摘要：本文論述了粉噴樁在軟基處理過程中的原理、復合地基承載力、土的含水量、置換率、摻入量、復攪轉速對樁強度的影響等。
　　關鍵詞：軟基處理，粉噴樁，應用
　　粉噴樁屬于深層攪拌法加固軟土地基的一種形式，也叫加固土樁。深層攪拌法是利用水泥、石灰等材料作為固化劑的主劑，通過特制的攪拌機械將一定深度內的軟土和固化劑強制攪拌，利用固化劑和軟土之間所產生的一系列物理、化學反應，使軟土硬結成具有整體性、水穩性和一定強度的一根根加固土樁，與周圍樁間土形成復合地基，從而達到提高地基承載力，減少地基沉降的目的。粉噴樁就是采用粉體狀固化劑來進行軟基攪拌處理的方法，它適合于加固各種成因的飽和軟粘土。
　　常熟市董古公路為連接市區與港區的一條主要通道，全線采用一級公路標準設計，道路寬度36米，設計車速80km/小時，道路全長5.25km，設大中橋7座。經全線鉆探資料揭示：本項目所在區域土層為第四系全新統粘砂性土，在鉆探所達深度范圍內，場地地層層序自上而下為：
　　第①層：素填土，層厚0.50～0.50米，層頂標高1.40～2.30米，層底標高為0.90～1.80米，結構松散。
　　第②層：淤泥質粉質粘土，灰色，有腥臭味，飽和，含有機質，流塑，屬高壓縮性土，層厚1.60～12.80米，層頂標高0.90～1.80米，層底標高-1.50～-11.00米。
　　第③層：粉質粘土，灰黃色，硬塑，稍濕，無搖震反應，捻面較光滑，韌性較高，干強度高，夾黑色結核，屬中等壓縮性土。層厚0～7.10米，層頂標高-1.50～-11.0米，層底標高-1.5～-18.10米。
　　第④層：含粉砂粉質粘土，含粉砂，濕，搖震反應慢，捻面較光滑，韌性中等，干強度中等，局部含低液限粉土夾層，軟塑，屬中等壓縮性土，層厚6.40～10.20米，層頂標高-1.50～-18.1米，層底標高-7.9～-28.3米。
　　根據公路路基所處地質狀況，設計對其中14處橋頭及高填方路段均采用粉噴樁進行加固處理，粉噴樁長度采用12.5米、10.5米、9.0米、8.0米四種形式，共需處理粉噴樁總長101060延米。
　　經實踐證明，采用粉噴樁方法加固軟土地基具有許多優點：如能有效地減少地基的總沉降量，對控制路堤的工后沉降和解決橋頭"跳車"具有明顯的效果。具體表現在地基加固深度內沉降量的大幅度減少，經加固后路基在填筑過程中側向位移明顯減少，實測的最大側向位移僅6～7cm，而且在較短時間內即趨穩定；粉噴樁復合地基能提高地基土的承載力，適應快速填筑施工，可以允許有較高的填土速率。
　　總結粉噴樁法在本項目中的實際應用，尚需要對一些問題做進一步探討。
　　1粉噴樁加固軟土地基的深度限制
　　由于受目前我國施工設備的限制，國內最大的施工深度大約為18米左右，超出此深度時，將難以控制施工質量，故《公路路基設計規范》規定，采用粉噴樁法加固軟土地基時，深度不超過15米。對于深厚的軟弱土層，尚需其它的方法進行處理。
　　2地基土含水量對粉噴樁質量的影響
　　粉噴樁質量的優劣主要反映在粉噴樁的強度指標上，這主要與摻入粉體的質量、施工工藝、地基土的性質有關，其中尤以含水量的關系甚為密切。《建筑地基處理規范》規定，地基土的天然含水量在小于30％或大于70％時不宜采用。因為當土的含水量小于30％時，土中的水份不足以使粉體進行水化作用；當含水量大于70％時，含水量過高的土壤往往孔隙比大，若按常規摻入粉體數量，由于水分過多形成不了足夠強度的水泥土樁體，將嚴重影響粉噴樁的強度，在這種情況下必須增加粉體的摻入量(75~80kg/m)和采用全程復攪的施工工藝。同時高含水量、大孔隙比和粘粒含量多時，土周邊的束縛力極低，當鉆頭反轉提升噴灰時，產生一個垂直向下擠壓力和一個徑向水平推力，由于土呈流塑狀，束縛力極低，樁體在成形過程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。所以對于高含水量的軟土層，應在施工中嚴密監視，發現問題及時處理。
　　3粉噴樁復合地基承載力和粉噴樁單樁承載力的關系
　　粉噴樁復合地基的允許承載力公式為：
　　［σ復合］=η×［σ樁］+(1-η)［σ土］
　　式中：
　　σ復合——復合地基的允許承載力；
　　η——樁對土的置換率；
　　σ樁——攪拌樁的允許承力力；
　　σ土——天然地基土的允許承載力。
　　無疑，樁的強度將直接影響復合地基的強度，假設樁的強度不斷增加而土的強度依然不變，按照公式的計算，復合地基的強度也會不斷增加，然而實際情況并不如此。因為粉噴樁從本質上來講是屬摩擦樁類，當土的強度不變，而且飽和軟粘土的強度很低時，在這種情況下，即使不斷增加樁的強度，但總的復合地基強度也不會隨之增加。只有當天然土的強度也增強時，整個復合地基的強度才會增加。所以樁的強度應適度，要和天然土的強度相互匹配。
　　4樁土置換率及粉體摻入量對復合地基強度的影響
　　在實際設計運算時往往提供所要求達到的復合地基強度、擬定的粉噴樁強度及天然地基土的強度來求樁土的置換率，計算出樁數，然后布置樁位，再作有關的驗算。實踐證明若置換率過低，如小于10％往往達不到設計要求，甚至全功盡棄。這說明作為復合地基的樁土置換率必須大于一定值，否則起不到復合地基的作用，所以在規范中定為10％～20％，這是有道理的。同樣粉體的摻入量也需控制在一定值，根據冶金部建筑研究院的實驗結果，對有機軟土采用10％～15％摻入量對加固土的強度增長幅度最大。
　　5復合地基沉降
　　加固區的沉降量采用復合壓縮模量法計算，復合壓縮模量采用以下計算公式：
　　Eps=ηEp+(1-η)Es
　　Eps——樁體壓縮模量；
　　η——樁對土的置換率；
　　Es——土體壓縮模量；
　　復合地基是假定樁與樁間土是協調變形的，從理論上分析它與樁基不同，為滿足協調變形需要，要求樁有較大的適用變形能力，并要求樁的破壞狀態處于塑性破壞狀態中，所以，復合地基的變形，采用樁與土相協調的復合壓縮模量。
　　6復攪和轉速對樁強度的影響
　　大量的施工實踐已充分證明復攪與不復攪的質量相差甚大。復攪的作用在于通過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，鉆頭噴出的粉體一般呈脈沖狀，若不充分進行攪拌，粉體在樁中往往呈層狀，形成一種"夾生"，對樁的強度不利。如承受水平推力截止水作用的話，應進行全程復攪，若作為路基加固只承受垂直向力作用，也可以只復攪上部1/3的樁體；但對含水量大于70％的軟土層，應進行全程復攪。為了提高工效，粉噴鉆機下鉆時可以提高轉速，但是當反轉提升噴粉攪拌時切莫快速旋轉和提升；否則將會嚴重影響攪拌的均勻性和足夠粉量的摻入。
　　
　　結束語
　　1.在一定的厚度范圍內，粉體攪拌樁可以有效地減少被加固土體的壓縮量，提高軟土地基的復合地基承載力，但當存在的軟土厚度較大時，其沉降量并不能減少；
　　2.粉體攪拌樁處理過的路基能承受較快的加荷速率，能較好地滿足工期較嚴的要求；
　　3.粉體攪拌樁不能改善地基排水條件，主要通過置換軟土及應力集中作用提高地基的穩定性及減少沉降；但通過加固土樁的吸水固結可提高樁間土的結構性，同時樁頂鋪墊砂層可便于地基排水，從而可適當加速樁間土的固結，減少工后沉降。
　　
　　參考目錄
　　JTJ017—96《公路軟土地基路基設計與施工技術規范》[S]
　　JTGD30—2004《公路路基設計規范》[S]
　　GB50007—2002《建筑地基基礎設計規范》[S]