粉喷桩在加固桥头软土地基中的应用

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1、粉喷桩在加固桥头软土地基中的应用随着高速公路在我国的迅速兴起，不可避免地会遇到软土地基问题。软土地基天然含水量高、天然孔隙比大、承载力低、抗剪强度差，在承受荷载后沉降显著而处理时固结缓慢，地基承载力常常不能满足高速公路的设计要求。特别是在桥头两侧，由于地基沉降的差异，往往会形成梯次，当车辆通过时产生“跳车”现象，轻者影响行车舒适感，重者可能出现安全问题。因此，对高速公路中桥头两侧的软土地基必须进行适当的加固处理，以保证工程的质量及安全。目前，采取了多种方案来处理高速公路中桥头的软土地基问题，其中沪宁高速公

2、路无锡段S标采用的粉喷桩的方法取得了满意的效果。本文即以此为例，介绍粉喷桩在加固桥头软土地基中的应用。I粉体喷搅法简介粉体喷搅法加固软土技术是新型加固技术2—，近十多年来在国外得到了广泛的应用。我国铁道部第四勘察设计院于阳年初开始引进该项技术进行试验研究，祕年4月通过铁道部技术鉴定，逐步推广使用。粉体喷搅法通过专用的深层搅拌机械将粉状加固料用压缩空气喷入地基深部，利用钻机钻头叶片的冋旋作用与原位软土进行强制搅拌混合，吸收地下水，并使加固料与软土Z间产生一系列物理、化学作用，形成具有整体性、水稳性和一定强度

3、的柱状加固体——粉喷桩，使之与软土地基一起组成复合地基，以达到提高地基承载力，减少沉降的目的。沪宁高速公路无锡段S标工程概况沪宁高速公路全线处于长江三角洲湿热低洼多雨地区，其无锡段5标的地基除具有高压缩性的特点之外，本身还含有大量的水分，因此本标段以普通42T水泥作为加固料。由于软土层天然含水量高，使水泥能充分吸收土中的水，因而加固效果明显。本标段选择施工方案的原则是：①尽量减少地基土中的水分，在加固料掺入比相同的条件下,尽可能提高混合土的地基承载能力；②在加固效果相同的情况下，尽可能选用低成本的施工方案

4、。经过试验分析，本标段软弱地基含水率高，加入相同比例的加固料，粉喷桩的无侧限抗压强度明显高于湿喷桩的无侧限抗压强度；而且在加固体无侧限抗压强度相同的情况下，粉喷桩所用的加固料比湿喷少，从而降低了成木。因此，木标段选用了粉喷桩施工，这样既保证了软土地基的加固质量，又保证了工程的经济性。＞施工程序及施工工艺XI施工机械粉喷桩施工需粉喷式深层搅拌机械、空压机和发电机，其中深层搅拌机械是粉喷桩施工的关键设备。在搅拌屮，搅拌机械搅拌头的叶片形式及其回转速度对加固料和地基原土的搅拌效果有很大的影响。当搅拌叶片相同时，

5、叶片的回转速度越快，混合就越充分；而在回转速度一定的情况下，搅拌叶片越多，拌合效果就越好。图I是用于粉喷桩施工的搅拌头,它除了具有两片互成«•的麻花状主叶片外，还增设了两组副叶片，该叶片可将土体粉碎得更细，便于加固料与原土的充分、均匀拌合。图I粉喷式搅拌头粉喷式搅拌机械搅拌头形式的优劣关系到成桩质量的好坏，同时也影响到转矩的大小。因此，搅拌头应按照优化设计的原则，使其满足转速快、粉喷搅拌均匀的要求。此外，搅拌头叶片的形式还应保证反向旋转提开吋对桩体混合土有压密作用，使灰、土不向地面翻开，从而保证其密度、强

6、度和桩体质量。X3施工程序及工艺粉喷桩的施工按图2所示的程序进行。图2粉喷桩施工程序图r^e2C^srta.rM^ibmI.w

7、d»针对沪宁高速公路无锡段S标粉喷桩工程各施工点的地质情况及综合条件，在施工工艺上采取了以下措施：

8、勺要求。＜4＞严格控制桩长及桩径，施工中钻头直径大于聲・，桩长大于设计桩长。«＞为加强桩身上部强度，使其符合应力传递规律，在上部1/7桩长范围内均复搅一'*＞严格控制停灰面，为构造物的后期施工提供便利条件。4质量控制影响粉喷桩加固软土地基质量的因素很多，其中粉喷桩的搅拌效果以及加固料4水泥》的输出量是两个较重要的因素。4.1粉喷桩的搅拌效果控制粉喷桩的搅拌效果直接影响其抗压强度。一般情况下，被加固体破碎得越细，加固料与土体搅拌得越充分，则加I古1料分布越均匀，混合土的无侧限抗压强度越高。在施工中，可以用调

9、节搅拌轴的回转速度来控制搅拌效果，使其不致于因过快而搅拌不匀，因过慢而影响搅拌效率。最佳回转速度通过试验性施工来获得。为了搅拌均匀，木段施工还采取了I/）桩长复搅的措施，即在1/7桩长内，将所需的加固料分两次喷入，使搅拌效果达到最佳。4.2加固料4水泥》输出量的控制复合地基中水泥含量的多少是影响地基承载力的关键因素。水泥含量越高，复合地基的无侧限抗压强度就越高。在施工中，应从实际出发，根据搅拌桩承载力的特点来控制水泥输出量。对