粉喷桩在高填方软土地基中的应用探讨

发表时间:2016/9/23   来源:《工程建设标准化》2016年8月总第213期   作者:赵新国 李仕涛
[导读] 在水田或者长时间积水地带,修建路堤高度达到六米以上,或者在其他地方高度超过二十米的路堤统称为高填方路基。
(临沂市公路工程监理设计咨询公司,山东,临沂,276000)
  【摘  要】城市化以及工业化的飞速发展,促进了我国交通网络的完善。公路作为交通网络中的重要组成部分,科技的发展,一定程度上促进了公路施工技术的改善。粉喷桩作为高填方软土地基施工中的关键技术,其施工方式直接关系到公路使用价值的发挥。本文首先简单介绍了粉喷桩技术的必要性以及应用原理,并详细探讨了其在高填方地基中的具体应用。
  【关键词】粉喷桩;高填方;软土地基;应用
  1.相关概念介绍
  1.1高填方路基
  在水田或者长时间积水地带,修建路堤高度达到六米以上,或者在其他地方高度超过二十米的路堤统称为高填方路基。高填方路基一般采用分层填筑压实的方法进行修建。
  1.2粉喷桩
  粉喷桩,也叫加固土桩,是一种常用的深层搅拌法加固地基法。而深层次加固地基法通过将水泥、石灰等建筑材料按照一定的比例调和成固化剂,随后用专门的搅拌机将软土以及固化剂进行搅拌,从而使软土的性质发生变化,如强度增加、有一定稳定性等。粉喷桩的固化剂一般为水泥,因其成本较低、施工简单,深受施工队伍的喜爱。
  2.高填方软土地基应用粉喷桩技术的必要性
  软土的抗压能力差,土壤中含有大量水分,同时,软土还具有可压缩系数以及渗透系数过大等特点。如果在软土层上修建公路,很容易因施工方式不当而导致路面不同程度的下沉,这大大影响了公路使用价值的发挥。因此,在修建软土地基时,必须对高填方软土地基采取一定的加固措施。而粉喷桩作为一种重要的加固手段,可以有效提高高填方软土地基的承载力,提高其施工质量以及安全系数。
  3.粉喷桩的应用原理
  粉喷桩技术是将粉末状的材料(例如水泥),通过专门的搅拌机发出的压缩气体发射到高填方软土地基里面,并使用搅拌头对粉末状的材料以及软土进行强制搅拌,在地基中的水的作用下,发生一系列的物理化学变化,从而形成粉喷桩。高填方软土地基通过粉喷桩进行加固后,其承载力能够达到一百九十到二百一十兆帕,增加了公路的安全性。
  4.粉喷桩在高填方软土地基中的具体应用
  经济的飞速发展离不开以公路为基础的交通网络的建设。高填方软土地基是公路施工中的重要环节,其施工质量直接关系到整个公路施工的质量安全。所以,为了保障公路施工质量,在进行高填方软土地基加固处理时,必须严格按照粉喷桩的施工工序进行施工。
  4.1材料选择以及前期准备
  在选择水泥时,施工单位必须严把质量关,不能为了追求经济利益、过分节约成本而购买质量差的水泥。同时,在施工时,应严格控制水泥与软土的混合量,提前计算好每平方米的粉喷桩需要掺入的水泥量。在施工之前,还应派技术人员到施工场地进行现场测量,从而设计合理的施工方案。
  4.2放样工作
  放样工作作为粉喷桩技术的重要环节,必须予以高度重视。施工人员应将石灰洒到需要修建粉喷桩的中心,并用一些较为明显的物品进行标记,例如在中心部位插入木棒等,这样做能够使得施工严格按照方案进行对位,提高施工的准确性。
  4.3钻机的检查以及调整
  钻机是粉喷桩技术有效实施的重要保障,因此,在施工前,应对钻机进行充分的检查,如钻机的尺寸是否与施工方案中的要求相匹配,喷粉机以及搅拌头中的零件的磨损程度是否影响正常运转、其中是否存在大的故障等等。同时,还要对钻机对孔的准确性进行检查,必须将其误差控制在五十毫米之内。在高填方软土地基的加固中,应对钻孔进行标记并编号,钻孔时最好从一边开始,便于提高工作的有序性以及施工效率。
  在粉喷桩施工过程中,应时常进行调整钻机,提高钻机的准确性。如通过调整支腿液压缸,将钻机主轴垂直角度误差控制在百分之一的范围之内。

在启动主电动机时,其速度应由慢变快,从一档逐渐伸到三档,使得正钻逐渐下沉。在这一过程中,需要注意时机的掌控,当钻头快触到设计方案中的理想位置时,需要严格控制速度,一般来说,钻机最慢的速度适合此时使用。当钻到理想位置时,在预搅下沉以及喷粉的过程中,应保持压缩气体持续送入搅拌机中,使得送风通道一直保持干燥。
  4.4反钻提升
  反钻提升一般应用于喷粉已经到达钻孔底部的时候。施工人员应将钻机放入速度控制在每分钟移动零点四八米。当钻机提升到与施工方案中设计停灰的位置一样高时,应花费一到两分钟的时间在所处位置进行慢速度搅拌。同时,为了保证喷粉的均匀,可以再次进行搅拌。在反钻提升的过程中,需要将钻机的速度控制在每分钟移动零点五到零点八米的范围内。
  4.5喷粉减压以及相关设备的配置
  进行喷粉减压的工作是为了避免或者减少粉喷桩施工过程中对空气造成污染,其一般与反钻提升喷粉同时进行。喷粉减压的操作最佳位置为距地面零点五米处。在进行喷粉减压之前,应将喷灰防护装置按在孔口。同时,在进行喷粉操作时,应配置自动计量装置。对喷粉量的记录仪器主要由控制箱、称重仪、供粉装置以及深度测量仪等设备构成。这样做有助于及时对粉喷桩的施工技术以及质量进行监测。
  5.粉喷桩施工注意事项
  在粉喷桩的施工过程中,不仅要严格按照施工工序进行操作,同时,还要注意以下几个方面:首先,在使用深层粉体喷射搅拌机时,应注意将粉体喷射机与搅拌机之间的位置控制在合理范围之内,这样有助于粉体的输送量与搅拌需求相适应,提高搅拌的工作效率;其次,在施工过程中要注意观察深层次粉体喷射搅拌机的运转情况,如果该机器设备发生不规律的震动时,必须及时关掉该设备,停止施工,让技术人员对该设备进行检查;最后,在粉喷桩施工过程中,必须时刻关注施工状况,及时发现施工中与设计方案不符的现象,并及时进行调整,将施工中可能出现的问题扼杀在源头。
  6.粉喷桩质量检验
  6.1施工期间的质量控制
  为了确保高填方软土地基加固处理的有效性,施工单位必须严格实行粉喷桩施工质量的控制。首先,在选用粉喷桩技术对高填方软土地基进行加固处理之前,应将桩的位置坐标设在每一个粉喷桩的中心部位。施工时,粉喷桩的位置误差应在五十毫米的范围之内;其次,在施工过程中,应随时检查深层次粉体喷射搅拌机的喷粉量、粉喷桩的高度、反钻提升的停留位置等,同时,对于钻头是否进入硬土层这一问题应提前考虑好。并且,施工人员应将施工过程中发生并且处理的各种突发事件或者机器故障进行记录。
  6.2施工结束后的质量控制
  施工结束后的第七天,也可以理解为粉喷桩成桩的第七天,施工单位应将高填方软土地基挖开进行粉喷桩的检查,检查内容包括:粉喷桩的形状是否标准以及搅拌是否足够均匀、成桩的直径的测量等。在检查过程中,如果发现粉喷桩的凝结的不紧实,应立刻进行成桩报废以及补桩处理。
  在成桩二十八天的时候,应有监理单位派遣工程师进行成桩的抗压能力检测,具体过程为:监理工程师先随机指定粉喷桩,然后,施工单位根据监理工程师的要求,在粉喷桩由上往下零点五米、一米、一点五米处进行截取,并进行桩体的抗压能力测试。
  7.结束语
  社会经济的发展,对于公路的质量安全提出了较高的要求。为了增强高填方软土地基的强度以及稳定性,避免公路沉降事故的发生,必须采用粉喷桩对高填方软土地基进行加固处理。在施工过程中,必须把好施工材料以及施工设备的质量关,根据施工路段设计合理的施工方案,并严格按照粉喷桩的施工工序进行施工。同时,在成桩七天以及二十八天时,要注意对成桩的检测。
  参考文献:
  [1]张胜利;李思;;水泥粉喷桩在高填方软土路基施工中的应用[J]; 江西建材; 2014(23): 177-177.
  [2]张军杰;刘广勋;卜春;;锋对高填方软土路基有效处理技术的探究[J]; 魅力中国; 2013(26): 311-311
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