盐城通榆河 大桥 事故 粉喷桩在通榆河大桥桥头软基处理上的应用

　　摘要 结合通榆河大桥在桥头的软基处理的实例，谈谈水泥粉喷桩处理技术在软土地基上的施工技术应用。 　　关键词 软土地基；粉喷桩； 榆河大桥；桥头软基处理
　　中图分类号U44 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2011）33-0099-02
　　1 关于水泥粉喷桩
　　粉喷桩是“粉体喷射搅拌桩”的简称，其加固地基的机理在于固化剂与原位土充分混合后，由于固化剂吸收周围土层中的水分而发生物理化学反应，使混合桩体凝结硬化，这样既可以提高其自身的强度，同时又可以稳定桩周围的土层结构，这样可以使天然存在的软土地基可以通过处理，使其成为优质的、高强度的复合地基，这样可以大大的提高地基的承载能力以及工程质量。
　　2 粉喷桩的优缺点
　　2.1粉喷桩的优点
　　粉喷桩在工程应用中有许多突出的优点，具体来说，主要表现在以下的几方面：
　　1）加固工艺合理。在制做桩的过程中只需要向待处理部分的土层中均匀喷射一定量的固化料干粉即可，不需要再注入水分，这样可以使其中的固化剂充分的吸收水分，达到增强和加固待处理部分的效果；
　　2）施工过程相对比较简单、应用的技术也比较可靠。制桩过程可以采用粉喷桩处理的成套机械，达到操作过程机械化的水平，操作工人工作效率比较高，同时劳动强度也比较低；
　　3）施工所用的工期比较短，但是工作进度会大大加快。经过粉喷桩技术处理之后的地基可以使路基在填筑操作的时候加快工作速率，基本上可以不考虑填筑速度过快而引起的路基失稳等情况，提高工作效率，降低工程管理的难度；
　　4）保护环境，过程安全。即使是在制粉喷桩的过程中也不会出现振动和噪音等不利于环保的情况，更不会出现污染物质等，不会损害附近的其它建筑物。
　　2.2粉喷桩的缺点
　　粉喷桩在具备诸多优点的同时也不可否认的具有一些应用上的限制，具体来说，有以下几点：
　　 1）粉喷桩总体上的压缩变形会比较小，但是在附加的应力确定方面，有一些问题。有专家指出：一些室内进行的试验可以表明，经过处理后的水泥土重度会比原来该部分略有增大，其范围在在1.2％~3.5％之间，虽然不会有很大的影响，但是这一结果没有得到学术界的统一，很多人还是认为会有一定影响，所以这一问题上还有待研究和优化；
　　2）对于这类技术的操作机械，国外有很多粉喷桩施工机械设备可供选择，但是在国内情况就有所不同了，这类机械设备品种单一、功能不全、类型雷同等情况非常严重，这就直接的制约了我国在该项技术的应用和普及。
　　3 粉喷桩在通榆河大桥桥头软基处理上的应用
　　该项目位于盐城开发区境内在建的通榆河大桥，其梁桥头部分的路基属于比较典型的软土路段，这样的软弱土基的下面为承载力比较高的粘土层。该路基的填筑设计高度是4.2m，现场的地质资料显示，设计软基采用粉喷桩来进行处理。
　　桥头路基粉喷桩处理示意设计采用425＃普通硅酸盐水泥作为固化剂，粉喷桩的直径为50cm，喷粉量45kg/m，桩体28d无侧限，其抗压强度要大于750kPa，桩长10m，平面布置为梅花形。桩间距离B值要根据处理段离桥台的远近而变化：距离桥台0m~10m范围内的B值为1.2m，距离桥台10m~25m范围内的B值为1.5m，距离桥台25m~40m范围内的B值为1.8m。做出这样的设计，其目的是让桥头路段和一般路段间存在一个过渡区域，以防止发生沉降等突变情况。
　　第一次试桩分别按照45kg/m、50kg/m和55kg/m的喷粉量来进行施工处理。成桩16d和28d时，分别取芯进行了无侧限抗压强度试验。当每延米的喷粉量越多时，可以得出试件强度越高的结论，这一结果符合该工程项目的设计理论以及相关方面的一贯认识。如何在非常有限的工程投资范围内使操作处理的粉喷桩施工质量进一步得到保证是值得思考的问题。如果从对于试件的描述和评价情况来看，桩身的含灰量以及固结程度会自上而下的呈下降趋势，而且其芯样的可采率会变得越来越低。由于实际中试桩的数量非常有限，这会使检测得到的数据表现出相当大的离散性，不过仍可以从中看出每个桩之间的相同位置会产生强度较大的差异。经过综合的施工情况研究以及对于抗压强度检测报告等资料的分析，专家认为关键的问题在于每延米的喷粉量控制情况以及复合土搅拌过程的均匀程度等情况，而不在于喷粉量提高了多少。因此，要求进行实际操作的施工单位一定要配备可以自动的记录数据的电脑设备，要在施工过程中严格记录每延米的喷粉量是多少，另外，还要求尽量使设备能够以最大的能力进行对于复合土全桩长范围的复搅操作，以这样的措施来保证使用的水泥和原位土得到充分的混合。设计阶段要求调整粉喷桩的桩长，保证其长度达到14.5m，这样可以充分的适应各类使用的机械设备的钻进能力。
　　第二次试桩要按照45kg/m的喷粉量以及1.2m的桩间距来进行三根桩的施工工作。要保证每块芯样在搅拌程度上能够达到比较均匀的状态，最终使上、中、下这三层的试件之间强度的相差不是很大。使得桩身的整体强度要比第一次试桩的时候提高比较大的幅度，除了2＃桩的强度稍低之外，对于其它的桩处理上，都要使其强度高于设计阶段推算出来的数值。另外，还要针对2＃桩的强度低于其他桩的强的的实际情况，对其进行竖向的抗压静载荷试验，这样可以测定单桩复合地基的承载力情况。试验结果显示：最大试验荷载为260kN，对应的沉降量为20.35mm，完全满足设计提出的160kN要求。
　　4 工程应用情况的总结
　　1）粉喷桩能够在工程应用中大大提高施工地点软弱地基上的承载能力，经过粉喷桩处理之后，复合地基的承载力大约可以比原位土上的天然承载力最终提高2倍；
　　2）在实际处理中，若想提高粉喷桩桩身部分的强度，关键在于较好的控制每延米的喷粉量以及所用复合土搅拌时的均匀程度，在处理前应该要求施工单位能够配备可以自动记录的设备等，比如说要自动记录每延米的喷粉量等内容，同时，还要在规范要求的深度之外对桩身部分进行复搅操作。
　　3）在一些地点，如果认为有必要的话，应该适当进行针对复合地基的承载力或者是单桩承载力等情况的检测活动，比如说高填土桥头等特别地段，确保工程的总体质量不受个别因素影响；
　　4）如果有关于每延米喷粉量数据的施工监控记录，这种情况下，粉喷桩桩身部分的强度检测次数可以适当减少，也就是说，其频率可以适当降低一些，但是要在确保质量的前提下，这样做既可以适当的加快项目的工程进度和接下来的工序，同时又可以降低工程投资的总量，在工程运用上具有非常大的意义。