揭阳市榕江大围堤防工程中粉喷桩在软基处理中的应用

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1、揭阳市榕江大围堤防工程中粉喷桩在软基处理中的应用冯建镖广东水电二局股份有限公司510545摘要：粉喷桩处理软基的一般设计模式、施工技术要点及应用效果，粉喷桩处理高含水量、高塑性的软弱地基，由于其作为一种复合地基，能较好地与堤基土层相协调，适应防洪堤的构造要求。关键词:粉喷桩；软基；应用1、工程概况广东省揭阳市榕江大围位于揭阳市境内，榕江南、北河从揭阳市区穿境而过，形成“两河四岸”的城市分布格局，并将市区分成东山曲溪、磐岭、榕城渔湖和梅仙四片，是揭阳市重点的城乡水利防灾减灾工程项目。由于该堤段均为新

2、建堤段，由于该堤段地质情况较为复杂，地层变化大，堤基存在较厚的软弱淤泥层，而软土地基作为一种常见的不良地基，它给堤防工程建筑物造成极大的危害，因此，该堤段采用了水利工程中较为常见的粉体喷射搅拌法（简称粉喷法）加固软土技术处理堤基,以达到提高堤基承载力及满足堤身的变形要求,从而保证堤防工程的安全。2、工艺原理与流程粉喷桩施工是用改制的螺旋钻机，将钻杆钻至设计要求土层深度。钻头到达下部持力层后，用庄缩空气将水泥粉经钻杆内孔输送到钻头上特制的喷嘴，随同钻头旋转向四周土体喷射;同时钻杆以一定的速度提升，钻

3、头的叶片将四周一定范围内的土体自上而下不断切割，使土体与水泥搅拌混合胶结，硬化后即可形成一定直径的强度高于土层的固结体。水泥加固软土是基于水泥与加固土的物理化学反应。水泥颗粒表面矿物很快与土体中的水发生水解和水化反应，生成氢氧化钙、水化硅酸钙、水化侣酸钙、水化铁酸钙。水泥的各种水化物牛成后，有的自身继续硬化，形成水泥石骨架，有的与周围具有活性的粘土颗粒发牛反应，形成水泥土的团粒结构，土颗粒周围充满水泥凝胶体，一个月后，填充到颗粒间的空隙中，形成网状结构物，五个月吋，纤维状结晶辐射向外伸展，产生分叉

4、，并相互连接形成空间网状结构增加土体的强度。粉喷桩的施工程序如下图：3、软基处理方法分析粉喷桩是粉体喷射搅拌加固软土技术的总称。定名为DryjetMaxingmehOd（简称DJM）。粉喷桩是利用专门设备，借助压缩空气，将粉体加固材料（如水泥）喷射，并在加固的深层软土地基中强制原位搅拌压缩，并吸收周围水份，产生一系列物理化学反应，形成具有--定强度的水泥土桩体，并与桩间土共同作用组成复合地基。此方法工艺简单，施工方便,对周围环境、建筑物影响较少，处理后的复合地基承载力可达160一180kg以上，比

5、天然土基容许承载力提高1.0-1.5倍;并且土体压缩性明显减少，可以有效的减少地基沉降量;抗侧向变形能力有所提高，加地基强度形成，具有良好的技术经济效益。其不足是用粉喷桩处理软土层时，若桩未穿透软土层会造成未处理部分软土层的沉降量增加，沉降速度变慢。因此，用粉喷桩处理软基时应将整个软土层穿透。同时由于受机械设备影响”一般设备粉喷桩处治的软土最大深度不能超过22米（特殊设备不超过26米）o4、地基处理设计方案的确定与设计设计方案的确定根据对该堤段堤型设计断面的初步分析和多方案比较后，选定采用钢筋混凝

6、土防洪墙结合墙后填土的复合堤型结构，考虑到堤基土层的地质条件，根据确定的堤型断面，新建堤身防洪墙高度及填土高度较大（大部分超过3.0m），作用于防洪墙的基底应力也较人，其相应要求的地基允许承载力为90〜110kPa（随防洪墙的高度而变化），均大于浅层地基土承载力标准值85kPa,并大大超过下卧淤泥层的承载力标准值<40kPa。此外，由于城市堤防工程对堤身的沉降变形和地基的防渗要求较高，故采用较为简单的去土换砂的方法难以满足设计要求，而根据本地区及邻近地区类似工程的经验，经对采用钻孔灌注桩、打

7、入式预制桩及粉喷桩处理堤基的方案进行技术经济等的综合比较。经比较，认为粉喷桩具有工程造价低、施工噪声低、振动干扰小、无弃土弃渣污染环境等优点，并能适合类似该堤防工程对地基要求不太高的条件。5、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llOOKPa.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

8、，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。（3）各主要工序的质量控制要点。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，此吋并不喷射加固材料，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