【摘要】在公路工程施工中，软土地基存在着较大的危害。不合理的路基处理会对路基的稳定性及公路工程的质量产生直接影响。本文主要从粉喷桩的施工原理相结合，简要阐述了粉喷桩的施工工艺。
【关键词】公路路基；基床施工；粉喷桩
一、粉喷桩施工原理
粉喷桩是粉体喷射深层搅拌的简称，它是深层加固处理技术的一种。其原理是通过专用的深层粉体喷射搅拌机，将粉状加固料如水泥，石灰粉等用压缩空气喷人地基深处，凭借搅拌机的回转钻头叶片使加固料于原位软土混合，就地搅拌具有整体性，水稳性及一定强度的桩体，桩体中的加固料与软土产生了一系列物理化学反应，使软土硬结，从而使桩体与桩间土一起组成复合地基，起到加固地基的目的。粉喷桩在公路施工中的实践表明，采用粉喷桩施工方法加固软土地基具有以下优点。
1.有效的减少地基的总沉降量，与排水固结法相比总沉降量能减少30%左右，这对控制路堤的沉降和桥头“跳车”具有明显的效果。
2.有效的减少路堤的侧向位移，与排水固结法在相同条件下相比，侧向位移减少印%以上，并且在较短的时间内趋向稳定。
3.对路堤快速填筑施工有较强的适应性，在工期短、雨季施工中，与排水固结法相比，可以允许较高的填土速率。
4.与普通混凝土桩基础相比，节省了钢筋材料，降低了工程造价，且更容易保证施工安全。
二、粉喷桩的施工
1.粉喷桩施工。粉喷桩施工是通过带三叶片的涡轮钻头将水泥粉和粘土进行强制拌和，从而达到提高地基承载力的目的。
2.施工准备。
（1）粉喷桩施工前应准备下列施工技术资料：施工场地的工程地质报告，粉喷桩设计桩位图，原地面高程数据表，加固深度与停灰面高程以及测量资料等。
（2）场地平整、清除障碍。如场地低洼，应回填粘性土；施工场地不能满足机械行走要求时，应铺设砂土或碎石垫层。压实度不小于85%。若地表过软，则应采取防止机械失稳措施。
（3）施工机具准备，进行机械组装和试运转。
（4）粉喷桩的施工工艺根据设计要求的配合比和实测的各项施工参数通过试桩来确定。试桩10根，通过试桩来确定钻进速度、提升速度、搅拌速度、喷气压力、单位时间喷粉量等。粉喷桩所用的水泥应符合设计要求，并有产品合格证，并经室内检验合格才能使用。
3.工艺性试桩。粉喷桩正式施工前要先进行成桩试验，水泥掺入比参考值为48-50kg/m。粉喷桩施工前应做好加固土室内试验，根据设计要求的无侧限抗压强度，按7天龄期的试验成果求出合适的掺入比，7天龄期抗压强度不小于1100KPa。以确定：
（1）要穿过软土层的实际深度。
（2）了解各软土的阻力，以确定钻进及提升速度和喷粉量。在实际工作中根据其抽芯质量情况发现，对含水量较大的软土，提升速度要慢，风量要大才能保证成桩质量；对砂层，特别是粗砂层，提升速度应较淤泥层快，风量应较淤泥层的小。
4.各主要工序的质控制要点。
（1）桩基就位：根据设计，确定加固放置机体位置的基础（即加垫砂层），使搅拌桩机机轴保持垂直，以防打斜桩，影响桩基承载力。
（2）下钻：启动搅拌桩机，钻头边旋转边钻进。为不致于堵塞喷射口，此时并不喷射加固材料，而是喷射压缩空气，可使钻进顺利，减小负载扭距。随着钻进，准备被加固的土体在原位受到搅动。
（3）提升钻头并反转：在提升过程喷粉搅拌，通过粉体发送器将水泥粉喷射人搅拌的土体中，使土体和水泥沿深度方向充分拌和。要根据地质情况，决定提升速度，以得到较均匀的水泥土桩，提升速度根据试桩参数确定。
（4）提升结束：当钻头提升到距地面30～50cm时，发送器停止向孔内喷射粉料，成桩结束。这时由于装置的回路是封闭的，粉体不会向空中喷射和飞散。在向土体喷射过程中的最后阶段，在搅拌钻头距地面30cm处停止喷粉，粉粒不会溢出地面。一般在设计桩顶预加50cm桩长作为破除桩头用。
（5）复拌：停止喷粉，钻头边旋转边钻进，直至设计深度处，再边提升边反向旋转，使土体和粉体充分拌和，土体被充分粉碎，水泥粉被均匀地分散在桩土中，复拌是保证成桩均匀和提高桩体强度的有效措施。
三、影响粉喷桩强度的因素
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。
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。
3.复搅和转速对桩强度的影响。大量的施工实践已充分证明复搅与不复搅的质量相差甚大。复搅的作用在于通过充分的搅拌使粉体与粘土及水得到比较完全的接触和作用，促使桩体的充分形成。同时，钻头喷出的粉体一般呈脉冲状，若不充分进行搅拌，粉体在桩中往往呈层状，形成一种“夹生”，对桩的强度很不利。如承受水平推力截止水作用，应进行全程复搅，若作为路基加固只承受垂直向力作用，也可以只复搅上部1/3的桩体。为了提高工效，粉喷钻机下钻时可以提高转速，但是当反转提升喷粉搅拌时切勿快速旋转和提升，否则将会严重影响搅拌的均匀性和足够粉量的掺入。
四、结语
总之，作为一种行之有效的方法，粉喷桩技术对软土地基进行处理时有较多的优点存在，因此得到广泛的应用，但在施工管理方面有较大难度，施工队伍的是否严格应结合施工技术操作规程，对粉喷桩的施工质量产生直接影响，若不合理的把握，则会容易有偏差出现，由于其路基工程属于隐蔽性工作，因此容易有隐患存在，所以应与施工环节相把握，施工过程管理的严格化显得极为必要。只有保障工程质量，才能使公路路基基床施工的质量得到显著提升。
参考文献
[1] 李世奇. 粉喷桩加固既有线旁软土地基技术[J]. 山西建筑. 2007（08）.
[2] 张庆松，李术才，刘松玉. 粉喷桩复合地基沉降的影响因素分析[J]. 土工基础. 2006（06）.