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关于公路软基处理中粉喷桩施工工艺探讨 　　【摘要】作为粉体喷射深层搅拌的简称，粉喷桩属于深层加固处理技术中的一种。该原理是通过专用的深层粉体喷射搅拌机，将水泥、石灰粉等粉状加固料用压缩空气向地基深处喷入，与搅拌机的回转钻头叶片相结合，使软土与加固料相互混合，就地搅拌有一定的水稳性、整体性以及一定强度的桩体存在，桩体中的加固料与软体构成一系列的物理化学反应，使软土相互硬结，从而使桩与桩间土之间构成复合地基，从而发挥地基加固的效果。 　　【关键词】公路工程；软基处理；粉喷桩；施工工艺 　　1.影响粉喷桩强度的因素 　　1.1地基土含水量对粉喷桩质量的影响 　　粉喷桩质量的优劣主要反映在粉喷桩的强度指标上，这不仅与掺入粉体的质量、施工工艺、地基土的性质有关，其中尤以含水量的关系甚为密切。规范规定，地基土的天然含水量在小于30%或大于70%时不宜采用。因为当土的含水量小于30%时，土中的水分不足以使粉体进行水化作用；当含水量大于70%时，含水量过高的土壤往往孔隙比大，若按常规掺入粉体数量，由于水分过多形成不了足够强度的水泥土桩体，将严重影响粉喷桩的强度，在这种情况下必须增加粉体的掺入量和采用复搅的施工工艺。高含水量、大孔隙比和粘粒含量多时，土周边的束缚力极低，当钻头反转提升喷灰时，产生一个垂直向下挤压力和一个径向水平推力，由于土呈流塑状，束缚力极低，桩体在成型过程中向下及向四周水平向排水，影响形成竖向桩体，通常形成所谓“掉桩”或“下沉”，常为地表下1m～2m。当发生“掉桩”或“下沉”时，只要当时采取立即回填土并重新复喷复搅，就能克服这种现象，如果不做处理将会造成过大的路基沉降。 　　1.2桩土置换率及粉体掺入量对复合地基强度的影响 　　在实际设计运算时往往提供所要求达到的复合地基强度、拟定的粉喷桩强度及天然地基土的强度来求桩土的置换率，计算出桩数，然后布置桩位，再做有关的验算。实践证明若置换率过低，如小于10%往往达不到设计要求，甚至全功尽弃。 　　1.3桩受到复搅和转速的影响较大 　　通过大量的施工实践表明，复搅与不复搅操纵存在较大的质量差异。运用复搅之后，可运用充分的搅拌能够使粉体和粘土及水有完全的接触及作用，促使桩体有充分产生。同时，通常情况下钻头喷出的粉体会形成脉冲状，若无法充分实施搅拌，粉体会在桩中产生层状，构成一种“夹生”桩体，导致桩的强度造成不利影响。如承受水平推力截止水作用，应实施全程复搅。若仅为加固路基，对垂直向里作用进行承受，也可以只对上部1/3的桩体实施复搅。为了时工效得到提升，可以提升粉喷钻机下钻的转速，但当反转对粉喷搅拌进行提升时，禁止快速旋转和提升，否则则会对搅拌的均匀性及足够粉量的掺入造成严重影响。 　　2.粉喷桩处理的特点与加固机理 　　2.1粉喷桩软基处理的特点 　　作为深层搅拌法加固地基的方法，粉喷桩通过特制搅拌机械，强制对软土和水泥实施搅拌，通过水泥和软土之间形成的物理化学反应，促使软土硬结达到一定强度、稳定性及整体性的优质地基状。 　　2.2粉喷桩处理软基的加固机理 　　2.2.1水泥的水化反映、碳酸化作用 　　普通硅酸盐水泥主要是由氧化钙、二氧化硅、三氧化二铝、三氧化二铁及三氧化硫等组成。在水泥拌入软土中后，很快与软土中的水化反应，生成氢氧化钙、水化硅酸盐钙、水化铝酸钙及水化铁酸钙等化合物。水泥与水化物中的氢氧化钙，与空气中的二氧化碳反应生成不溶于水的碳酸钙，提高软土的强度。 　　2.2.2土颗粒与水泥水化物的作用 　　（1）凝硬作用 　　水泥与水发生反应析出大量的钙离子，这些钙离子与粘土中的矿物质（如二氧化硅、三氧化二铝）进行化学反应，逐渐生成不溶于水的结晶化合物。 　　（2）离子交换作用 　　软土中含有多种矿物质，并有游离钠离子Na+和钾离子K+，它们能和水泥水化生成的钙离子Ga++进行当量吸附交换，使较小的土颗粒形成较大的团粒，使土体强度提高。 　　（3）桩体的作用 　　粉喷桩具有一定粘结强度的混合料，与其他散体材料的桩体相比，有较大刚度存在，因此也存在较大的应力分担。在荷载作用下，与周围软土相比，桩的压缩性明显较小，所以，试着地基的变形，基础传给复合地基的辅机应力则较多地在桩体上集中，使得有应力集中的现象出现，从而发挥桩体作用。通过加固，地基土的空隙比、含水量以及压缩系数都会有减少现象发生，压缩模量增加，通过加固桩间土会有挤密现象形成。 　　3.粉喷桩的应用 　　3.1施工前的准备 　　（1）粉喷桩施工前应对下列施工技术资料进行准备：施工场地的工程地质报告、粉喷桩位图、原地面高程数据表、加固深度、停灰面高程以及测量资料等内容。 　　（2）平整场地、障碍物清除。当存在场地低洼时，应运用粘性土实施回填。施工场地无法与机械行走要求相满足时