浅谈排水粉喷桩复合地基法的施工与运用

摘 要：排水粉喷桩复合地基法，也称为2D工法。排水粉喷桩复合地基法通过在部分试验段的研究，取得了成功的应用，加大了粉喷桩的处理深度，拓宽了粉喷桩的适用范围，同时节约了建设成本。为了更好应用于工程实践中，在临连高速公路宋庄互通C匝道上进行运用，为今后排水粉喷桩复合地基法地基处理技术的运用起到一定的推动作用。

关键词：软土地基；粉喷桩；塑料排水板；排水固结法

1 工程概况

连临高速公路宋庄互通C匝道桥CK0+950～CK1+500约550m，原设计采用粉喷桩+碎石垫层进行软土地基处理。粉喷桩分桥头段、桥头过渡段和一般路段，间距分别为1.1m、1.3m、1.4m，排列形式采用梅花型，设计根数18103根，总长194902m。碎石垫层设计30cm厚，共8687.4m3。该段原合同总造价6281430元。

采用排水粉喷桩复合地基法的施工：针对软基处理段落结合排水粉喷桩复合地基法进行有针对性的设计，设计为桩间距2.2米，内插塑料排水板，再增加排水砂沟和砂垫层。具体工程量有：粉喷桩76458.5m；围护粉喷桩（直径50cm）19729m；塑料排水板（截面100mm×4mm）77497.5m；开挖排水沟（截面20cm×20cm）540m3；排水沟砂垫层（截面20cm×20cm）540m3；砂垫层（厚度30cm）8687.4m3，总造价为：4163450元，较原设计减少投资2117890元，节约投资33.72%。

2 排水粉喷桩复合地基施工方法

先在路基范围内进行清表，在路基两侧开挖临时排水沟，在路基表面开挖排水沟，铺设排水沟砂垫层，再在软土地基中埋设塑料排水板，形成畅通的排水排气通道，施工路基两侧的围护粉喷桩，再按预先设计的间距嵌打粉喷桩，利用粉喷桩施工时形成对周围的挤压力，使得软土中的水沿塑料排板流出到临时排水沟排出路基范围外，同时通过扩张力，产生墙体裂隙，增强桩周土体的渗透性，在固结作用下桩周土的强度随着时间的增长而增大，最后在顶部铺筑一层砂垫层，在预压土和路基填土的荷载作用下，桩周土强度会得到进一步的提高，同时加快复合地基提高强度的速度，达到经济、有效、快速的处理地基的目的。

2.1 砂沟的施工

砂沟主要作用是起到排水通道作用，即前期粉喷桩施工时，利用粉喷桩施工时巨大的压力将粉喷桩周围土体的水压进塑料排水板，塑料排水板中的水再通过砂沟将水排出路基范围外，加快土体的固结，形成板体效果，增加了土体的整体强度。砂沟的施工为2D工法施工的第一步，砂沟的位置应布置在塑料排水板连线上，同时注意以下几点：

（1）用人工或挖槽设备按施工图开挖沟槽，沟槽深度和宽度严格按设计文件进行；沟槽深度30cm，宽度为30cm。

（2）铺设砂垫层，选择清水中粗砂作为砂垫层的原料，含泥量小于3%，铺设在已开挖好的沟槽内，简单压实。

2.2 塑料排水板的施工

2.2.1 根据施工设计文件编制塑料排水板平面布置图，该平面图须经审批后方可使用。根据设计单位提供的水准、导线点认真复核经监理工程师审批后，依照施工图设计文件及塑料排水板平面布置图进行放样，在砂垫层上放出路基中心线、边线，将塑料排水板板位逐点放样，板位偏差不得大于5cm，板位布置好，待监理工程师验收合格后方可施工。

2.2.2 在施工中要注意插板机的定位及机架调平，定位偏差不超过5cm，垂直度偏差小于1.5%。

2.2.3 当塑料排水板接长时，应先将两根塑料排水板的滤膜剥开，使板芯直接相连，再将滤膜套在一起，然后用大的订书机将其订牢，搭接的长度不小于30cm。

2.3 粉喷桩的施工

为了保证施工质量，要根据工艺试桩确定的各种操作技术参数制定施工要点，并在每台桩机上醒目地标牌明示。施工过程应做好施工原始记录。

（1）为保证粉喷桩的垂直度，应注意起吊设备的平整度和导向架的垂直度，垂直度偏差不得大于1.0%。桩位偏差不得大于5cm。

（2）严格控制钻孔下钻深度、喷粉长度和喷粉量，确保喷粉量达到试桩时确定的实际施工水泥用量，桩长不得小于设计桩长或经监理工程师现场确认的施工桩长，单桩水泥用量不得少于设计水泥用量，粉喷桩每延米水泥用量误差不得超过5%，并应有专人记录每根桩的水泥用量。

（3）应在全桩长范围内重复搅拌一次，以增加水泥土均匀性。复搅宜一次完成。

2.4 砂垫层的施工

在粉喷桩施工、检测结束后，铺设30cm砂垫层，同时用土工布对砂垫层进行包边处理。选择中粗砂作为砂垫层的原料，含泥量小于3%。

3 后期沉降检测处理效果

对排水粉喷桩处理的复合地基在路堤施工过程进行了跟踪沉降观测，同时将沉降观测数据与在附近类似填土高度和软土地层物理力学性质的常规粉喷桩处理的段落进行对比。常规粉喷桩的桩间距为1.5m，在预压7个月后，常规粉喷桩复合地基的沉降左为105mm，中间为108mm，右为116m，而排水粉喷桩处理路段的沉降左为129mm，中间为135mm，右边为124mm，排水粉喷桩处理路段的粉喷桩桩间距为2.2m，排水粉喷桩处理路段的预压沉降值符合设计要求，处理效果与常规粉喷桩复合地基的效果基本是一致的。排水复合地基在预压初期地基沉降速率较常规粉喷桩的路段大，累计沉降值也略有高出，但就路基的稳定性而言没有任何影响，随着软土的固结，软土的变形会减小甚至开始收缩，因此随时间变化，沉降速率会逐渐变小。

4 结束语

排水粉喷桩复合地基作为一种新型软基处理方法，充分考虑粉喷桩与竖向排水体的各自优点，把粉喷桩与竖向排水体处理技术的优点充分体现出来，粉喷桩施工时的喷粉压力对桩周土体产生超静孔隙水压力，而塑料排水体的存在，对桩周土体超静孔隙水压力的消散起着积极作用。同时，以较经济的方式达到了一般粉喷桩复合地基相同的处理效果。排水粉喷桩复合地基法的施工与运用的成功，将会为今后高压缩性、高含水量、高孔隙比、低强度的深软土地基处理节省大量的费用。

参考文献

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