1、概述
周口市境繞城改線公路主要不良工程地質為軟土地基,軟土地基主要以淤泥質粘土、亞粘土為主,呈軟塑~流塑狀態,易產生較大路基沉降以至基礎失穩、破壞。該段第六合同段起迄里程為K0+000~K5+600,本標段軟弱地基采用粉噴樁、塑料排水板、砂礫墊層、等載、超載預壓、復合土工布等形式。
本標段K0+450~K5+744段設計為粉噴樁處理。設計樁深為6m,樁距為1.0m,排距為1.0~1.3m,梅花型布置形式。
2、粉噴樁的施工
2.1 施工設備配備
粉噴樁施工機械有:粉噴樁機、粉體固化材料供給機、空氣壓縮機、翻斗車等運輸設備。
2.2 施工準備
粉噴樁施工場地事先應予平整,必須清除地面樹根、生活垃圾等一切障礙。場地低洼時應回填素粘性土,禁止回填雜土。
由于粉噴樁樁體強度和質量與多種因素有關,因此施工前,首先要在室內標準條件下制備水泥土試件,進行不同齡期強度試驗,以驗證設計參數,如達不到設計要求應調整水泥劑量,滿足實際工程需要。施工前還要取施工點的土樣進行水泥土試驗,以確定該工點軟土在各種摻灰量下水泥土設計參數,供施工選用,確定最佳含水量,采用28天水泥土無側限抗壓強度作為設計強度。粉噴樁施工前,必須進行成樁試驗,以掌握所在路段的成樁經驗及各種技術參數。
2.3 施工工藝
2.3.1 施工順序
(1)放樣定位
(2)移動鉆機,準確對孔。對孔誤差不得大于50mm,同時啟動電腦自動化記錄儀及空壓機開始記錄。
(3)利用支腿油缸調平鉆機,鉆機主軸垂直度誤差應不大于1%。
(4)啟動主電動機,根據施工要求,以Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ檔逐級加速的順序,正轉預攪下沉。鉆至接近設計深度時,應用低速慢鉆,鉆機應原位鉆動1~2min。為保持鉆桿中間的送風通道的干燥,從預攪下沉開始直到噴粉為止,應在軸桿內連續輸送壓縮空氣。
(5)提升噴粉攪拌。在確認加固料已噴至孔底時,按0.5m/min的速度反轉提升。升到設計停灰標高后,應慢速原地攪拌1~2min。
(6)重復攪拌。為保證粉體攪拌均勻,須再次將攪拌頭下沉到設計深度。提升攪拌時,其速度控制在0.5~0.8m/min左右。
(7)噴粉開始時應將電子開關打開,保證整個噴粉過程記錄在電腦記錄儀中,記錄人員隨時記錄電腦記錄儀的變化填沉,保證噴粉均勻。
(8)鉆具提升至地面后,鉆機移位對孔,按上述步驟進行下一根樁的施工。
2.3.2 工藝性設計
為取得良好的地基加固效果,施工前須作好有關資料的搜集(地質資料;成分及有機質含量等)、室內配合比試驗和施工工藝性設計。固化劑與土的攪拌通常用土體中任一點經鉆頭攪拌的次數T和單位時間內粉體的噴出量q來表征,它是影響地基加固效果的重要因素。
(1)土體中任一點攪拌次數t可按T計算:

式中H—鉆頭葉片垂直投影高度(m)

—鉆頭葉片總數(個)

—攪拌軸轉速(r/min)

—鉆頭提升速度(m/min)
(2)單位時間內粉體的噴出量q按式2計算

式中:
d—地基土的干重度(t/?)

—固化劑摻人比,由室內配比試驗提供
D—攪拌鉆頭直徑(m)
2.3 施工方法
粉噴機就位后,安裝調試計算機控制設備,保證樁的垂直度,開動鉆機,對準設計樁位,上灰,啟動鉆機和空氣壓縮機。鉆機下沉鉆進至樁底標高時,停止鉆進,鉆頭反轉,但不提升。打開送料閥門,關閉送氣閥門,保留一定的時間,以保證加固粉料達到樁底。確認加固粉料已到樁底后,提升攪拌鉆頭至離地面30cm處。
樁身施工時,樁長范圍內均要復攪,施工時應慢檔勻速提升,使土體和水泥充分拌和,保證噴灰均勻,其噴灰量不應少于設計用量,如成樁過程中遇有故障而停止噴灰時,第二次噴粉接樁,其噴粉重疊長度不得小于1.0m。鉆頭鉆至設計深度后,應有重復攪拌提升,直至離地面50m處,回填水泥土并壓實。關閉攪拌機械、移位。