粉喷桩

技术协作信息

粉喷桩也叫加固土桩，它是利用粉状水泥（或石灰）等材料作加固化剂，在钻孔过程中使用特制的深层搅拌机械

将固化剂喷入软土地基的深层，经搅拌使原位土与固化剂均匀混合并发生一系列物理、化学反应，使软土硬结成具

有整体相互影响，共同作用承担上部荷载的粉喷桩复合地基。

水泥粉喷桩的施工工艺焦万新

（作者身份证号：230412）

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应用技术交流

一、概述

粉喷桩也叫加固土桩，它是利用粉状

水泥（或石灰）等材料作加固化剂，在钻孔

过程中使用特制的深层搅拌机械将固化

剂喷入软土地基的深层，经搅拌使原位土

与固化剂均匀混合并发生一系列物理、化

学反应，使软土硬结成具有整体相互影

响，共同作用承担上部荷载的粉喷桩复合

地基。由于粉喷桩具有能有效减少总沉降

量、能承受较大的加荷速率、抗侧向变形

能力强、可大大缩短施工期等优点，目前

在高速公路建设领域应用得较为广泛。

二、前期准备工作

1.原材料的进场试验。

粉喷桩水泥一般选用３２５或

４２５的普通硅酸盐水泥或矿渣水泥。

施工中所用的水泥的品种和标号应符合

设计要求。对购进水泥必须经过试验室抽

检，满足规范的要求。

水泥的堆放应该符合防雨、防潮的要

求，严禁使用过期、受潮、结块、变质的水

泥。

２.机械设备的检验。

每台桩机必须配置可以控制桩身每

米喷粉量的记录器，且记录器上的任何一

个可操作的按钮和开关不得用于设定或

操作时间、深度、喷粉重量、桩位编号、复

搅深度、复搅次数等参数，防止伪造施工

记录。

桩机上的气压表、转速表、电流表、电

子称必须经过标定，不合格的仪表必须更

换。每台桩机钻架相互垂直两面上分别设

置两个０.５Ｋｇ重的吊线锤，并画上垂

直线。在每台桩机的钻架上画上钻进刻度

线，标写醒目的深度。钻头直径的磨损量

不得大于１ｃｍ。

3.正式开工前的工艺试桩。

不同地段具有不同的地质条件，为了

克服施工的盲目性，确保粉喷桩加固地基

达到预期的效果，在粉喷桩施工前必须进

行工艺试桩，试桩数量不应少于５根。试

桩的目的是：

提供满足设计喷粉量的各种操作参

数。如管道压力、灰罐压力、钻机提升速

度、搅拌叶片旋转速度、搅拌速度等。验证

搅拌均匀程度及成桩直径。确定该地质条

件下，符合质量要求的合理掺灰量。确定

该地质条件下，合理的工艺流程。确定进

入持力层的判别方法。

三、施工工艺控制

粉喷桩在公路工程中属于地下隐蔽

工程，其质量控制应贯穿于施工的整个全

过程，施工员的技术旁站是最主要的工

作，技术旁站重点要控制好三个重要施工

环节和１３水泥用量、日进度两个指标。

1.三个重要施工环节的质量控制措

施。

（1）桩长按进入持力层控制。

粉喷桩宜尽量打至持力层上，要穿透

软弱土层到达强度相对较高的持力层，并

且进入持力层５０ｅｍ左右，在施工过

程中，桩底设计标高往往与持力层并不一

致，施工单位容易出现桩长以设计标高控

制的现象，如在桩尖下尚留几米软土，则

会有较大的工后沉降量，由于排水不畅，

预压很长时间也很难稳定。故粉喷桩实际

施工桩长应按进入持力层控制。论文参考

网。判别是否进入持力层的方法可由钻机

钻到最深时的下钻速度和电流表的读数

来判定，这两个参数是在工艺试桩时确定

的，一般是下钻速度0.5米／分，电流值

是额定电流值的１２５％以上。

（2）粉体计量控制。

粉喷桩的质量好坏与水泥掺入量的

多少及喷粉的均匀性有直接的关系，因

此，如何来计量粉体是控制的关键。目前

一般较为常用的是电子称重法与钻机深

度相结合的计量装置，它能在记录上反映

深度、相对应每延米的喷粉量、总灰量等。

要保证喷粉的均匀性，关键是掌握好

钻头的提升速度。因水泥喷人为人工控

制，必须避免出现为满足每米喷粉量的要

求，施工人员根据记录器显示凑数字，而

导致出现喷粉不均匀的现象。对于直径一

定的粉喷桩来说，粉体发送器单位时间内

水泥的喷出量Ｑ与搅拌轴提升速度可由

下式来确定：

Ｑ＝π／４.Ｄ２.Ｒ.Ｓ.Ｖ

其中：Ｄ：钻头直径（ｍ）；

Ｒ：软土的容重（ｔ／ｍ３）；

Ｓ：水泥掺入比；

Ｖ：钻头提升速度（ｍ／ｍｉｎ）

从开始喷灰到钻头处出灰有一定时

间，钻机钻至桩底后，必须预喷停留一段

时间，方可提钻。停留时间由管道长度等

确定。喷灰时，水泥在管道内的输送速度

大约为１ｍ／ｓ，如管道长４０米，钻

至桩底后即喷粉提钻，则桩底实际少灰长

度接近１米，反而搅动破坏了桩底原状

软土，使沉降量加大。

（3）复搅控制。

水泥与土搅拌均匀程度是关系到粉

喷桩桩体强度的关键因素。大量的施工实

践已充分证明粉喷桩复搅与不复搅的质

量相差甚大。钻头喷出的粉体往往呈脉冲

状，若不充分搅拌，粉体在桩中呈现层状，

形成一种“夹生”，这样的桩即使水泥掺人

量再多也没有强度。复搅的作用在于通过

充分的搅拌使粉体与土及水得到比较完

全的接触与作用，促使桩体的形成。为了

确保搅拌的均匀性，施工时要严格掌握好

钻机提升速度、搅拌叶旋转速度等，并应

尽量采用全桩复搅以保证质量。

2.日水泥用量与日进度指标的质量

控制措施

在现场施工过程中，应随时抽查钻机

的水平度和垂直度、钻进深度、喷灰深度、

停灰标高、复搅深度、喷灰的管道压力、灰

罐内的水泥加入量、剩余水泥量等，并作

好相应检查记录。

现场应及时收取记录器打印记录，并

校核时间、桩号的连续性等，防止出现弄

虚作假现象。每日施工结束后，所有打印

记录应由现场监理检查合格后签字认可。

现场应在每日施工结束后对施工现

场水泥用量和记录器打印记录中的水泥

用量加以统计、对比，并记录在当天的施

工日志中。当两者误差大于５％时，必须

查明原因后方可在打印记录上签字认可

或采取补桩等处理措施。

四、质量检测措施

粉喷桩施工完成后，应按规定频率进

行取芯、无侧限抗压强度、单桩及复合地

基承载力试验。检测时，对取芯、单桩及复

合地基承载力试验的桩，应由监理工程师

指定。对检测发现的问题，如未穿透软土

层、部分断灰、喷灰不均匀、强度不足等，

应严格进行加密、补桩等处理。

在粉喷桩检测方法中，应以取芯试验

为主，通过该方法，可以直观地掌握整个

桩体的完整陛、搅拌的均匀程度、桩体垂

直度、桩长、是否达到持力层、含灰量的多

少等。

五、结束语

总而言之，要想确保粉喷桩的施工质

量，我们必须做好事前、事中及事后三个

阶段的全程控制，只有对每一道工序进行

严格控制，并严把材料质量关，才能确保

粉喷桩的最终质量。

60窑窑