粉噴樁在公路工程軟基處理中的應(yīng)用
文章論述了粉噴樁在軟基處理過(guò)程中樁的支承方式方法、單樁承載力、土的含水量、置換率、滲入量、復(fù)攪轉(zhuǎn)速對(duì)樁強(qiáng)度的影響以及控制標(biāo)準(zhǔn)、檢測(cè)方法和評(píng)定方法。地基施工隊(duì)一般是指用于改善支承建筑物的地基（土或巖石）的承載能力或改善其變形性質(zhì)或滲透性質(zhì)而采取的工程技術(shù)措施。
　　采用粉噴樁方法加固軟土地基具有許多優(yōu)點(diǎn)：能有效地減少地基的總沉降量；與排水固結(jié)法相比總沉降量能減少25%～49%；這對(duì)控制路堤的工后沉降和解決橋頭“跳車”具有明顯的效果，具體表現(xiàn)在地基加固深度內(nèi)沉降量的大幅度減少。經(jīng)加固后路基在填筑過(guò)程中側(cè)向位移明顯減少，實(shí)測(cè)的最大側(cè)向位移僅6～7cm。與排水固結(jié)法在相同條件下相比，側(cè)向位移減少60%～70%，而且在較短時(shí)間內(nèi)即趨穩(wěn)定。側(cè)向位移的減少，不僅能增加路基的穩(wěn)定，特別在橋涵與路堤連接處保護(hù)橋臺(tái)樁基不受過(guò)大的側(cè)向推力，而且也減少地基的沉降。粉噴樁復(fù)合地基能提高地基土的承載力，適應(yīng)快速填筑施工，與排水固結(jié)法相比，可以允許有較高的填土速率。
　　一、粉噴樁的支承式與懸浮式對(duì)沉降的影響
　　長(zhǎng)封段試驗(yàn)(test)表明，在樁長(zhǎng)11m范圍內(nèi)的沉降量與樁尖以下沉降的比值達(dá)1∶1.5。查閱其他資料也證明(zhèng míng)，當(dāng)粉噴樁打穿軟土層進(jìn)入較硬的持力層沉降很少；若未打穿軟土層，成為懸浮式時(shí)沉降就大。地基的過(guò)大沉降，說(shuō)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(zhǎng)，將不得不重新進(jìn)行處理甚至報(bào)廢。目前高速公路不斷向沿海近海地區(qū)延伸，遇到的深厚軟土越來(lái)越多，而且是現(xiàn)有粉噴樁機(jī)所達(dá)深度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及的。如何來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題，除了進(jìn)一步提高機(jī)械設(shè)備(組成：驅(qū)動(dòng)裝置、變速裝置等)的性能外，在設(shè)計(jì)(Design)理論上也需要有一個(gè)突破。對(duì)下臥層軟土的沉降有一個(gè)正確的評(píng)估，同時(shí)在實(shí)踐中探索解決的方法。
　　二、地基（dì jī）土含水量對(duì)粉噴樁質(zhì)量的影響
　　粉噴樁質(zhì)量（Mass）的優(yōu)劣(yōu liè) 主要反映在粉噴樁的強(qiáng)度指標(biāo)上，這不僅與摻入粉體的質(zhì)量、施工（Construction）工藝、地基土的性質(zhì)有關(guān)，其中尤以含水量的關(guān)系甚為密切。規(guī)范規(guī)定，地基土的天然(natural)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)，含水量過(guò)高的土壤（質(zhì)地類型：壤土、砂土、黏土）往往孔隙比大，若按常規(guī)摻入粉體數(shù)量，由于水分過(guò)多形成不了足夠強(qiáng)度的水泥土樁體，將嚴(yán)重影響(influence)粉噴樁的強(qiáng)度，在這種情況下必須增加粉體的摻入量和采用復(fù)攪的施工工藝。高含水量、大孔隙比和粘粒含量多時(shí)，土周邊的限制力極低，當(dāng)鉆頭反轉(zhuǎn)提升噴灰時(shí)，產(chǎn)生一個(gè)垂直向下擠壓力（pressure）和一個(gè)徑向水平推力，由于土呈流塑狀，束縛力極低，樁體在成形過(guò)程(guò chéng)中向下及向四周水平向排水，影響形成豎向樁體，通常形成所謂“掉樁”或“下沉”，常為地表下1～2m。當(dāng)發(fā)生“掉樁”或“下沉”時(shí)，只要當(dāng)時(shí)采取立即回填土并重新復(fù)噴復(fù)攪，就能克服這種現(xiàn)象（phenomenon），如果不作處理將會(huì)造成過(guò)大的路基沉降。
　　三、粉噴樁復(fù)合地基（dì jī）承載力和粉噴樁單樁承載力的關(guān)系
　　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――攪拌樁的允許承力力；
　　σ土――天然地基（dì jī）土的允許承載力。地基打樁工程施工將木樁或石樁等砸進(jìn)地里，為了使建筑物基礎(chǔ)堅(jiān)固。
　　無(wú)疑，樁的強(qiáng)度將直接影響復(fù)合地基（dì jī）的強(qiáng)度，假設(shè)樁的強(qiáng)度不斷增加而土的強(qiáng)度依然不變，按照公式的計(jì)算，復(fù)合地基的強(qiáng)度也會(huì)不斷增加，然而實(shí)際情況(Condition)并不如此。因?yàn)榉蹏姌稄谋举|(zhì)上來(lái)講是屬摩擦樁類，當(dāng)土的強(qiáng)度不變，而且飽和軟粘土的強(qiáng)度很低時(shí)，在這種情況下，即使不斷增加樁的強(qiáng)度，但總的復(fù)合地基強(qiáng)度也不會(huì)隨之增加。這如同一根筷子在漿糊里和一個(gè)鋼筋在漿糊里的情況是類同的。只有當(dāng)天然土的強(qiáng)度也增強(qiáng)時(shí)，整個(gè)復(fù)合地基的強(qiáng)度才會(huì)增加。所以樁的強(qiáng)度應(yīng)適度，要和天然土的強(qiáng)度相互匹配。反過(guò)來(lái)樁的強(qiáng)度很低，這當(dāng)然也是不行的。
　
　　四、樁土置換率及粉體摻入量對(duì)復(fù)合(recombination)地基強(qiáng)度（strength)的影響(influence)
　　在實(shí)際設(shè)計(jì)(Design)運(yùn)算時(shí)往往提供所要求達(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(lái)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。地基施工隊(duì)一般是指用于改善支承建筑物的地基（土或巖石）的承載能力或改善其變形性質(zhì)或滲透性質(zhì)而采取的工程技術(shù)措施。實(shí)踐證明(zhèng míng)若置換率過(guò)低，如小于10%往往達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，甚至全功盡棄。某快速干線采用粉噴樁復(fù)合地基處理，置換率僅為6%～7%，當(dāng)路堤填至設(shè)計(jì)標(biāo)高后出現(xiàn)裂縫，不得不重新處理。這說(shuō)明作為復(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（role），所以在規(guī)范中定為10%～20%，這是有道理的。同樣粉體的摻入量也需控制在一定值，規(guī)范定為10%～15%。如前所述，當(dāng)軟土中含水量大于70%，必須加大粉體摻入量，否則將形成不了樁體或形成強(qiáng)度達(dá)不到要求的樁體，不能滿足設(shè)計(jì)要求。
　　五、復(fù)攪和轉(zhuǎn)速對(duì)樁強(qiáng)度的影響
　　大量的施工實(shí)踐已充分證明復(fù)攪與不復(fù)攪的質(zhì)量（Mass）相差甚大。復(fù)攪的作用在于通過(guò)(tōng guò)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”。