謝晶珍

1 工程概況

某排澇工程是為民辦實事的省重點建設工程項目，其中排澇泵站工程屬中后期項目;主要特點是工期緊、任務緊迫、地質條件差;為了確保按期竣工，我們針對該工程的地質條件提出了采用粉體噴射攪拌加固地基。

2 原理

粉體攪拌是以石灰、水泥等粉體固化材料，通過專用的粉體攪拌機械，用壓縮空氣將粉體送到軟弱地層中。憑借鉆頭葉片，在原位進行強制攪拌，形成土和摻和料的混合物。使其產(chǎn)生一系列的物理—化學反應，從而形成柱狀加固體，提高土的穩(wěn)定性能和力學性能。一般在摻入15%水泥的情況下，90 d齡期的無側限抗壓強度可達20 MPa。

粉體攪拌法加固深為10 m～30 m，拌入石灰粉后軟土物理性能發(fā)生變化，加灰量取10%～15%，液性指數(shù)IL隨含灰量而呈接近線性遞減，使土質從原來流態(tài)狀態(tài)進入半固態(tài)或固態(tài)。

當IL=0.4時，制備后土體的含水量為50%，石灰含量為0%～15%，IL→0及小于0。

當IL=1.1時，制備后土體的含水量為70%，石灰含量為0%～15%，IL→0.2。

當IL=1.4時，制備后土體的含水量為90%，石灰含量為0%～15%，IL≈0.7。

加灰后壓縮系數(shù)ar、側限變形模量Eo、無側壓抗壓強度gu、抗剪強度指標(c，￠)、含水量(W)等指標均發(fā)生變化(見表1)，使地基承載力提高。加固后在現(xiàn)場樁體上截取100 mm×100 mm× 100 mm立方體作為室內(nèi)抗壓強度試驗。

表1 粉體攪拌法加灰量(10%～15%)各項指標變化表

3 施工工藝

3.1 工藝要求

1)粉體攪拌效果通常用土體中任一點經(jīng)鉆頭攪拌次數(shù)來控制。

2)單位時間的粉體噴出量計算。

其中，rd為軟土密度，kg/s;aw為石灰摻入比，由室內(nèi)試驗提供，%，含灰量視天然含水量而定，含水量高時，含灰量取10%～15%，含水量低時，可取6%～10%，aw為摻加石灰重量/被加固軟土重量;V為鉆頭直徑，m。

3)室內(nèi)試驗：在現(xiàn)場取回土樣與加固料均勻攪拌后制備灰土試件，具體按下面原則選擇：a.當含水量為天然地基土含水量，養(yǎng)護齡期為7 d，28 d和90 d(制備土樣裝入塑料袋密封后置入水中養(yǎng)護)。b.當含水量高于天然地基土含水量，含灰量可取10%～15%。c.當含水量低于天然地基土含水量，含灰量可取6%～10%。然后按不同含水量和不同養(yǎng)護齡期，組合制備多組試件，經(jīng)養(yǎng)護后，選取最佳含水量作為設計摻灰量。

3.2 施工程序

1)定位：平整場地將攪拌機移動樁位調平機位、位中。2)預攪鉆進下沉：啟動攪拌機電機，使鉆頭正向轉動鉆進勻速下沉至設計標高為止。3)噴粉攪拌提升，當深層攪拌機下沉到設計深度時，開啟空壓機待氣粉混合物到達噴口時，按確定的提升速度開動鉆機反鉆邊噴灰，邊提升攪拌機。4)重復攪拌：攪拌機噴灰反轉提升至原地面以下500 mm時，關閉空壓機。為使軟土和固化劑攪拌均勻，再次將攪拌機鉆進下沉，直至設計深度，再將攪拌機按規(guī)定速度反轉提升出地面。5)移位、準備打下一根樁。

3.3 施工注意事項

1)場地必須平整，清除地表地下的一切障礙。當表土過軟時應采取施工機械失穩(wěn)措施。2)每根樁開鉆后必須連續(xù)施工，嚴格控制噴灰及?；視r間，不得間斷，嚴禁在尚未噴灰的情況下進行提升作業(yè)，以確保粉體樁的長度。3)如有故障等原因而中斷噴粉應記錄中斷深度，必須進行復打，重打重疊段不小于1.0 m。4)對使用過的鉆頭直徑，須隨時檢查，磨損量不得大于1 cm。

表2 粉體樁施工質量允許偏差表

4 加固質量效果的檢驗

1)在已完成的樁中抽取2%的樁進行成樁檢驗，可采用芯鉆探或開挖樁體上部0.6 m，1 m，1.5 m處截取原狀土樣，直接測定樁的強度，也可觀察樁體直徑均勻程序和成樁情況。2)一般90 d齡期無側限抗壓強度可達20 MPa。3)處理后的復合地基承載力比天然地基提高1.5倍～2倍。4)質量標準見表2。

5 結語

1)采用粉體噴射攪拌樁加固軟土地基的效果比其他方法更為明顯可靠。a.沉降均勻、邊坡與路中沉降差減少。b.沉降量小。c.強度高，如粉噴樁的樁長5.0 m、樁徑50 cm、樁距1.3 m，水泥用量10%計，其28 d無側限抗壓強度大于720 kPa，復合地基承載力在90 kPa左右，而真空預壓的為80 kPa，堆載預壓的在50 kPa～80 kPa之間。2)施工工期真空預壓的要140 d，堆載預壓需6個月～12個月。而粉樁一般在100 d左右，沉降量基本穩(wěn)定，從而加快了進度。3)當用于加固橋梁接坡軟土地基時，基本消除了橋頭跳車現(xiàn)象。

［1］ 李華松.粉噴樁處理軟弱地基施工技術研究［J］.山西建筑，2010，36(9)：109-110.