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中图分类号：U412.36+6
摘要：简要的论述了粉喷桩在软基处理过程中桩的支承方式，单桩承载力，土的含水量，粉体掺人量，复搅转速对桩强度的影响问题；分析了粉喷桩在软基处理中的施工原理；介绍了粉喷桩在软基处理过程中的应用。
关键词：公路软基处理；粉喷桩；应用
粉喷桩是粉体喷射深层搅拌的简称，它是深层加固处理技术的一种。其原理是通过专用的深层粉体喷射搅拌机，将粉状加固料如水泥，石灰粉等用压缩空气喷人地基深处，凭借搅拌机的回转钻头叶片使加固料于原位软土混合，就地搅拌具有整体性，水稳性及一定强度的桩体，桩体中的加固料与软土产生了一系列物理化学反应，使软土硬结，从而使桩体与桩间土一起组成复合地基，起到加固地基的目的。
1.表层处理法
表层处理法用于地表面极软弱的情况。该法是通过排水、敷设或增添材料等办法，提高地表强度，防止地基局部剪切变形。保证施工机械作业；同时尽可能把填土荷载均匀地分布于地基上。属于这类处理方法的有：表层排水法，砂垫层法，敷设材料法，添加剂法等等。
1.1表层排水法对土质较好因含水量过大而导致的软土地基.
在填土之前，地表面开挖沟槽，排除地表水，同时降低地基表层部分的含水率，以保障施工机械通行。为了发挥开挖出的沟槽在施工中达到盲沟的效果，应回填透水性好的砂砾或碎石。
1.2砂垫层法对于地基上部软土层极薄且含水量大时，在软土地基上敷垫O.5～1.2m左右厚的砂垫层。这样可达到固结软土层.使砂垫层起到上部排水层作用；同时，砂垫层又成为填土内的地下排水层，以降低填土内的水位；填土面积大且排水距离长，预计有多处地下水渗出时，若仅用山砂作砂垫层，不能获得充分排水效果，应采用设置盲沟，砂垫层内的排水距离宜短不宜长。用透水性差的粉土作填料时，其坡脚附近的砂垫层一旦被土复盖，就有可能妨碍侧向排水.因此对砂垫层的端部要妥善处理。
1.3敷垫材料法对于地基土层不均匀，可能发生局部不均匀沉降和侧向变位，可利用所敷垫材料的抗剪和拉抗力，来增强施工机械的通行，均匀地支承填土荷载、减少地基局部沉降和侧向变位，以提高地基的支承能力。敷垫材料主要有化纤无纺布、土工布、玻璃纤维格栅等，应注意地基表层强度，施工机械重量，以及填土荷载大小和宽度等，据以选用合适的敷垫材料；
1.4添加剂法对于表层为粘性土时，在表层粘性土内渗入添加剂.改善地基的压缩性能和强度特性，以保施工机械的行驶。同时也可达到提高填土稳定及固结的效果。添加材料通常使用的是生石灰.熟石灰和水泥。石灰类添加材料通过现场拌和或厂拌，除了降低土壤含水量、产生团粒效果外，对被固结的土随着时间的推移会发生化学性固结，使粘土成分发生质的变化，从而促进土体稳定。
2 粉喷桩在施工应用中存在的问题
2.1 粉喷桩的支承式与悬浮式对沉降的影响
粉喷桩的施工资料及实践证明，当粉喷桩打穿软土层进入较硬的持力层成为支承式时沉降量很少，若未能打穿软土层，成为悬浮式时沉降较大。地基的过大沉降，说明桩尖下卧软土层的沉降还相当大，而且持续时间较长，将不得不重新进行处理甚至报废。如何来解决悬浮式问题，需要对下卧层软土的沉降有一个正确的评估，在设计理论上寻求突破，同时在实践中探索解决的方法。
2.2 粉喷桩复合地基承栽力和粉喷桩单桩承栽力的关系粉喷桩复合地基平均允许承载力公式为
=+（1-a）
式中：复台为复合地基的平均允许承载力；a为置换率；为搅拌桩的允许承力力；为天然地基土的允许承载力。
樁的强度将直接影响复合地基的强度，假设桩的强度不断增加而土的强度依然不变，按照公式的计算，复合地基的强度也会不断增加，然而实际情况并不如此。因为粉喷桩从本质上来讲是属摩擦桩类，当土的强度不变，而且饱和软粘土的强度很低时，在这种情况下，即使不断增加桩的强度，但总的复合地基强度也不会随之增加。如同一根筷子在浆糊里和一根钢筋在浆糊里一样。只有当天然土的强度也增加时，整个复合地基的强度才会增加，所以桩的强度应适度，要和天然土的强度互相匹配。反之桩的强度很低，当然也不行。
2.3 地基土含水量对粉喷桩质量的影响
粉喷桩质量的优劣主要反映在粉喷桩的强度指标上，这不仅与掺人粉体质量、施工工艺、地基土的性质有关，而且尤以含水量的关系甚为密切。当土的含水量小于30%时，土中的水分不足以使粉体进行水化作用；当土的含水量大于70%时，含水量过高的土壤往往空隙比较大，若按常规掺人粉体计算，由于水分过多形成不了足够强度的水泥桩体，将严重影响粉喷桩的强度，这种情况下必须增加粉体的掺入量和采用复搅的施工工艺，否则通常会形成所谓的“掉桩”和“下沉”。
2.4 粉体喷入的计量
桩的质量与粉体掺入量的多少有直接关系，如何计算粉体便成为关键。从理论上讲，气体和固体双相流的计量具有很大的难度，然而却非常重要，目前使用的灰罐体积测量法、电子秤称重法等均不是很理想的计量方法。如何解决气体和固体双相流的计量问题，还待在理论和实践中摸索。
2.5 复搅和转速对桩强度的影响
大量的施工实践已充分证明复搅与不复搅的质量相差甚大。复搅的作用在于通过充分的搅拌使粉体与粘土及水得到比较完全的接触和作用，促使桩体的充分形成。同时钻头喷出的粉体一般呈脉冲状，若不充分进行搅拌，粉体在桩中往往呈层状，形成一个“夹生”，对桩的强度不利。为了提高工效，粉喷钻机在下钻时可以提高转速，但是当反转提升喷粉搅拌时切莫快速旋转和提升；否则将会严重影响搅拌的均匀性和足够粉量的掺人。
3.粉喷桩处理软基的方法
土层地基属于不良软弱地基，其承载力基本值较小（为30～60kPa），不宜作为基础持力层宜采用粉喷桩处理软基。施工程序为：测量放样移机定位送风钻进至设计桩底标高（钻入） 原位旋转确保送灰到位（预搅） 提升喷粉搅拌至设计桩顶标高（喷射） 钻进重复搅拌一次（复搅） 成桩。成桩工艺流程为：空压机给储气罐充气管道送气钻机钻进、储气罐充气电机带动送粉机送粉原位旋转确保送粉到位喷粉提升钻进重复搅拌一次粉喷成桩。
在工程正式施工前，必须根据工程情况和设计要求，先进行粉喷桩的典型施工，以检验地质资料是否正确，工艺参数、成桩质量、取样方法及桩的设计指标是否合理等等，为顺利施工打下坚实的基础。
保证粉喷桩工程质量的关键是控制喷粉量和喷粉的均匀性。喷粉量的控制主要决定于电机转速、储灰罐与送灰管之间的压差。送灰管道压力喷粉时随钻头提升而减小，一般在0.50～0.20MPa之间渐变，储灰罐压力宜比送灰管压力大0.2MPa左右，气流量{CM（19）一般在35～45m～/h之间，提升速度一般为0.95m/min。
4 结束语
（1）加强施工过程中的试验检测，严格控制喷粉量、气压等技术参数，是确保桩质量的关键。
（2）从取芯结果上看，粉喷桩成桩质量随深度增加而变差，设计时成桩深度不宜大于12 m。
（3）室内配合比的水泥土强度，与实际取芯强度相差较大，应多积累经验，以便找出更合理的二者相关系数。
（4）粘土含水量大于70% 的软基处理不宜使用粉喷桩软基处理法，宜采用塑料排水板或路堤打人桩等软基处理法。
摘要：简要的论述了粉喷桩在软基处理过程中桩的支承方式，单桩承载力，土的含水量，粉体掺人量，复搅转速对桩强度的影响问题；分析了粉喷桩在软基处理中的施工原理；介绍了粉喷桩在软基处理过程中的应用。
关键词：公路软基处理；粉喷桩；应用
粉喷桩是粉体喷射深层搅拌的简称，它是深层加固处理技术的一种。其原理是通过专用的深层粉体喷射搅拌机，将粉状加固料如水泥，石灰粉等用压缩空气喷人地基深处，凭借搅拌机的回转钻头叶片使加固料于原位软土混合，就地搅拌具有整体性，水稳性及一定强度的桩体，桩体中的加固料与软土产生了一系列物理化学反应，使软土硬结，从而使桩体与桩间土一起组成复合地基，起到加固地基的目的。
1.表层处理法
表层处理法用于地表面极软弱的情况。该法是通过排水、敷设或增添材料等办法，提高地表强度，防止地基局部剪切变形。保证施工机械作业；同时尽可能把填土荷载均匀地分布于地基上。属于这类处理方法的有：表层排水法，砂垫层法，敷设材料法，添加剂法等等。
1.1表层排水法对土质较好因含水量过大而导致的软土地基.
在填土之前，地表面开挖沟槽，排除地表水，同时降低地基表层部分的含水率，以保障施工机械通行。为了发挥开挖出的沟槽在施工中达到盲沟的效果，应回填透水性好的砂砾或碎石。
1.2砂垫层法对于地基上部软土层极薄且含水量大时，在软土地基上敷垫O.5～1.2m左右厚的砂垫层。这样可达到固结软土层.使砂垫层起到上部排水层作用；同时，砂垫层又成为填土内的地下排水层，以降低填土内的水位；填土面积大且排水距离长，预计有多处地下水渗出时，若仅用山砂作砂垫层，不能获得充分排水效果，应采用设置盲沟，砂垫层内的排水距离宜短不宜长。用透水性差的粉土作填料时，其坡脚附近的砂垫层一旦被土复盖，就有可能妨碍侧向排水.因此对砂垫层的端部要妥善处理。
1.3敷垫材料法对于地基土层不均匀，可能发生局部不均匀沉降和侧向变位，可利用所敷垫材料的抗剪和拉抗力，来增强施工机械的通行，均匀地支承填土荷载、减少地基局部沉降和侧向变位，以提高地基的支承能力。敷垫材料主要有化纤无纺布、土工布、玻璃纤维格栅等，应注意地基表层强度，施工机械重量，以及填土荷载大小和宽度等，据以选用合适的敷垫材料；
1.4添加剂法对于表层为粘性土时，在表层粘性土内渗入添加剂.改善地基的压缩性能和强度特性，以保施工机械的行驶。同时也可达到提高填土稳定及固结的效果。添加材料通常使用的是生石灰.熟石灰和水泥。石灰类添加材料通过现场拌和或厂拌，除了降低土壤含水量、产生团粒效果外，对被固结的土随着时间的推移会发生化学性固结，使粘土成分发生质的变化，从而促进土体稳定。
2 粉喷桩在施工应用中存在的问题
2.1 粉喷桩的支承式与悬浮式对沉降的影响
粉喷桩的施工资料及实践证明，当粉喷桩打穿软土层进入较硬的持力层成为支承式时沉降量很少，若未能打穿软土层，成为悬浮式时沉降较大。地基的过大沉降，说明桩尖下卧软土层的沉降还相当大，而且持续时间较长，将不得不重新进行处理甚至报废。如何来解决悬浮式问题，需要对下卧层软土的沉降有一个正确的评估，在设计理论上寻求突破，同时在实践中探索解决的方法。
2.2 粉喷桩复合地基承栽力和粉喷桩单桩承栽力的关系粉喷桩复合地基平均允许承载力公式为
=+（1-a）
式中：复台为复合地基的平均允许承载力；a为置换率；为搅拌桩的允许承力力；为天然地基土的允许承载力。
樁的强度将直接影响复合地基的强度，假设桩的强度不断增加而土的强度依然不变，按照公式的计算，复合地基的强度也会不断增加，然而实际情况并不如此。因为粉喷桩从本质上来讲是属摩擦桩类，当土的强度不变，而且饱和软粘土的强度很低时，在这种情况下，即使不断增加桩的强度，但总的复合地基强度也不会随之增加。如同一根筷子在浆糊里和一根钢筋在浆糊里一样。只有当天然土的强度也增加时，整个复合地基的强度才会增加，所以桩的强度应适度，要和天然土的强度互相匹配。反之桩的强度很低，当然也不行。
2.3 地基土含水量对粉喷桩质量的影响
粉喷桩质量的优劣主要反映在粉喷桩的强度指标上，这不仅与掺人粉体质量、施工工艺、地基土的性质有关，而且尤以含水量的关系甚为密切。当土的含水量小于30%时，土中的水分不足以使粉体进行水化作用；当土的含水量大于70%时，含水量过高的土壤往往空隙比较大，若按常规掺人粉体计算，由于水分过多形成不了足够强度的水泥桩体，将严重影响粉喷桩的强度，这种情况下必须增加粉体的掺入量和采用复搅的施工工艺，否则通常会形成所谓的“掉桩”和“下沉”。
2.4 粉体喷入的计量
桩的质量与粉体掺入量的多少有直接关系，如何计算粉体便成为关键。从理论上讲，气体和固体双相流的计量具有很大的难度，然而却非常重要，目前使用的灰罐体积测量法、电子秤称重法等均不是很理想的计量方法。如何解决气体和固体双相流的计量问题，还待在理论和实践中摸索。
2.5 复搅和转速对桩强度的影响
大量的施工实践已充分证明复搅与不复搅的质量相差甚大。复搅的作用在于通过充分的搅拌使粉体与粘土及水得到比较完全的接触和作用，促使桩体的充分形成。同时钻头喷出的粉体一般呈脉冲状，若不充分进行搅拌，粉体在桩中往往呈层状，形成一个“夹生”，对桩的强度不利。为了提高工效，粉喷钻机在下钻时可以提高转速，但是当反转提升喷粉搅拌时切莫快速旋转和提升；否则将会严重影响搅拌的均匀性和足够粉量的掺人。
3.粉喷桩处理软基的方法
土层地基属于不良软弱地基，其承载力基本值较小（为30～60kPa），不宜作为基础持力层宜采用粉喷桩处理软基。施工程序为：测量放样移机定位送风钻进至设计桩底标高（钻入） 原位旋转确保送灰到位（预搅） 提升喷粉搅拌至设计桩顶标高（喷射） 钻进重复搅拌一次（复搅） 成桩。成桩工艺流程为：空压机给储气罐充气管道送气钻机钻进、储气罐充气电机带动送粉机送粉原位旋转确保送粉到位喷粉提升钻进重复搅拌一次粉喷成桩。
在工程正式施工前，必须根据工程情况和设计要求，先进行粉喷桩的典型施工，以检验地质资料是否正确，工艺参数、成桩质量、取样方法及桩的设计指标是否合理等等，为顺利施工打下坚实的基础。
保证粉喷桩工程质量的关键是控制喷粉量和喷粉的均匀性。喷粉量的控制主要决定于电机转速、储灰罐与送灰管之间的压差。送灰管道压力喷粉时随钻头提升而减小，一般在0.50～0.20MPa之间渐变，储灰罐压力宜比送灰管压力大0.2MPa左右，气流量{CM（19）一般在35～45m～/h之间，提升速度一般为0.95m/min。
4 结束语
（1）加强施工过程中的试验检测，严格控制喷粉量、气压等技术参数，是确保桩质量的关键。
（2）从取芯结果上看，粉喷桩成桩质量随深度增加而变差，设计时成桩深度不宜大于12 m。
（3）室内配合比的水泥土强度，与实际取芯强度相差较大，应多积累经验，以便找出更合理的二者相关系数。
（4）粘土含水量大于70% 的软基处理不宜使用粉喷桩软基处理法，宜采用塑料排水板或路堤打人桩等软基处理法。