軟土地基處理中粉噴樁的應(yīng)用與質(zhì)量檢驗

姚運昌

（安 徽 省 水利部淮河水利委員會科學(xué)研究院 合肥 230088）

1 引言

目前常用的地基處理方法按加固原理共分八大類：置換、排水固結(jié)、灌入固化物、振密或擠密、加筋、冷處理、托換、糾斜等。其中工程中常用的有置換、灌入固化物、振密或擠密、加筋。粉噴樁作為灌入固化物處理地基基礎(chǔ)方法的一種形式，在我國大部分地區(qū)有廣泛應(yīng)用。本文根據(jù)一些施工與質(zhì)量控制經(jīng)驗，就粉噴樁的施工與質(zhì)量檢驗進行探討。

2 粉噴樁處理軟土地基的優(yōu)點

粉噴樁加固軟土地基原理是在攪動軟土的過程中噴射水泥粉，通過水泥粉與軟土及空隙水的相互作用后形成網(wǎng)絡(luò)狀膠凝體骨架或水泥結(jié)石，從而提高復(fù)合地基的抗剪強度和承載力[1]。

采用粉噴樁方法加固軟土地基具有許多優(yōu)點，如能有效減少地基的總沉降量，采用粉噴樁加固后路基在填筑過程中側(cè)向位移減少，提高地基土的承載力，適應(yīng)快速填筑施工等。

3 粉噴法施工后水泥土的強度影響因素

3.1固化劑的選用及摻量

普通硅酸鹽水泥的活性高，其早期和后期強度均較好，因而加固效果優(yōu)于其他品種水泥。一般來說水泥土的無側(cè)限抗壓強度隨水泥的摻量的增加而提高，摻量在7%～20%為最佳。同時在樁體的不同部位采用變摻量的施工工藝，效果更好。

3.2水泥標(biāo)號對強度的影響

水泥標(biāo)號直接影響水泥土的強度，一般水泥標(biāo)號提高一個強度等級，水泥土的強度可提高20%左右。

3.3待加固土體性質(zhì)

土體的含水率、密度、有機質(zhì)含量等因素對粉噴樁的強度影響比較大，土體含水率不宜太低也不宜太高，較為合適范圍是50%～85%；土體越松散、有機質(zhì)含量越高，加固效果越差。

3.4養(yǎng)護齡期和溫度

水泥攪拌樁處理的復(fù)合地基，水泥土強度同混凝土一樣隨齡期的增長而增大，但增長規(guī)律不盡相同，水泥土的強度在齡期超過28d后仍有明顯的增長，90d后強度增長才變緩慢；據(jù)一些資料反映，處理后的地基水泥土強度真正穩(wěn)定需達3年時間。在相同的齡期條件下，水泥土樁的強度隨養(yǎng)護溫度的升高而提高。

4 施工工藝

4.1技術(shù)要點

粉噴樁施工技術(shù)要點主要為粉噴、粉土體均勻密度及后期固化強度3個要素。噴粉要控制好壓力及進粉量，粉土體均勻密度要控制好鉆頭旋轉(zhuǎn)速度及提升速度。

噴粉操作一般在噴氣操作后進行，其操作程序是：開通噴粉球閥和蝶閥，按無極變速器電機啟動按鈕，使旋鈕供料器送至噴射管，噴入土層[2]。

4.2施工中應(yīng)注意的問題

（1）粉噴樁適用于處理淤泥、淤泥質(zhì)土、粉土，以及含水率較高、承載力不大于120kPa的粘性土地基，且處理深度不宜大于15m。

（2）粉噴樁施工場地應(yīng)平整，確保施工區(qū)地下無障礙物；當(dāng)場地承載力不能滿足樁機的施工要求時，應(yīng)考慮做灰土層以保證樁機的平穩(wěn)施工。

（3）粉噴樁施工前應(yīng)進行室內(nèi)模擬實驗，針對場地地質(zhì)情況，選擇合適的固化劑及摻量，為設(shè)計提供各種配比的強度參數(shù)。在工程樁施工前，先做3根試樁，以確定合理的噴粉量、鉆頭提升速度、噴粉壓力等技術(shù)參數(shù)。

（4）開動攪拌機鉆進500mm后，邊鉆進邊噴氣，以防止土體顆粒堵塞噴粉孔，影響噴粉均勻性。

（5）粉噴樁噴粉量不應(yīng)強求上下一致，樁上部可適當(dāng)增加噴粉量及攪拌次數(shù)，一般情況可按樁長的1/3進行復(fù)攪。

（6）施工中要專人負(fù)責(zé)質(zhì)量控制，嚴(yán)格控制噴粉量及均勻性，杜絕斷噴。

5 粉噴樁的質(zhì)量檢驗

粉噴樁施工后的質(zhì)量檢驗包括開挖檢驗、輕便觸探檢驗、取樣檢驗、完整性檢驗和荷載試驗。軟土地基的處理效果是通過施工的全過程質(zhì)量控制和現(xiàn)場進行檢驗來反映[2]。

開挖檢驗：基槽開挖后，檢查樁位偏差、樁數(shù)、樁徑、水泥土均勻性及樁頭強度等，若發(fā)現(xiàn)漏樁、樁位偏差過大和樁頭強度偏低等，以便可以及時采取補救措施。

輕便觸探檢驗：抽取已施工完成樁數(shù)的2%，采用輕便觸探法進行樁身質(zhì)量檢驗，1d齡期的擊數(shù)N10＞15，7d齡期的擊數(shù)N10＞40，經(jīng)檢驗合格率大于等于90%。

取芯抽樣：在成樁28d后，按設(shè)計要求比例抽查樁體，從樁頂以下按比例分段取樣制作試塊，分別進行無側(cè)限抗壓強度試驗；既可以檢驗樁身強度，又可以檢驗樁身的完整性及攪拌的均勻程度。

低應(yīng)變檢驗：成樁28d后，按設(shè)計要求比例進行低應(yīng)變完整性檢驗，檢驗樁體是否有斷樁等情況。

荷載試驗：按照規(guī)范要求，承載力檢驗分單樁承載力及復(fù)合地基承載力檢驗,一般主要進行復(fù)合地基承載力檢驗。荷載試驗前應(yīng)采取措施，防止試驗場地地基土含水率變化或地基土擾動，以免影響試驗結(jié)果。試驗加載等級可分為8～12級，最大加載壓力不應(yīng)小于設(shè)計要求壓力值的2倍；當(dāng)壓力-沉降曲線上極限荷載能確定，而起值不小于對應(yīng)比例界限的2倍時，可取比例界限；當(dāng)其值小于對應(yīng)比例界限的2倍時，可取極限荷載的一半；當(dāng)壓力-沉降曲線是平緩的光滑曲線時，復(fù)合地基承載力特征值取s/b或s/d等于0.006所對應(yīng)的壓力。荷載試驗的試驗點數(shù)量不應(yīng)少于3點，當(dāng)滿足其極差不超過平均值的30%時，可取其平均值為復(fù)合地基承載力特征值[3]。荷載試驗最能反映處理后的復(fù)合地基承載力能否滿足設(shè)計要求，不會導(dǎo)致今后結(jié)構(gòu)物產(chǎn)生過大沉降等。

6 結(jié)束語

粉噴樁加固的復(fù)合地基處理技術(shù)，是一項比較經(jīng)濟簡便的地基處理技術(shù)。適用于深層淤泥、粉土、含水率較高的粘土等，加固效果明顯，施工簡便、造價低廉且工期短。同時也存在一些局限性，在使用該方法時應(yīng)注意以下問題:

（1）加固后的復(fù)合地基承載力要求不宜太高，加固深度不宜太深。

（2）雖為復(fù)合地基，但樁位應(yīng)盡量布置在結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)以內(nèi)，以減少基礎(chǔ)的沉降，且土壤含水率應(yīng)適中。

（3）施工場地新回填土不宜較厚，否則實施效果不經(jīng)濟。

（4）土中有機質(zhì)含量不宜過高，當(dāng)?shù)鼗林杏袡C質(zhì)含量大于1%時加固效果受一定影響，使水泥的水化反應(yīng)受到抑制。

（5）此施工工藝受人為因素影響較大，施工現(xiàn)場必須全過程進行質(zhì)量控制。

[1]粉體噴射攪拌法處理軟土地基技術(shù)規(guī)范（Q/SL1143-95）.

[2]軟土地基深層攪拌加固技術(shù)規(guī)程（YBJ225-91）.

[3]建筑地基處理技術(shù)規(guī)范（JGJ79-2002）.