关于土路在软土路基处理中如何制约粉喷桩质量学报

【摘 要】粉喷桩处理软土路基是利用固化剂和软土之间所发生的一系列物理、化学反应，在原地基中形成强度及刚度较大的桩体，同时也使桩周土体性质得到改善，桩体与桩间土体形成复合地基共同承担外荷载。
【关键字】软土地基；粉喷桩；质量控制

1. 概述

豫S216线息县至寨河段全长18.9km，设计标准为二级公路，路基宽度15m，设计时速80km/h，设计荷载汽车一超20级，挂车一120级。

1.1工程地质情况

全路段近三分之一处于软土地基上。软土路段一般地质分层（由上而下）：
⑴.有机质亚粘土：软～可塑，厚1.0～

2.5m，容许承载力[σ0]=100～200kPa，极限摩阻力τ0=40kPa。

⑵.淤泥：灰黑色，流塑，一般厚度2.0～4.0m，少数段达10m.。含水量W=50.7%～95.1%，[σ0]=40～50kPa，τ0=10～20kPa，孔隙比e=1.6～2.28，压缩系数1.15～2.19Mpa，快剪凝聚力

3.2～12kPa，内摩擦角0.1°～5°。

⑶.砂层、夹有淤泥质土及粘性土：厚1.4～14.6m，一般5～9m，[σ0]=100～290kPa，τ0=35～70kPa。淤泥质土：厚

2.0～4.0m，[σ0]=60～90kPa，τ0=20～40kPa。

1.2软基处理方案的选择

2000年以前信阳市采用民工建勤填筑路基土方较为普遍。由于未提前对软土路基采取有效地处理措施，结果造成许多穿越软基路段的路面竣工通车不久便出现较大的工后沉降。虽然后期对沉降路段采取换填砂及压浆处理，但效果并不理想，而且处理费用较高。在总结过去教训的基础上，经过反复比较，选用了水泥粉喷桩处理软基的方案。

1.3水泥粉喷桩的设计要求

桩径：500mm。
桩长：要求打穿淤泥层，一般淤泥层厚3～6m，个别路段达1

1.5m。

桩距：路基软基段

1.5m×5m（排距），桥头20m内0×0m（排距），等腰三角形布置。

水泥掺入量：喷粉量50kg/m（425#普通硅酸盐水泥），掺入比约15%。
桩身强度：28d龄期无侧限极限抗压强度1000kPa。
单桩容许承载力：130kN。
复合地基承载力：240kPa。

2.粉喷桩施工原理及质量控制

粉喷桩处理软土路基是通过专门的机械将粉体固化剂（水泥、石灰、粉煤灰等）喷出后在地基深处就地与软土强制搅拌，利用固化剂和软土之间所发生的一系列物理、化学反应，在原地基中形成强度及刚度较大的桩体，同时也使桩周土体性质得到改善，桩体与桩间土体形成复合地基共同承担外荷载。

2.1影响桩身强度的主要因素

⑴水泥渗入比：水泥粉喷桩的强度随水泥掺入比的增大而增大。
⑵龄期：桩身强度随着龄期增长而增大，三个月龄期强度作为标准强度，28d强度约为标准强度的60%～75%。
⑶土样含水量：当掺入比相同，桩身强度随着土样含水量的降低而增大。有关试验资料表明，每米掺入50kg水泥时，土样含水量从145%降低到49%时，桩身强度从255kPa增加到2400kPa。
⑷搅拌的均匀性：水泥和软土之间强制搅拌越均匀，桩身强度也越高。

2.2严格按粉喷桩施工规范施工

按设计桩距、排距测量放样。施工流程如下：
⑴就位：起吊搅拌机到达桩位，使机轴垂直，倾斜<1°，桩位偏差<5cm。
⑵钻进：启动搅拌机，钻头边旋转边钻进边搅拌（喷入压缩空气而不喷入粉体）。
⑶停钻：当钻进到达设计标高后停钻。
⑷提升：启动搅拌钻机，钻头呈反向边旋转边提升，同时通过粉体发送器将水泥粉喷入土中，使土体与粉体进行拌和。
⑸停喷：当钻头升至略高于加固土层顶面时停止喷料。
⑹重复（2）～（5）一次，成桩结束。

2.3粉喷桩的质量控制

粉喷桩处理软基属隐蔽工程，且通常是昼夜连续施工。为了在施工中加强对施工工艺、水泥用量、桩长、施工速度的控制，由监理工程师逐桩签证，做到每桩都有完整记录。主要监督内容：
⑴检查桩距、桩位是否符合设计要求。
⑵逐桩控制喷粉量。根据每桩桩长，按50kg/m计量入罐，成桩后看水泥是否用完，未喷完再复喷，每桩一罐，逐桩控制。
⑶桩长控制。按设计桩长及试桩确定的长度，根据钻进时桩机负载电流数据突变点（突变处表明已穿过软土层）现场丈量，测定桩长是否满足设计要求。

3.粉喷桩的质量检验

目前粉喷桩的成桩质量检验方法有：静荷载试验、N10轻便触探试验、N63.5标准贯入试验（简称标贯）、桩身抽芯检查及挖验等。其中：静荷载试验可靠、直接，但试验时间长、操作繁琐、费用较大；N10轻便触探简便，但通常只能作桩顶以下5m以内的检验，无法检测全桩的质量；挖验也只能检查地面下1～2m的桩身情况。为了检验全桩质量，本工程采用28d龄期全桩长钻芯取样与每米做标贯相结合的检验方法，即对每批达到28d龄期桩身测定各桩段的强度。该方法虽在时间和费用上花费较多，但确保了软基处理质量。

3.1钻芯取样

开始时，使用直通式单管普通钻机在1/4桩径处抽芯取样（管径90mm），发现芯样扰动较大，采样率低（60%左右）。后改用XY-1型钻机双管抽芯取样，对芯样扰动小，采样率达85%以上，较真实的反映桩身结构状况。对每桩芯样提出检测报告并拍照片存查。

3.2标贯试验

为了测定各桩段的桩身强度，在抽芯取样的同时，每米做标贯一次，由于标贯击数与桩身强度的关系无现成资料可供使用，为此，我们参照有关资料推算出桩身强度（qu）与标贯（N6

3.5）之间有如下关系：

3.3粉喷桩质量控制标准

按设计要求，桩身无侧限抗压强度为1200kpa（90d强度），28d强度按标准强度的60%为720kpa。考虑到含水量及搅拌不均匀等因素，其最小值按85%掌握，即不小于720×85%=612kpa（相当于14击），故决定按下列标准掌握：
⑴抽检的最低标贯击数≥14击。
⑵每批抽检的各桩最低强度的平均值为720kpa（相当于标贯1

6.5击）。符合上述标准为合格，否则为不合格。对不合格桩采取补强处理措施。

4.处理效果

豫S216线有软土路基8段，粉喷桩处理4段，全线共施工粉喷桩7121根，计44862m，由检测单位共抽芯60根，做标贯400次。取芯结果表明，桩体搅拌均匀，桩身连续，桩长符合设计要求。标贯最低为14击，各桩最低击数的平均值≥16.5击，一般在23～27击，符合设计要求。在成桩28d经检验合格后开始

摘自：毕业论文范文www.udooo.com

填土（桥头为填砂）。经粉喷桩处理的4段路基，开放通车20个月，沉降观测结果，最大沉降量为19.3mm。目前豫S216线沥青路面通车已3年，路基稳定，路面平整，桥头无明显跳车现象。

5.结束语

粉喷桩处理软土路基，使土基形成强度、刚度较大的柱体，同时也使桩周土体性质得到改善，桩体与桩间土体形成复合地基共同承担外荷载，从而使路基承载力提高，沉降量减少。同时，由于桩体作用，路基抗剪强度增强，提高了路基稳定性。是一种快速、经济、有效的软土路基处理方法。