路麗娜 朱鐵軍

摘要水泥粉噴樁廣泛應(yīng)用于加固軟土地基，粉噴樁的質(zhì)量必須滿足軟土地基的加固要求，本文結(jié)合實(shí)際工作中的經(jīng)驗(yàn)和體會(huì)，介紹了利用粉噴樁進(jìn)行軟基處理時(shí)，就如何保證軟基處理的施工質(zhì)量，應(yīng)采取哪些針對(duì)性的質(zhì)量控制措施，從而為類似工程的施工控制提供有益參考。

關(guān)鍵詞粉噴樁；軟土地基；施工工藝；技術(shù)措施

1.概述

粉噴樁也叫加固土樁，它是利用粉狀水泥(或石灰)等材料作加固化劑，在鉆孔過(guò)程中使用特制的深層攪拌機(jī)械將固化劑噴入軟土地基的深層，經(jīng)攪拌使原位土與固化劑均勻混合并發(fā)生一系列物理、化學(xué)反應(yīng)，使軟土硬結(jié)成具有整體相互影響，共同作用承擔(dān)上部荷載的粉噴樁復(fù)合地基。由于粉噴樁具有能有效減少總沉降量、能承受較大的加荷速率、抗側(cè)向變形能力強(qiáng)、可大大縮短施工期等優(yōu)點(diǎn)，目前在高速公路建設(shè)領(lǐng)域應(yīng)用得較為廣泛，特別是對(duì)于工后沉降控制要求較高的橋頭路基，采用粉噴樁+碎石墊層+土工布處理軟土地基，對(duì)于降低路基沉降過(guò)大出現(xiàn)橋頭跳車、路堤變形失穩(wěn)尤為重要。

在以往的工程實(shí)踐中，粉噴樁處理軟土地基施工中常存在如下一些問(wèn)題：施工單位偷工減料，水泥用量難控制；均勻性差、強(qiáng)度低；沉降得不到有效減少，達(dá)不到設(shè)計(jì)意圖。因此，在施工過(guò)程中施工技術(shù)人員采取何種科學(xué)有效的質(zhì)量控制措施，來(lái)確保粉噴樁處理軟基的加固效果，成為了需要克服的技術(shù)難題。

2.施工工藝要求

（1）原材料的要求。粉噴樁水泥一般選用325或425的普通硅酸鹽水泥或礦渣水泥。施工中所用的水泥的品種和標(biāo)號(hào)應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。對(duì)購(gòu)進(jìn)水泥必須經(jīng)過(guò)試驗(yàn)室抽檢，滿足規(guī)范的要求。

水泥的堆放應(yīng)該符合防雨、防潮的要求，嚴(yán)禁使用過(guò)期、受潮、結(jié)塊、變質(zhì)的水泥。

（2）根據(jù)不同地基土的性質(zhì)，按設(shè)計(jì)要求選擇不同形式的施工方式和數(shù)量。

（3）施工后的粉噴樁的長(zhǎng)度、直徑和間距應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求。

3.施工工藝及質(zhì)量控制

3.1施工準(zhǔn)備

1）施工勞動(dòng)力安排，現(xiàn)場(chǎng)要有施工負(fù)責(zé)人、記錄員、安全員、機(jī)械操作員、投料員、電工等。2）施工前應(yīng)準(zhǔn)備下列施工技術(shù)資料：施工場(chǎng)地的工程地質(zhì)報(bào)告，粉噴樁設(shè)計(jì)樁位圖，原地面高程數(shù)據(jù)表，加固深度與?；颐娓叱桃约皽y(cè)量資料等。3）為了滿足粉噴樁施工工藝的要求，需對(duì)表層土進(jìn)行開(kāi)挖場(chǎng)地平整、清除障礙，形成工作面便于施打。如場(chǎng)地低洼，應(yīng)回填粘性土；施工場(chǎng)地不能滿足機(jī)械行走要求時(shí)，應(yīng)鋪設(shè)土或碎石墊層。壓實(shí)度不小于85%。若地表過(guò)軟，應(yīng)采取防止機(jī)械失穩(wěn)措施。4）施工機(jī)具準(zhǔn)備。粉噴樁設(shè)備配有：粉噴樁鉆機(jī)、粉噴機(jī)、空壓機(jī)和貯灰罐。進(jìn)行機(jī)械組裝和試運(yùn)轉(zhuǎn)。5）粉噴樁的施工工藝根據(jù)設(shè)計(jì)要求的配合比和實(shí)測(cè)的各項(xiàng)施工參數(shù)通過(guò)試樁來(lái)確定。試樁7～9根，通過(guò)試樁來(lái)確定鉆進(jìn)速度、提升速度、攪拌速度、噴氣壓力、單位時(shí)間噴粉量等。粉噴樁所用的水泥應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，并有產(chǎn)品合格證，并經(jīng)室內(nèi)檢驗(yàn)合格才能使用。6）施工前首先進(jìn)行成樁擠密實(shí)驗(yàn)，樁數(shù)7～9根，如發(fā)現(xiàn)有質(zhì)量問(wèn)題應(yīng)適當(dāng)調(diào)整樁距、水泥量等參數(shù)。

3.2試樁

粉噴樁正式施工前要先進(jìn)行成樁擠密試驗(yàn)。粉噴樁施工前應(yīng)做好加固土室內(nèi)試驗(yàn)，根據(jù)設(shè)計(jì)要求的無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度，按28天齡期的試驗(yàn)成果求出合適的摻入比，28天齡期抗壓強(qiáng)度為1100KPa～1300KPa。以確定：1）要穿過(guò)軟土層的實(shí)際深度；2）了解各軟土的阻力，以確定鉆進(jìn)及提升速度和噴粉量。

施工要求：對(duì)含水量較大的軟土，提升速度要慢，風(fēng)量要大才能保證成樁質(zhì)量；對(duì)砂層，特別是粗砂層，提升速度應(yīng)較淤泥層快，風(fēng)量應(yīng)較淤泥層的小。

3.3三個(gè)重要施工環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制措施

粉噴樁在公路工程中屬于地下隱蔽工程，其質(zhì)量控制應(yīng)貫穿于施工的整個(gè)全過(guò)程，施工員的技術(shù)旁站是最主要的工作，技術(shù)旁站重點(diǎn)要控制好三個(gè)重要施工環(huán)節(jié)和日水泥用量、日進(jìn)度兩個(gè)指標(biāo)。

3.3.1樁長(zhǎng)按進(jìn)入持力層控制粉噴樁宜盡量打至持力層上，要穿透軟弱土層到達(dá)強(qiáng)度相對(duì)較高的持力層，并且進(jìn)入持力層50cm左右，在施工過(guò)程中，樁底設(shè)計(jì)標(biāo)高往往與持力層并不一致，施工單位容易出現(xiàn)樁長(zhǎng)以設(shè)計(jì)標(biāo)高控制的現(xiàn)象，如在樁尖下尚留幾米軟土，則會(huì)有較大的工后沉降量，由于排水不暢，預(yù)壓很長(zhǎng)時(shí)間也很難穩(wěn)定。故粉噴樁實(shí)際施工樁長(zhǎng)應(yīng)按進(jìn)入持力層控制。判別是否進(jìn)入持力層的方法可由鉆機(jī)鉆到最深時(shí)的下鉆速度和電流表的讀數(shù)來(lái)判定，這兩個(gè)參數(shù)是在工藝試樁時(shí)確定的，一般是下鉆速度0.5米/分，電流值是額定電流值的125%以上。

3.3.2粉體計(jì)量控制粉噴樁的質(zhì)量好壞與水泥摻入量的多少及噴粉的均勻性有直接的關(guān)系，因此，如何來(lái)計(jì)量粉體是控制的關(guān)鍵。目前一般較為常用的是電子稱重法與鉆機(jī)深度相結(jié)合的計(jì)量裝置，它能在記錄上反映深度、相對(duì)應(yīng)每延米的噴粉量、總灰量等。粉體計(jì)量控制主要應(yīng)注意以下兩點(diǎn)：

要保證噴粉的均勻性，關(guān)鍵是掌握好鉆頭的提升速度。因水泥噴入為人工控制，必須避免出現(xiàn)為滿足每米噴粉量的要求，施工人員根據(jù)記錄器顯示湊數(shù)字，而導(dǎo)致出現(xiàn)噴粉不均勻的現(xiàn)象。對(duì)于直徑一定的粉噴樁來(lái)說(shuō)，粉體發(fā)送器單位時(shí)間內(nèi)水泥的噴出量Q與攪拌軸提升速度可由下式來(lái)確定：

Q=π/4.D2.R.S.V

其中：D：鉆頭直徑（m）；

R：軟土的容重（t/m³）；

S：水泥摻入比；

V：鉆頭提升速度（m/min）

從開(kāi)始噴灰到鉆頭處出灰有一定時(shí)間，鉆機(jī)鉆至樁底后，必須預(yù)噴停留一段時(shí)間，方可提鉆。停留時(shí)間由管道長(zhǎng)度等確定。噴灰時(shí)，水泥在管道內(nèi)的輸送速度大約為1m/s，如管道長(zhǎng)40米，鉆至樁底后即噴粉提鉆，則樁底實(shí)際少灰長(zhǎng)度接近1米，反而攪動(dòng)破壞了樁底原狀軟土，使沉降量加大。

3.3.3復(fù)攪控制水泥與土攪拌均勻程度是關(guān)系到粉噴樁樁體強(qiáng)度的關(guān)鍵因素。大量的施工實(shí)踐已充分證明粉噴樁復(fù)攪與不復(fù)攪的質(zhì)量相差甚大。鉆頭噴出的粉體往往呈脈沖狀，若不充分?jǐn)嚢瑁垠w在樁中呈現(xiàn)層狀，形成一種“夾生”，這樣的樁即使水泥摻入量再多也沒(méi)有強(qiáng)度。復(fù)攪的作用在于通過(guò)充分的攪拌使粉體與土及水得到比較完全的接觸與作用，促使樁體的形成。為了確保攪拌的均勻性，施工時(shí)要嚴(yán)格掌握好鉆機(jī)提升速度、攪拌葉旋轉(zhuǎn)速度等，并應(yīng)盡量采用全樁復(fù)攪以保證質(zhì)量。

4.結(jié)語(yǔ)

總而言之，要想確保粉噴樁的施工質(zhì)量，我們必須做好事前、事中及事后三個(gè)階段的全程控制，只有對(duì)每一道工序進(jìn)行嚴(yán)格控制，并嚴(yán)把材料質(zhì)量關(guān)，才能確保粉噴樁的最終質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1]JTJ017-96公路軟土地基路基設(shè)計(jì)與施工技術(shù)規(guī)范.北京：人民交通出版社.