軟基處理粉噴樁施工控制

　　摘要：粉噴樁是進(jìn)行軟基處理的一種有效形式之一；本文介紹了粉噴樁施工中對(duì)施工設(shè)備要求、施工工藝流程、操作方法及技術(shù)要點(diǎn)、施工注意事項(xiàng)、施工質(zhì)量控制及質(zhì)量檢驗(yàn)等控制環(huán)節(jié)。

　　關(guān)鍵詞：軟基處理，粉噴樁，施工控制

　　1、 前言粉體噴射攪拌加固軟土地基，是用于加固飽和軟粘土地基的一種新穎方法，它是利用水泥、砂灰等材料作為固化劑的主劑，通過(guò)專(zhuān)用的深層噴射攪拌機(jī)械將粉狀加固料用壓縮空氣噴入地基深部，憑借鉆機(jī)回轉(zhuǎn)鉆頭的葉片與原位軟土強(qiáng)制攪拌、混合壓密，吸收地下水，使粉狀加固料與軟土充分混合，進(jìn)行一系列物理、化學(xué)反應(yīng)，在原地基中形成強(qiáng)度、剛度較大的樁體，同時(shí)也使樁周土體性質(zhì)得到改善，樁體與樁間土形成復(fù)合地基共同承擔(dān)外荷載。這種柱狀加固體與周?chē)�軟土組成復(fù)合地基，提高地基承載力減少地基沉降。

　　2、 粉噴樁適用范圍

　　用于軟基的涵洞、擋土墻基礎(chǔ)處理，橋頭軟基處理，可有效地減少基礎(chǔ)沉降、橋頭跳車(chē)現(xiàn)象；在高路堤軟基處理中，一般軟土厚度在10m以?xún)?nèi)，使用粉噴樁打穿淤泥層，效果較好且經(jīng)濟(jì)；對(duì)10m以上的深軟基，采用以上的方法均難以達(dá)到理想的處理效果，在此情況以建橋?yàn)橐恕?/p>

　　3、 影響加固質(zhì)量的關(guān)鍵因素

　　樁體的強(qiáng)度及支承樁體的地層承載力，要求樁長(zhǎng)打穿淤泥層，樁尖坐在砂礫層上，且樁身強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

　　4、 影響樁身強(qiáng)度的主要因素

　　4.1水泥滲入比：水泥粉噴樁的強(qiáng)度隨水泥摻入比的增大而增大；

　　4.2齡期：樁身強(qiáng)度隨齡期增大而增大，三個(gè)月齡期強(qiáng)度作為標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度，28d強(qiáng)度作為標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度的60％～75％；

　　4.3土樣含水量：當(dāng)摻入比相同，樁身強(qiáng)度隨著土樣含水量降低而增大，試驗(yàn)表明：每米摻入71kg水泥時(shí)，土樣含量從92.1％降低到25％，樁身強(qiáng)度從580KPa增加到2600KPa；

　　4.4攪拌的均勻性：水泥和軟土之間強(qiáng)制攪拌越均勻，樁身強(qiáng)度也越高。

　　5、粉噴樁施工主要施工設(shè)備

　　5.1鉆機(jī)

　　鉆機(jī)是粉體噴射攪拌法施工的主要成樁機(jī)械。它必須滿(mǎn)足：

　　1）動(dòng)力大，扭矩大，適合大直徑鉆頭成樁。

　　2）具有正向鉆進(jìn)，反轉(zhuǎn)提升的功能。

　　3）提升力大，并能實(shí)現(xiàn)均勻提升。

　　5.2粉體發(fā)送器

　　粉體發(fā)送器是定時(shí)發(fā)送粉體材料的設(shè)備，它是粉體噴射攪拌法加固軟土地基施工機(jī)械中的關(guān)鍵設(shè)備。施工時(shí)根據(jù)鉆機(jī)的提升速度、鉆機(jī)的轉(zhuǎn)速、攪拌鉆頭的類(lèi)型，通過(guò)控制轉(zhuǎn)鼓的轉(zhuǎn)速來(lái)選擇合理的粉體發(fā)送量。

　　5.3空氣壓縮機(jī)

　　粉體噴射法的粉體噴出，是以空氣壓縮機(jī)做為風(fēng)源。其選擇類(lèi)型主要受加固工程的地質(zhì)條件和加固深度所控制。

　　5.4攪拌鉆頭

　　粉體噴射攪拌法憑借攪拌鉆頭葉片的攪拌作用使灰粉與軟土混合，因此攪拌鉆頭的形狀直接影響灰、土的攪拌效果。鉆頭的形式應(yīng)保證于反向旋轉(zhuǎn)提升時(shí)，對(duì)柱體有壓密作用，而不是使灰、土向地面翻升而降低柱體質(zhì)量。

　　另外還有壓力膠管、定位卡具、儀表控制等裝置。

　　6、施工質(zhì)量控制

　　6.1施工準(zhǔn)備

　　1)粉噴樁施工前應(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。

　　2)場(chǎng)地平整、清除障礙。如場(chǎng)地低洼，應(yīng)回填粘性土；施工場(chǎng)地不能滿(mǎn)足機(jī)械行走要求時(shí)，應(yīng)鋪設(shè)砂土或碎石墊層。壓實(shí)度不小于85%。若地表過(guò)軟，則應(yīng)采取防止機(jī)械失穩(wěn)措施。

　　3)施工機(jī)具準(zhǔn)備，進(jìn)行機(jī)械組裝和試運(yùn)轉(zhuǎn)。

　　4)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10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。

　　6.2工藝性試樁。

　　粉噴樁正式施工前要先進(jìn)行成樁試驗(yàn)，水泥摻入比參考值為48—50kg/m。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7天齡期的試驗(yàn)成果求出合適的摻入比，7天齡期抗壓強(qiáng)度不小于1100KPa。以確定：a、要穿過(guò)軟土層的實(shí)際深度；b、了解各軟土的阻力，以確定鉆進(jìn)及提升速度和噴粉量。在實(shí)際工作中根據(jù)其抽芯質(zhì)量情況發(fā)現(xiàn)，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。

　　6.3各主要工序的質(zhì)量控制要點(diǎn)。

　　1)嚴(yán)格控制水泥材料的質(zhì)量：工程使用水泥必須有合格產(chǎn)品檢驗(yàn)單，水泥質(zhì)量、標(biāo)號(hào)和細(xì)度要達(dá)到設(shè)計(jì)要求。對(duì)每批水泥都要進(jìn)行抽檢，方可使用。

　　2)樁基就位：根據(jù)設(shè)計(jì)，確定加固放置機(jī)體位置的基礎(chǔ)（即加墊砂層），使攪拌樁機(jī)機(jī)軸保持垂直，以防打斜樁，影響樁基承載力。

　　3)下鉆：?jiǎn)��?dòng)攪拌樁機(jī)，鉆頭邊旋轉(zhuǎn)邊鉆進(jìn)。為不致于堵塞噴射口，此時(shí)并不噴射加固材料，而是噴射壓縮空氣，可使鉆進(jìn)順利，減小負(fù)載扭距。隨著鉆進(jìn)，準(zhǔn)備被加固的土體在原位受到攪動(dòng)。嚴(yán)格掌握下鉆深度，（深度計(jì)配合導(dǎo)管套頭與機(jī)架高度相對(duì)位置不確定，預(yù)先畫(huà)定標(biāo)志）、噴粉時(shí)間及停粉時(shí)間，確保樁長(zhǎng)。非特殊情況嚴(yán)禁在尚未達(dá)到設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)及未噴灰的情況下進(jìn)行鉆機(jī)提升作業(yè)。。

　　4)提升鉆頭并反轉(zhuǎn)噴粉：在提升過(guò)程噴粉攪拌，通過(guò)粉體發(fā)送器將水泥粉噴射入攪拌的土體中，使土體和水泥沿深度方向充分拌和。提升速度決定攪拌均勻程度，速度過(guò)快，可能使樁拌合不充分，影響成樁質(zhì)量，速度過(guò)慢，施工效率低，故一定要根據(jù)地質(zhì)情況，決定提升速度，以得到較均勻的水泥土樁，提升速度根據(jù)試樁參數(shù)確定。一般噴粉攪拌時(shí)以中、慢擋成樁為好，成孔時(shí)以中快擋為好。噴粉量是成樁質(zhì)量的關(guān)鍵，若灰罐電子秤正常則以電子秤顯示為準(zhǔn)，使其粉噴量達(dá)到設(shè)計(jì)要求，但有的電子秤難于長(zhǎng)時(shí)間保證正常工作，在此情況下為不耽誤工期，可在灰罐內(nèi)加入定量水泥，多次調(diào)整送灰系統(tǒng)（如灰罐壓力、送灰器速度等）、送灰速度、打試驗(yàn)樁、達(dá)到設(shè)計(jì)要求送灰量后，保持此送灰速度不變。

　　4)提升結(jié)束：當(dāng)鉆頭提升到距地面30～50cm時(shí)，發(fā)送器停止向孔內(nèi)噴射粉料，成樁結(jié)束。這時(shí)由于裝置的回路是封閉的，粉體不會(huì)向空中噴射和飛散。在向土體噴射過(guò)程中的最后階段，在攪拌鉆頭距地面30cm處停止噴粉，粉粒不會(huì)溢出地面。一般在設(shè)計(jì)樁頂預(yù)加50cm樁長(zhǎng)作為破除樁頭用。

　　5)復(fù)拌：停止噴粉，鉆頭邊旋轉(zhuǎn)邊鉆進(jìn)，直至設(shè)計(jì)深度處，再邊提升邊反向旋轉(zhuǎn)，使土體和粉體充分拌和，土體被充分粉碎，水泥粉被均勻地分散在樁土中，復(fù)拌是保證成樁均勻和提高樁體強(qiáng)度的有效措施。

　　7、質(zhì)量檢查

　　7.1檢查記錄

　　檢查施工過(guò)程所有記錄，重點(diǎn)檢查攪拌深度、水泥粉噴入的連續(xù)性及噴入總量，對(duì)不合格的樁應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)樁。

　　7.2室內(nèi)灰比試驗(yàn)

　　用聚氯乙烯袋封裝要加固的土樣及施工實(shí)際用的固化劑，送至實(shí)驗(yàn)室，按擬定的試驗(yàn)配方稱(chēng)重后放入攪拌鍋內(nèi)，用攪拌鏟人工拌韻勻，然后在5*5*5cm的試模內(nèi)裝入一半試料，擊實(shí)試模50下，填入余料再擊50下，最后將試塊表面刮平蓋上塑料布，以防水份蒸發(fā)。試塊成型后1-2天拆模，用天平稱(chēng)重后放入養(yǎng)護(hù)室，分別進(jìn)行各齡期養(yǎng)護(hù)，達(dá)到規(guī)定齡期后稱(chēng)重，用壓力試驗(yàn)機(jī)測(cè)定無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度。

　　7.3開(kāi)挖檢驗(yàn)

　　在已完成的工程樁中按2%比例開(kāi)挖抽檢，深度0.5～1m，檢查樁位、樁數(shù)、樁身水泥土混合程度及樁頭強(qiáng)度，如發(fā)現(xiàn)漏樁、樁位偏差過(guò)大和樁頭、樁身強(qiáng)度偏低，必須及時(shí)采取補(bǔ)救措施。

　　7.4取芯抽樣

　　在成樁28d后，按2%比例抽檢樁體，從樁頂以0.5、1、1.5m截取三段，鉆孔取大于或等于8cm芯體制作5cm×5cm×5cm的試塊，分別進(jìn)行無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)。

　　7.5機(jī)器壓試

　　在荷載板下不同部位埋設(shè)土壓力盒，以便了解復(fù)合地基的反力分布和應(yīng)力分布狀況。

　　檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)如表1

　　表1粉噴樁施工質(zhì)量允許偏差值        

　　7.6低應(yīng)變動(dòng)態(tài)質(zhì)量檢測(cè)

　　本檢測(cè)辦法的主要內(nèi)容就是對(duì)樁的完整程度的檢測(cè)與診斷，即判定樁身是否完好，噴粉是否均勻等等，最終給定綜合判定結(jié)果。

　　7.7復(fù)合地基靜載荷試驗(yàn)

　　采用接近于復(fù)合地基實(shí)際工作條件的試驗(yàn)方法，依據(jù)《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》(JGJ79－91)，測(cè)定復(fù)合地基的軸向承載力，為設(shè)計(jì)提供基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的校核依據(jù)，確保工程質(zhì)量和復(fù)合地的使用安全。

　　8、結(jié)語(yǔ)

　　公路軟基處理屬于隱蔽工程，如施工質(zhì)量控制不好，一但被路堤等構(gòu)筑物所覆蓋，便構(gòu)成隱患且不好檢查及補(bǔ)救。因此，緊抓施工環(huán)節(jié)，嚴(yán)格施工過(guò)程的管理非常重要，只有在施工過(guò)程中嚴(yán)格控制才能確保工程質(zhì)量。

　　參考方獻(xiàn)（1）公路軟土地基處理中的粉噴樁施工；（2）基礎(chǔ)工程設(shè)計(jì)與地基處理中國(guó)鐵道出版社�！　�