水泥粉噴樁在公路軟基處理中的應用探析
工程技術
作者：陳東
【摘要】在當前公路地基軟基礎處理中廣為應用的粉噴樁加固技術的作用機理是通過水泥加固的無論化學反應，形成複合地基，上部主體結構傳來的荷載由樁體好土一起承載，使得地基承載力得到提高。水泥粉噴樁在軟基處理中的應用應結合軟基土的具體特點，同時滿足公路工程對地基條件的特殊要求，從設計、施工、質量控製等多個方麵綜合考慮。
【關鍵詞】水泥粉噴樁；公路工程；軟基處理
1、前言
修建高級公路在軟土地區，困擾公路建設的重要難題是軟土基礎處理。軟土是細粒土，具有較高壓縮性、較大的孔隙比，較高的天然含水量、以及較低的抗剪強度的特點，大多分布在濱海、湖泊、穀地、河灘等地。軟土地基達到變形穩定需要很長的時間，並且一旦擾動軟土地基，其土的結構十分容易被破壞，發生流動，另外在幹燥的環境下，土體體積具有很大的收縮性。妥善處理軟土的沉降和穩定性是軟土地基處理的關鍵所在。
2、公路工程軟基處理的主要方法
在軟土地基上進行公路建設，首要考慮的是穩定性和變形問題。當路堤高度在3～5m的範圍內時，沉降是主要變性因素，沉降量和均勻沉降是其兩個主要方麵。路基失穩、沉降過大、縱橫向裂縫、起伏不平的路麵、在橋涵通道等人工構造物處出現跳車顛簸、甚至出現構造物結構開裂等均是由不恰當的地基處理方式造成的。
地基處理、采用輕質填料等減輕路基荷載、橋梁跨越等是解決軟土地基的主要方法，應用較廣的技術包括符合地基、排水固結、堆載預壓以及土工合成材料等。當前作為複合地基技術之一的粉噴樁加固法在公路工程中應用較為廣泛。
3、水泥粉噴樁的加固原理
作為深層攪拌加固地基技術之一的粉體噴射攪拌加固土樁技術，即粉噴樁技術。該方法的固化劑是水泥，軟土和水泥通過特製的攪拌機械強製攪拌，通過水泥和軟土見的物理化學反應，水泥水解的Ca2+和土中的礦物質（SiO2，Si3Al2）形成微晶凝膠（該物質不溶於水），微晶凝膠硬化後形成水穩性和整體性較好和強度較高柱狀體，上部結構被柱狀體和土體一起承擔，使得地基得到加固，形成優質地基。在處理淤泥、淤泥質土、砂性土、泥炭土、粉土等飽和軟粘土具有較好的效果。
4、影響地基加固的主要因素
土的天然含水量ω、水泥摻入比αω、置換率、齡期、外摻劑等因素均影響地基加固。
5、水泥粉噴樁及樁間土的力學性能
粉噴樁及樁間土的力學性能詳。
相對於柔性樁複合地基，粉噴樁複合地基中樁體的作用較大，通過較小的置換率即可獲得較大的樁土應力比，而樁體分擔的合作高達65%～75%，其受力機理類似於群樁效應。
粉噴樁樁間土在外荷載作用下，其作用不能充分發揮，相對於天然土的抗剪強度，樁間土的抗剪強度提高較少，而粉噴樁樁體的壓縮模量較天然土有了大幅度的提高，抗剪強度提高較高，具有較好的力學性能。
6、水泥粉噴樁的施工
6.1施工前準備
6.1.1室內配比試驗
第一，土樣選取。
第二，對土樣進行物理性質試驗。
第三，初定水泥摻量。
6.1.2工藝試樁
在完成成樁試驗後方可進行施工。在進行試樁試驗時，首先應了解該區段的成樁工藝及各項技術參數。輸灰泵的輸灰量、水泥粉到達噴灰口的時間、噴灰攪拌提升速度、預攪下沉速度、重攪拌提升速度重複攪拌下沉速度等施工參數的確定依據是室內水泥上配合比。粉噴樁的質量直接由提升速度、鑽進深度、複攪深度決定。
6.2粉噴樁施工工藝
施工現場應滿足粉噴樁現場施工要求，即首先施工放樣，清理平整場地；準確定位樁。
粉噴樁的施工工藝為：樁位放樣→鑽機就位調整機體→鑽進到設計深度→反轉提鑽並噴粉→至原地而以下50cm處停止噴粉→重複鑽進攪拌到設計深度→反轉提鑽並噴粉→至原地而以下50cm處停止噴粉→提鑽至地表→成樁結束鑽機移位→回填樁頭整平養護。
7、小結
水泥粉噴樁複合地基相對於其他複合地基，可有效的提高承載力，經濟效益顯著。