摘要:本文結合實例,提出了粉噴樁在軟土地基處理中的設計和施工探討,供同行借鑒。
　　
　　關鍵詞:軟土路基;粉噴樁;處治
　　
　　1工程概述
　　某道路工程全長7436.05m,路基寬62m,橫向布置為2×22m行車道+2×9m人行道。路線處于城鄉結合部,民居、廠房密布,施工影響因素較多,且所在區為典型的珠江三角洲相地質,廣泛分布的淤泥及淤泥質土物理力學性質差,因此,軟土地基處理是本段公路路基設計、施工中要解決的核心問題。
　　
　　2地質條件
　　2.1自然條件
　　工程位于廣東某市城郊,屬珠江三角洲沖積平原區。路線西段為廠區,其余多為耕地、水塘及河涌,地勢起伏不太大,地面標高在0.79m～3.16m之間,高差起伏不大,為三角洲漫灘相地貌,沖積層厚度較大。
　　2.2地質狀況
　　沿線地層主要由素填土、沖積亞粘土、粉砂土、淤泥及淤泥質亞粘土組成,自上而下分為四層:
　　a)素填土淺灰、淺黃色,由砂土及粘性土堆積而成,松散或軟塑～可塑,厚度在4m以內,局部為雜填土,標貫校正擊數平均值N=3.6擊;
　　b)亞粘土頂板埋深0～3.6m,灰色,含粉砂質,稍有光滑,韌性中等,軟塑～可塑,厚度在0～5.0m之間,少部分鉆孔缺失此層,標貫校正擊數平均值N=2.8擊;
　　c)粉砂土頂板埋深1.6m～6.2m,淺黃,灰色,石英質,顆粒級配差,飽和,松散,厚度在0～6.2m之間,僅見于1#～8#、22#～24#、36#、66#、108#孔,標貫校正擊數平均值N=5.2擊;
　　d)淤泥、淤泥質亞粘土頂板埋深0.7m～5.6m,深灰、灰黑色,含粉砂質及有機質,稍具腐臭味,低韌性,流塑態,標貫校正擊數平均值N=1.4擊。
　　沿線地下水屬潛水類型,a)層中的砂土及c)層中的粉細砂為主要含水層,其余地層以粘性土為主,含地下水量小。大氣降雨和周邊水塘及河涌是主要補給源。
　　地下水位較淺,實測值為地面以下0.1m～2.3m,地表水排水條件不良,上部土層以中濕～潮濕為主。全路段勘察共布置鉆孔125個,總進尺達1000m,取原狀土樣及試驗342件,取工程水樣及化驗22件,標準貫入試驗514次,根據試驗結果,分析得出的部分指標的平均值如表1所示。
　　表1軟土物理力學指標統計表
　　                       
　　
　　3處治方案
　　3.1方案設計
　　選用32.5R普通硅酸鹽水泥,樁徑為0.5m,樁距為1.2m～1.3m,按正三角形布置,水泥的摻入比為15%,水灰比為0.4~0.6,垂直度偏差不超過1.5%,樁徑的偏差不大于4%。
　　施工前先清表土約2m,鋪設一層50cm厚的中粗砂墊層作為整平層,然后在該層施工深層攪拌樁。樁頂為平整層頂面標高,樁底打穿淤泥層進入持力層至少0.5m。設計停漿面為整平層底面標高處。施工完畢,在樁頂范圍再鋪設一層雙向土工格柵。回填土方按道路密實度標準分層碾壓至路床頂面標高。
　　處理完畢后,要求路基土承載力大于120kPa,深層攪拌樁28d室內無側限抗壓試驗極限強度不小于800kPa。同時施工完成一個月后才能進行樁頂以上路基施工。為確保拼接處的新舊路基拼接效果,采取以下措施:清除坡面松土,沿舊路坡面開挖臺階,臺階寬度為1.5m,臺階底設3%的向內傾斜的坡度,并在新舊路基間橫向鋪設3m寬的雙向土工格柵,自下而上分層填筑路基。
　　3.2工藝流程框圖
　　工藝流程框圖如圖1所示。
　　                                                   
　　圖1工藝流程框圖
　　3.3施工注意事項
　　施工中應注意以下事項:
　　a)施工場地應進行平整,開機前必須調試、檢查樁機運轉和輸料管暢通情況;
　　b)場地整平標高比設計標高高0.3m,以保證樁頂質量,同時行成攔水帶,保證后期開挖基坑的防排水;
　　c)粉噴樁的垂直度偏差不超過1%,樁位布置偏差不大于50mm,樁徑偏差不大于4%;
　　d)施工前確定好攪拌機械的水泥自動計量、起吊設備提升速度,使攪拌提升速度與水泥輸送速度同步;
　　e)泵送必須連續,且水泥的罐數、水泥的數量以及泵送時間必須安排專人記錄;
　　f)預攪下沉時不得沖水,遇硬土層時可適量沖水;
　　g)施工時因故停機,應將攪拌頭下沉至停止點以下0.5m,待恢復供灰時再提升;
　　h)樁與樁的搭接時間不超過24h,否則要對最后一根樁先進行空鉆留出楔頭,以便開鉆后搭接。在施工前,應先進行試樁,以確定施工配合比等各項參數和施工工藝。
　　3.4施工控制關鍵
　　3.4.1穿透軟土層
　　粉噴樁若未打穿軟土層,成為懸浮式時沉降就大。地基的過大沉降,說明樁尖下臥軟土層的沉降還相當大,而且持續時間較長,必將導致報廢。施工圖設計中結合地質鉆探資料,對下臥層軟土的沉降作了具體的計算和評估,作為確定樁深的依據。
　　3.4.2控制含水量
　　粉噴樁質量的優劣不僅與摻入粉體的質量、施工工藝、地基土的性質有關,而且尤與含水量的關系甚為密切。規范規定,地基土的天然含水量在小于30%或大于70%時不宜采用。因為當土的含水量小于30%時,土中的水份不足以使粉體進行水化作用;當含水量大于70%時,按常規摻入粉體數量無法形成足夠強度的水泥土樁體,將嚴重影響粉噴樁的強度,為此必須增加粉體的摻入量和采用復攪的施工工藝。
　　3.4.3復合地基承載力
　　粉噴樁復合地基的平均允許承載力公式為:
　　[σ復合]=a[σ樁]+(1-a)[σ土]
　　式中:σ復合———復合地基的平均允許承載力;
　　a———置換率;
　　σ樁———攪拌樁的允許承載力;
　　σ土———天然地基土的允許承載力。
　　單根樁的強度將直接影響復合地基的強度,粉噴樁屬摩擦樁類,應通過計算單樁承載力來驗算處治后路基的整體承載力。
　　3.4.4樁土置換率及粉體摻入量
　　根據所要求達到的復合地基強度、擬定的粉噴樁強度及天然地基土的強度來求樁土的置換率,計算出樁數,然后布置樁位,再作有關的驗算。復合地基的樁土置換率必須大于一定值,否則起不到復合地基的作用,規范規定為10%～20%。粉體的摻入量規范規定為10%～15%。
　　3.4.5復攪和轉速
　　復攪的作用在于通過充分的攪拌使粉體與粘土及水得到比較完全的接觸和作用,促使樁體的充分形成。同時,鉆頭噴出的粉體一般呈脈沖狀,若不充分進行攪拌,粉體在樁中往往呈層狀,形成一種“夾生”,對樁的強度不利。如果承受水平推力截止水作用的話,應進行全程復攪,若作為路基加固只承受垂直向力作用,也可以只復攪上部1/3的樁體。為了提高工效,粉噴鉆機下鉆時可以提高轉速,但是當反轉提升噴粉攪拌時切莫快速旋轉和提升,否則將會嚴重影響攪拌的均勻性和足夠粉量的摻入。
　　
　　4結語
　　經軟土地基處治后該道路路基穩定性良好,工后沉降得到了有效控制,具有明顯的社會意義和經濟意義。