粉喷桩施工技术在高速公路软土路基中的应用研究

粉喷桩施工技术在高速公路软土路基中的应用研究

王建永

东营市公路管理局公路工程处山东257000

摘要：随着经济不断发展，交通运输量不断增加，汽车运输逐渐转向重型化，而使高速公路工程道路承载力要求高标准化，如何有效的提高高速公路荷载的高标准，就得从道路的承载层着手，软土路基处理是公路工程改善道路稳定的最基本的一项技术指标。因此文章结合实例，就粉喷桩施工技术在高速公路软土路基中的应用进行研究。

关键词：粉喷桩施工技术；高速公路；软土路基；应用

在高速公路施工中经常会遇到对道路承载力不利的软土路基地质条件，对高速公路施工的质量产生重大影响。在江南地区的高速公路施工中，高速公路软土路基存在的问题相对较多，主要由于当地气候环境和地质条件造成，包括地质结构不均匀、抗压强度低及土层含水量高的特点，不利于正常开展路基施工。因此采取合理的措施处置软土路基十分必要。

一、高速公路工程施工中软土路基的特点

软土路基主要是指淤泥以及低强度、高压缩量和低透水性且含少量有机物质的土层。其中，一般软土的天然含水量较高，孔隙率和压缩比较高，抗剪切强度较低，含水量越高，其流变性越高。软土路基主要是由软土、孔隙率大的有机质土以及细砂等共同组成结构稳定性差且易下沉的地基，通过对公路工程施工中软土路基的定义和特性仔细研究后发现，软土路基的特点主要包含以下几个方面的内容：①渗水性差：由于软土路基主要构成成分为淤泥和含有少量有机质的土层，所以渗水性较差或者基本不渗水，该类路基就需要单独建立排水通道，以保证路基的稳定性，但是在工程实践中一般渗水性较差的路基都存在着不均匀沉降等现象的发生；②可压缩性较高：由于软土地基的主要构成成分为孔隙率较大且含有有机质的软土，而该类土层在受到外部压力时，因为缺少骨料作为支撑而导致大量形变等情况的出现，进而出现路基的不均匀沉降；③承载能力差：由于软质土中缺乏大的砂砾或者碎石等骨料作为支撑，当外界受到大的压力时，软土路基就会发生较大形变，结构由固态直接转化为液态或者流态，降低了软土路基的承载能力。

二、高速公路软土路基施工的要点

在高速公路施工过程中合理控制软土路基具有重要意义，主要从两个阶段进行把控：①施工前期的设计勘察阶段和施工过程中的合理有效应对。针对软土路基土壤稳定和强度较差的特点，往往会在公路施工过程中出现沉降的状况，另外高速行驶速度较快，路段沉降危险系数极高，需要合理加固，采取有针对性的解决措施。因此，严格控制好路基的质量标准十分重要，针对具体实际情况，对软土路基段减少路基负载，选取轻薄施工材料。②也可以在施工中严格控制桩基础的设置，进而提升路面承载抗压力。同时，路基施工技术要严格控制好排水板的距离和深度，确保符合施工质量安全要求，软土路基能直接取决于排水速度和排水量，由此，把控好排水板设置是十分重要的环节。

三、粉喷桩技术的施工原理及施工工艺

粉喷桩施工技术的原理就是首先使用水泥作为固化剂，进而要求专业的施工人员来操作使用大型的搅拌机械把水泥和需要进行处理的软土进行强制的搅拌以及压缩。这种施工方法可以让水泥在搅拌的过程当中大幅度的吸收软土周围的水分，最终就能够让在一系列的物理以及化学的作用下，形成一种特殊并且优秀的混合材料。这种材料具有以下的优点：强度较高、不容易变形以及具有较强的稳定性。所以针对于以上的特点，使用粉喷桩技术来处理软土地基的时候，可以大幅度的提升整体地基的承载能力以及可以在一定程度上减少地基的整体沉降量。进而就能够保证在工程进行施工的时候，可以大幅度的增强道路的整体稳定性。粉喷桩施工操作步骤为：①深层搅拌机械就位；②预搅下沉（至设计标高）；③搅拌提升，同时喷干水泥粉至地面以下0.5m处（设计桩顶）；④在桩上部的5m长范围内重复搅拌一次（1/3～1/2）桩长、桩上部强度要求较高；⑤重复搅拌提升，直到离地面下0.5m，上部回填5%灰土（或水泥土）并压实；⑥关闭搅拌机械移位至下一桩位。粉喷桩的施工参数；粉喷桩的应用与处理软土地基前首先应进行试桩工作，试桩要求满足设计喷入量的各种技术参数：①钻进速度：V≤1.0m/分钟、钻进喷浆速度：V≤0.4～0.7m/分钟；②平均提升速度、喷浆时Vp≤0.4～0.7m/分钟、复搅时Vp≤0.8m/分钟；③搅拌速度：V=30～50转/分钟；④喷浆时泵内泵送能力30～50L/分钟，并按机械类型及管道长度调整。

四、工程实例

（一）工程概况

某高速公路公路所处位置的地质为淤泥质土质，路基上层为粘性土层，下层为砂层。为确保工程项目得以顺利施工，必须对该路段进行处理加固。综合比对多种加固方案，最终决定采取粉喷桩施工技术。粉喷桩施工技术的具体设计参数为：桩位布置选择等边三角形机进行布置，中心距为1.2m，粉喷桩的直径为50cm，每根粉喷桩的长度为8.5m。

（二）施工工艺

1.施工前准备工作

建造科学合理并且符合实际情况的施工平台对粉喷桩施工的质量影响，在施工平台建造过程中，根据公路路段的实际情况选择施工平台的高度和厚度，本工程在粉喷桩施工前，建立了高5m，宽3m的施工平台。通过合拢填筑方法进行施工，也就是从两边向中间填筑合拢，施工平台合拢以后，再有50t的震动压路机进行静压碾压，从而形成平稳坚实的施工平台，为后期施工奠定坚实基础。同时也要对施工材料、机械设备等技进行确认，防止

2.施工过程

（1）钻机定位。粉喷桩施工是一项系统而复杂施工项目，所以在施工前要根据设计图纸中的具体需求来进行现场放样和测量，确保中线边线的都符合具体施工要求。同时在粉喷桩定位前也要进行放样测量，并做好十字标记，以便桩位钻孔施工能高效顺利进行。当以上各项工作都准备完成以后，就可以开始钻机施工，为了保证钻机在施工过程中不发生偏移，就需要对钻机的水平状态和垂直施工状态进行动态控制，发生偏移现象立即调整，相关实践表明，当钻机的垂直控制误差在1.5%以下时，不会影响粉喷桩施工质量。（2）钻进施工。当钻进定位施工完成以后，要对定位的准确度进行确认，如果没有问题，就可以开始钻进施工，按照电机启动、送气施工、依次钻进的施工顺序进行施工，在钻进施过程中要遵循逐渐增加钻进速度的原则，切记不可突然增加钻进速度，在具体施工过程中经常四挡或者五档的状态下进行施工，把钻机的电流在50~80A之间，钻速控制在45~75r/min范围之内。（3）粉喷桩成桩施工。在粉喷桩成桩施工前，要先通过科学合理的探测，确定出科学合理的钻进深度把钻杆控制在原地1~3min后立即进行粉喷桩施工，达到规定深度以后就可以开始加固材料的喷射工作，当确保加固材料喷射完成以后，就可以开始钻杆提升工作，根据加固材料喷射下过确定钻杆提升的速度，就本工程而言在实际操作过程中把钻杆提升速度控制在0.5~1.0m/min，加固料从料罐传输到灰口需要一定时间，在钻杆提升过程中要适当停留3~5s，确保加固料传输到的灰口以后才能进行相应的提升施工。

综上所述，如果高速公路需要在软土路基上进行施工，为确保其高速公路结构稳定性，减少病害发生，就必须对软土路基进行科学合理的加固处理，从而最大程度上保证高速公路路基的强度好稳定性。而粉喷桩施工技术具有施工简单、

可操作性高、成本低、加固效率高等特点，被广泛应用在高速公路软土地基处理中，同时该施工技术具有施工效率高和造价低等优点，值得大力推广和应用。

参考文献：

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[2]陈贵.关于高速公路软基处理施工技术的探讨[J].建材与装饰，2017（33）

[3]谢腾骁.粉喷桩施工技术在软土路基中的应用研究[J].施工技术，2017，46（S1）