浅议粉喷桩和土工格室在软基处理中的应用

15浅议粉喷桩和土工格室在软基处理中的应用肖勇1袁燕云2黄敏2（1江西省吉安市林业勘察设计院吉安343000）（2江西科力咨询监理有限公司南昌330003）摘要：通过对粉喷桩和土工格室在挡土墙基底处理施工中的应用，介绍了粉喷桩和土工格室的施工工艺和检测方法。关键词：道路工程；粉喷桩；土工格室；软土地基0前言粉喷桩加固地基是利用粉体喷射搅拌机械在钻孔过程中，用压缩空气将粉状加固料以雾状喷入加固的软土中，凭借钻头叶片的旋转，使加固料与原位软土就地强制搅拌混合，加固料吸水后进行一系列的物理化学反应，使软土硬结，形成一种特殊的具有较高强度，较好变形特征和水稳性的混合柱状体，它对提高软土地基承载能力，减少地基的沉降量及保证桥头高填土路基稳定性具有明显的效果。土工格室是由聚乙烯或聚丙烯片焊接或组装成的具蜂窝状结构的三维土工材料制品。它伸缩自如，运输时可缩叠起来，使用时张开并在蜂窝状格室内充填碎石（小碎石）、砾石、砂、石屑或土材料，构成具有强大侧向限制和大刚度的结构体。它具有：1、材质轻、耐磨损、化学性能稳定、耐光氧老化、耐酸碱、运用地质条件广；2、较高的侧向限制和防滑、防变形，能有效地增强路基的承载能力；3、较高的承载能力和良好的动力学性能，抗冲蚀能力强；4、伸缩自如、运输体积小、联接方便、施工速度快等特点。基于以上特点，土工格室有广泛的应用范围。本文就公路建设中工程实际对粉喷桩结合土工格室处理公路软土地基施工工艺的质量检测进行探讨。土工格室形状如图1所示。图11施工工艺1.1工程概况拟建挡土墙采用重力式浆砌片石挡土墙，墙高6m，要求地基的承载力为250kPa，而基底的地质情况为表层1m-2m厚硬塑层，下伏8m-10m厚软、流塑层，再下为硬塑层。设计粉喷桩桩径50cm，间距1.3m，收稿日期：2005-03-11按正三角形布置，桩长以穿透软、流塑层进入硬塑层不少于50cm为原则，通常8m-12m。要求桩身强度不小于1.0MPa（28d），水泥掺入比例为60kg/m，桩顶铺设50cm厚土工格室碎石垫层后砌筑挡土墙。1.2施工准备1.2.1施工前应准备资料施工场地的工程地质报告，室内配合比试验报告，粉喷桩设计桩位图，原地面高程数据表，加固深度与停灰面高程以及测量资料。1.2.2平整场地铲除凸埂高地，回填低凹坑沟，使地面基本保持水平，以便制桩过程中的机械移位。若地表过软，应采取防止机械失稳措施。1.2.3施工工艺粉喷桩的施工工艺根据设计要求的配比和实测的各项施工参数通过试桩来确定，试桩一般为5根。通过试桩确定钻进速度、提升速度、搅拌速度、喷气压力、单位时间喷粉量等。1.2.4水泥粉喷桩所用的水泥应符合设计要求，并有产品合格证，经检验合格才能使用。严禁使用受潮、结块变质的加固料。1.2.5材料土工格室材料必须有出厂产品合格证书，使用前应对材料抽查试验。本工程采用的土工格室规格为高度150mm，焊点距离330mm-350mm。试验项目及标准见表1。表1项次项目单位标准1土工格室高度mm150±22格室片厚度mm±0.123焊接距离mm±104格室片强度MPa≥255焊接处抗拉强度N/cm≥1001.3粉喷桩施工工艺本工程粉喷桩施工工艺采用“两次”搅拌工艺，即第一次喷粉结束后，再一次下钻复搅，复搅深度必须满足设计及规范要求，使水泥和土体充分拌和均匀。具体施工工艺流程如下：1.3.1放样根据布桩图放出桩位，用小木桩标示；1.3.2钻杆垂直度调平桩机，保证钻杆垂直度偏16差≤1%；1.3.3桩径偏差调整钻杆对准要施工的桩位，桩径偏差不大于5cm；1.3.4保证钻进顺利启动搅拌机，钻进50cm后，开动空压机喷压缩空气，以防止钻进时堵塞喷灰口，同进可以借助压缩空气减少负载扭矩，使钻进顺利；1.3.5送灰钻到接近设计深度后，启动送灰系统；1.3.6施工程序钻到设计加固深度且电流表读数达到孔底电流后，此时，水泥灰必须已送到桩底，进行粉喷、搅拌、提升，待提升到设计桩顶后，停止送灰、送气。如果设计深度与地质实际情况有较大出入时，则应将情况报告监理，记录必须属实；1.3.7注意钻头提升速度当钻头提升至离施工地面0.5m左右时，改为慢速提升，停止送灰；1.3.8复搅为使水泥粉喷桩与软土搅拌均匀，在成桩后进行一次复搅；1.3.9施工记录施工记录采用施工一桩，记录一桩的原则。不许提前记或补记，不要随意涂改，记录需真实的反映实际情况。图1粉喷桩施工工艺流程图1.4土工格室铺设施工1.4.1下垫层铺设下层碎石垫层并整平压实,下垫层厚度为设计垫层减去土工格室高度,垫层压实度和平整度按规范规定检查验收。1.4.2铺设土工格室下层碎石垫层检验合格后，即可铺设土工格室，其宽度应每边宽出结构物基础襟边不少于1m，铺设时要充分展开，一般单组土工格室展开面积不小于4m×5m。展开后可用打木桩或钢钎固定，相邻两组连接用塑料螺栓或其他夹具连接，展开并连接完成后经监理工程师检查认可，才能进行下一步工作。1.4.3格室内充填、格室上覆土要求在格室内充填碎石，要求碎石粒径为5mm-60mm，级配较好，含泥量不大于5%。施工时应采用人工运料充填，填满密实后才能在其上承载行车。如用于路基基底处理时，土工格室上覆土厚度大于60cm后才能采用重型压实机械。1.4.4注意事项现场施工中发现土工格室有断裂时应禁用。土工格室存放遮阳，切忌长时间曝晒，避免因过强紫外线照射导致材料老化。格室铺设后应48h内砌筑圬工。2质量检测2.1粉喷桩质量检测2.1.1施工过程的检查随时检查施工记录，核对每一根桩的成桩时间、提升速度、搅拌次数，加固料用量等是否符合设计和工艺要求，及早发现问题，对不合格的桩应标记清楚，并立即提出补救措施。2.1.2成桩7天内的检查浅部开挖桩头，其深度宜为0.5m，目测检查搅拌的均匀性，测量成桩直径，采用轻便触探仪检查桩的质量，触探点应在桩径方向1/4处，抽检频率2%。2.1.3桩体强度试验成桩28天后，对粉喷桩进行抽芯检测，检验桩身连续性和均匀性。芯样可进行室内桩体无侧限抗压强度试验，验证桩体的整体强度及桩体变形情况，经取芯的桩需用水泥砂浆填满。2.2碎石垫层及土工格室铺设的质量检测碎石垫层及土工格室铺设的质量应符合表2要求：表2项次项目施工质量要求检测方法和频率1垫层厚度+2.0cm3处/100m2土工格室无破损3处/100m3下承层平整度、拱度符合设计要求4处/200m4相邻两组格室连接符合设计要求抽查2%5垫层压实度不小于设计要求8点/2000m26碎石垫层材料碎石粒径1-3cm3处/100m3结语粉喷桩处理公路软土地基是当前常用的方法之一。目前的粉喷桩施工队伍大多属个体私营，一定要加强施工管理和技术管理，施工中要加强监理，实行全过程旁站，以确保工程质量。对成桩28天的粉喷桩采用钻孔取芯法、动力触探法等进行检测是有效的。一方面可以通过芯样的抗压强度试验掌握桩体的强度，另一方面对整个桩体也是一次全面的检查，从而保障了粉喷桩的质量。用土工格室结合粉喷桩处理挡土墙基底后，减少了地基的沉降量，增强了土体的整体性和连续性，结构物经几年使用，未见明显的不均匀沉降，墙体完好，表明加固效果好。土工格室是一种新型的土工合成材料，规范尚未有质量标准，其标准的制定还有待理论工作者和广大工程技术人员的不断探索。参考文献：[1]薜殿基.粉喷桩设计与施工[M].郑州:河南科学技术出版社.[2]JTJ017-96,公路软土地基路堤设计与施工技术规范[S].调平钻机对位钻机移位关闭送灰和空压机停止喷灰喷灰搅拌提升送灰机送灰空压机送风钻进成孔复搅成桩