摘要:本文結(jié)合實(shí)例,提出了粉噴樁在軟土地基處理中的設(shè)計(jì)和施工探討,供同行借鑒。
　　
　　關(guān)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(xiāng)結(jié)合部,民居、廠房密布,施工影響因素較多,且所在區(qū)為典型的珠江三角洲相地質(zhì),廣泛分布的淤泥及淤泥質(zhì)土物理力學(xué)性質(zhì)差,因此,軟土地基處理是本段公路路基設(shè)計(jì)、施工中要解決的核心問題。
　　
　　2地質(zhì)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(qū)。路線西段為廠區(qū),其余多為耕地、水塘及河涌,地勢起伏不太大,地面標(biāo)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(zhì)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(zhì)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(nèi),局部為雜填土,標(biāo)貫校正擊數(shù)平均值N=3.6擊;
　　b)亞粘土頂板埋深0～3.6m,灰色,含粉砂質(zhì),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(biāo)貫校正擊數(shù)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(zhì),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(biāo)貫校正擊數(shù)平均值N=5.2擊;
　　d)淤泥、淤泥質(zhì)亞粘土頂板埋深0.7m～5.6m,深灰、灰黑色,含粉砂質(zhì)及有機(jī)質(zhì),稍具腐臭味,低韌性,流塑態(tài),標(biāo)貫校正擊數(shù)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(xì)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(bǔ)給源。
　　地下水位較淺,實(shí)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(gè),總進(jìn)尺達(dá)1000m,取原狀土樣及試驗(yàn)342件,取工程水樣及化驗(yàn)22件,標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)514次,根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果,分析得出的部分指標(biāo)的平均值如表1所示。
　　表1軟土物理力學(xué)指標(biāo)統(tǒng)計(jì)表
　　                       
　　
　　3處治方案
　　3.1方案設(shè)計(jì)
　　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(shè)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(biāo)高,樁底打穿淤泥層進(jìn)入持力層至少0.5m。設(shè)計(jì)停漿面為整平層底面標(biāo)高處。施工完畢,在樁頂范圍再鋪設(shè)一層雙向土工格柵。回填土方按道路密實(shí)度標(biāo)準(zhǔn)分層碾壓至路床頂面標(biāo)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(nèi)無側(cè)限抗壓試驗(yàn)極限強(qiáng)度不小于800kPa。同時(shí)施工完成一個(gè)月后才能進(jìn)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(tái)階,臺(tái)階寬度為1.5m,臺(tái)階底設(shè)3%的向內(nèi)傾斜的坡度,并在新舊路基間橫向鋪設(shè)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(xiàng)
　　施工中應(yīng)注意以下事項(xiàng):
　　a)施工場地應(yīng)進(jìn)行平整,開機(jī)前必須調(diào)試、檢查樁機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)和輸料管暢通情況;
　　b)場地整平標(biāo)高比設(shè)計(jì)標(biāo)高高0.3m,以保證樁頂質(zhì)量,同時(shí)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(jī)械的水泥自動(dòng)計(jì)量、起吊設(shè)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(xù),且水泥的罐數(shù)、水泥的數(shù)量以及泵送時(shí)間必須安排專人記錄;
　　f)預(yù)攪下沉?xí)r不得沖水,遇硬土層時(shí)可適量沖水;
　　g)施工時(shí)因故停機(jī),應(yīng)將攪拌頭下沉至停止點(diǎn)以下0.5m,待恢復(fù)供灰時(shí)再提升;
　　h)樁與樁的搭接時(shí)間不超過24h,否則要對最后一根樁先進(jìn)行空鉆留出楔頭,以便開鉆后搭接。在施工前,應(yīng)先進(jìn)行試樁,以確定施工配合比等各項(xiàng)參數(shù)和施工工藝。
　　3.4施工控制關(guān)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(shí)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(dāng)大,而且持續(xù)時(shí)間較長,必將導(dǎo)致報(bào)廢。施工圖設(shè)計(jì)中結(jié)合地質(zhì)鉆探資料,對下臥層軟土的沉降作了具體的計(jì)算和評估,作為確定樁深的依據(jù)。
　　3.4.2控制含水量
　　粉噴樁質(zhì)量的優(yōu)劣不僅與摻入粉體的質(zhì)量、施工工藝、地基土的性質(zhì)有關(guān),而且尤與含水量的關(guān)系甚為密切。規(guī)范規(guī)定,地基土的天然含水量在小于30%或大于70%時(shí)不宜采用。因?yàn)楫?dāng)土的含水量小于30%時(shí),土中的水份不足以使粉體進(jìn)行水化作用;當(dāng)含水量大于70%時(shí),按常規(guī)摻入粉體數(shù)量無法形成足夠強(qiáng)度的水泥土樁體,將嚴(yán)重影響粉噴樁的強(qiáng)度,為此必須增加粉體的摻入量和采用復(fù)攪的施工工藝。
　　3.4.3復(fù)合地基承載力
　　粉噴樁復(fù)合地基的平均允許承載力公式為:
　　[σ復(fù)合]=a[σ樁]+(1-a)[σ土]
　　式中:σ復(fù)合———復(fù)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(qiáng)度將直接影響復(fù)合地基的強(qiáng)度,粉噴樁屬摩擦樁類,應(yīng)通過計(jì)算單樁承載力來驗(yàn)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(jù)所要求達(dá)到的復(fù)合地基強(qiáng)度、擬定的粉噴樁強(qiáng)度及天然地基土的強(qiáng)度來求樁土的置換率,計(jì)算出樁數(shù),然后布置樁位,再作有關(guān)的驗(yàn)算。復(fù)合地基的樁土置換率必須大于一定值,否則起不到復(fù)合地基的作用,規(guī)范規(guī)定為10%～20%。粉體的摻入量規(guī)范規(guī)定為10%～15%。
　　3.4.5復(fù)攪和轉(zhuǎn)速
　　復(fù)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(shí),鉆頭噴出的粉體一般呈脈沖狀,若不充分進(jìn)行攪拌,粉體在樁中往往呈層狀,形成一種“夾生”,對樁的強(qiáng)度不利。如果承受水平推力截止水作用的話,應(yīng)進(jìn)行全程復(fù)攪,若作為路基加固只承受垂直向力作用,也可以只復(fù)攪上部1/3的樁體。為了提高工效,粉噴鉆機(jī)下鉆時(shí)可以提高轉(zhuǎn)速,但是當(dāng)反轉(zhuǎn)提升噴粉攪拌時(shí)切莫快速旋轉(zhuǎn)和提升,否則將會(huì)嚴(yán)重影響攪拌的均勻性和足夠粉量的摻入。
　　
　　4結(jié)語
　　經(jīng)軟土地基處治后該道路路基穩(wěn)定性良好,工后沉降得到了有效控制,具有明顯的社會(huì)意義和經(jīng)濟(jì)意義。