鉆頭的提升速度決定了單位噴灰劑量、攪拌均勻程度，是保證粉噴樁施工質(zhì)量的根本措施，因此必須保證在施工過程鉆頭的提升速度符合試驗(yàn)樁所得的施工參數(shù)規(guī)定。

2、施工機(jī)具設(shè)備性能及工藝應(yīng)滿足噴漿均勻性、樁的連續(xù)完整性及加固深度的要求。攪拌機(jī)械應(yīng)配置灰度自動(dòng)記錄儀，且處于檢定有效期內(nèi)。成樁過程中，如因故停漿，繼續(xù)施工時(shí)必須重疊接樁，接樁長(zhǎng)度不得小于0.5m。若停機(jī)超過3h，應(yīng)拆卸輸漿管路，清洗干凈，在原樁位旁邊補(bǔ)樁。 對(duì)于不合理加固料必須立即回收處理施工過程中漿體噴射攪拌樁漫出的漿液，避免對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染。如樁頭位置出現(xiàn)破損情況，為避免對(duì)樁完整性造成影響，必須將樁頭切除，其機(jī)械一般選用截樁機(jī)等。當(dāng)軟土地基的含水量在30%以下時(shí)，土中水分將不足以粉體水化；當(dāng)含水量過高在70%以上時(shí)，水分又太多造成樁體強(qiáng)度的嚴(yán)重不足。采用攪拌的方式將黏土、粉體及水三者進(jìn)行充分?jǐn)嚢?，促使其最大作用的發(fā)揮，形成樁體。如果不實(shí)行復(fù)攪作業(yè)，粉體噴出后其形狀不能呈現(xiàn)出的脈沖狀，而是層狀，這樣極大地降低樁體強(qiáng)度并損壞樁體。

四、結(jié)束語

綜上所述，公路工程是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，必須對(duì)施工質(zhì)量加以重視，確保其承載力及穩(wěn)定性滿足車輛通行需求。粉噴樁技術(shù)施工便捷、效率高，實(shí)現(xiàn)了對(duì)路基的有效加固，后期沉降量相對(duì)較小，切實(shí)提升公路工程的使用性能，延長(zhǎng)使用壽命。在具體應(yīng)用過程中，應(yīng)充分掌握工程實(shí)際地質(zhì)條件，制定科學(xué)施工方案，加強(qiáng)質(zhì)量控制措施，嚴(yán)格遵循相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范，減少施工質(zhì)量隱患?！?/p>

參考文獻(xiàn)

[1]王磊.公路軟基處理中粉噴樁施工工藝應(yīng)用及質(zhì)量控制[J].黑龍江交通科技，2011年04期.

[2]史會(huì)強(qiáng)，張曉麗.公路軟基處理中粉噴樁的施工控制措施[J].企業(yè)技術(shù)開發(fā)，2014年14期.

[3]程松根.粉噴樁技術(shù)在高速公路軟基處理中的應(yīng)用[J].工程技術(shù)（全文版），2016年08期.

[4]蔡鳳華.粉噴樁處理軟基的施工工藝及施工質(zhì)量管理[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2014年11期.endprint