摘要:详细叙述某公路桥梁桥头路基的粉喷桩设计和试桩情况，提出对粉喷桩质量控制和检测的看法。
　　关键词:软土；粉喷桩；设计；检测
　　
　　一、概述
　　
　　深层搅拌法加固软土地基，就是在钻孔过程中利用水泥、石灰等材料作为固化剂，使用深层搅拌机械将浆液状或粉状固化剂注入软土地基的深层，经机械搅拌，使原位土与固化剂均匀混合并发生一系列的物理化学反应，使软土硬结成具有整体性、水稳定性和一定强度的优质地基。在深层搅拌法中，固化剂的注入有两种形式，一是浆液灌注，二是粉体喷射。前者由于有漏浆现象，工人操作条件较差，且对含水量较高软土地基的加固效果尚待论证，而粉体喷射法以它具有的诸多优点而后来居上，在工程中得到广泛的应用。
　　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，既提高了自身的强度，又稳定了桩周围土层，从而使天然的软土地基改变成优质的复合地基，大大提高了地基的承载能力。
　　固化剂可以采用水泥、石灰、石膏等材料，由于水泥桩的性能比较优越，因此一般采用普通硅酸盐水泥作为固化剂。从水泥与软土的物理化学反应过程分析，水泥与原位土搅拌越充分，混合越均匀，则水泥土结构的离散性越小，地基的总体强度也越高。
　　粉喷桩有许多优点，主要有以下几方面。加固工艺合理。在制桩过程中仅向土层中喷射固化料干粉，无需注入附加的水分，使固化剂能充分吸收软土中的水分，从而增强加固效果。
　　施工简单、技术可靠。国内有多种粉喷桩施工成套机械，制桩过程完全机械化，减轻了工人的劳动强度，提高了成桩效率。制桩原料除原位土外，仅有适量的固化剂便可。
　　可以在含有地下水的地层中直接施工制桩，避免了水下施工的麻烦，大大简化了施工程序。
　　施工工期短，进度快。经粉喷桩处理的地基，路基填筑时可大大加快填筑速率，基本不需考虑由于填筑过快而导致路基失稳的可能。
　　保护环境。在制桩过程中无振动、无噪音、无污染，对附近建筑物无影响。
　　粉喷桩虽然有许多优点，但在应用上还有一些限制。
　　在理论上，粉喷桩群体范围内的压缩变形量较小，根据荷载、桩长、桩身强度、天然地基土强度、置换率、复合地基的变形模量等估算，一般可取2cm～5cm。而下卧软弱土层压缩变形量的确定，可以假定粉喷桩群体形成一种实体深基础，按双层地基计算该实体深基础底部的附加应力，然后再进行下卧软弱土层压缩变形量的计算。在附加应力的确定上，有学者指出：室内试验表明，水泥土的重度比原位土略有增大，增大量在1．2％～3．5％之间，加固桩身对下部未加固部分不会产生过大的附加应力，也不会由于加固桩身附加荷重而引起地基附加沉降。但有些学者却持相反观点。目前，不同的软土特征和施工实际情况对附加应力的影响尚待研究。
　　相对于国外多种多样、五花八门的粉喷桩施工机械设备而言，国内的机械设备可以说是品种单一、类型雷同，这直接制约了粉喷桩的设计和应用。比如在桩径的确定上，由于国内的机械设备均只能施工直径为50cm的粉喷桩，因此在设计上也只能按该直径考虑。又如在桩长的确定上，理论上以穿透软土层为最佳，但国内配套钻杆长度绝大多数都在15m以内、12m左右，因此在应用粉喷桩时，都以下卧软土层的厚度不超过上述长度为选择依据之一，如果下卧软土层的厚度超过上述长度，则一般可以不考虑采用粉喷桩，转而采用其他的软基处理方法如塑料排水板等。
　　
　　二、粉喷桩的应用实例
　　
　　（一）工程简况及软基处理方案
　　位于宁波东部某一级公路在建桥梁桥头路基为典型的软土路段，其原位土的物理力学性质指标见表1。软弱土基下为承载力较高的卵砾石层。路基填筑设计高度为4．2m，根据现场地质资料，设计软基采用粉喷桩进行处理。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，桩直径为50cm，喷粉量45kg?m，桩体28d无侧限抗压强度要求大于750kPa，桩长10m，平面布置为梅花形。桩间距离B值根据处理段离桥台的远近而变化：距离桥台0～10m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。这样设计的目的是使桥头路段与一般路段之间有一个过渡，防止沉降的突变。
　　（二）第一次试桩情况
　　第一次试桩分别按45kg?m、50kg?m和55kg?m的喷粉量进行了施工。成桩16d和28d时，分别取芯进行了无侧限抗压强度试验，可以看出：每延米喷粉量越多则试件的强度越高，这符合设计理论和一贯认识。

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