文档介绍：2011 年第 06 期◇交通与路建◇
粉喷桩加固软土路基的机理与工程应用
王军 1 刘毅 2
( 250002;
250001)
【摘要】本文对粉喷桩加固高速公路软土路基的加固机理进行阐述,对其设计计算进行了简要的探讨。并结合粉喷桩法在
高速公路工程中的实际应用提出了目前存在的问题以及一些有益的建议。
【关键词】软土路基;粉喷桩法;加固机理
软土地基具有高含水量、大孔隙比、高压缩性的特点,此水发生水化反应生成氢氧化钙、水化硅酸钙、水化铝酸钙及水
种地基在我国沿江、沿湖以及沿海等地广泛分布, 对港口建化铁酸钙等化合物。其化学反应为
设、公路路基、大型桥梁、涵洞、通道都存在着不同程度的危(1)硅酸三钙的水化:
害。在高速公路的软基处理中,地基土的强度和变形对地基土(2) 型硅酸二钙的水化:
上的路堤及路面结构的安全和稳定性、行车安全有重要的影
响。随着我国公路事业的大力发展,大量工程实践表明,用粉(3)铝酸三钙的水化:
喷桩法加固高等级公路的路基和涵基,在满足设计的前提下,
不仅能提高地基土的承载力,从而能适应快速填筑施工,而且
(4)铁铝酸四钙的水化:
能较好地解决沉降过大的问题,大大节约了施工作业时间。因
此,该法已越来越普遍地用于高等级公路的软基处理中。
,在水化过程中,形成了能吸收大量自由水的钙矾石:
粉喷桩是利用粉喷桩机,用压缩空气将水泥干粉加到软弱
地基土中,并在原位进行强制搅拌,吸收地下水,水泥和土进行土颗粒与水泥水化物之间的相互作用
化学反应, 硬化固结后具有较高强度整体性水稳性的粉喷桩。
桩与软土地基一起组成复合地基,两者共同工作,承担上部荷
一般情况下,因水泥与土的搅拌不能绝对均匀。使水泥熟
载。粉喷桩与桩间土的协调变形使地基土承载能力得到充分
料包裹在软土团粒表面,这种灰包土的结构由于电化学作用,
发挥,最终使土体得以加固,获得所需强度,提高地基承载力,减
水泥熟料的水化产物易渗透入土颗粒的内部。这样,最后在粉
少沉降。
喷桩桩体范围内形成了外层是水泥水化产物相联结, 内层是
采用粉喷桩的优点如下:
被包裹的软士团粒的空间结构, 这种结构是粉喷桩强度的基
水泥与原土就地搅拌混合, 因此可最大限度地利用原
础。其次,软土中含有多种矿物质并含有游离的钠离子、钾离
土的承载力。
子,它们能和水泥水化生成的钙离子进行当量吸附交换,使较
水泥粉与原地基土就地搅拌混合时, 不必或只需向地
小的土颗粒形成较大的团粒,使土体强度提高。
基中注入少许水分(根据地基土的含水量确定),水泥粉充分吸
其他因素对粉喷桩加固机理的影响
收周围软土中的水分, 因此对含水量高的软土加固效果尤为
首先, 粉喷桩在施工过程中对土体的振动或挤压使土体
显著。
得到挤密,利用横向挤紧作用,提高了桩间土的强度和桩侧法
水泥干粉喷射时对土壤无侧向挤压, 对周围建筑物影
向应力,使得桩侧摩阻力得到增加,桩体的承载力得到加强,
响小。
使路基土粒彼此靠紧,空隙减少,提高复合地