粉噴樁處理軟土地基施工工藝控制

許興山

（安徽省巢湖市路橋工程有限公司，安徽 巢湖 238000）

在廣州市北二環(huán)高速公路第25合同段噴粉樁處理軟基過程中，筆者通過試樁確定相關(guān)參數(shù)，制定嚴(yán)格的施工工藝控制措施，加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)管理，確保了軟基處理效果。

1 粉噴樁試樁工藝

由于該工程施工的粉噴樁數(shù)量多，施工范圍廣，為掌握相關(guān)技術(shù)參數(shù)和機(jī)械參數(shù)，為大面積施工提供依據(jù)，指導(dǎo)工程施工，1999年11月，在該標(biāo)C匝道進(jìn)行試樁，共試樁12根，試樁情況如下。

1.1 施工機(jī)械及材料的選擇

粉噴樁機(jī)采用國(guó)產(chǎn)PH-5型樁機(jī)，選用1.0立方米的固化劑罐，并配有灰罐架、供料器及電子稱量系統(tǒng)，空壓機(jī)選用XK型，容量為1。0立方米，固化劑選用普通硅酸鹽425#水泥。

1.2 基本施工參數(shù)的確定

樁徑為50cm，間距為1.3m，梅花型排列，鉆進(jìn)速度為0.5~0.8m/min，提升速度為0.5~0.8m/min，攪拌速度為30~50r/min，噴灰壓力為0.2~0.4mpa。

1.3 摻灰量的確定

噴入量按50kg/m、60kg/m、70kg/m三種摻入量各試樁4根，分別成樁7d，開挖樁頭1.5m進(jìn)行外觀檢查，28d進(jìn)行抽芯強(qiáng)度檢查，采用60kg/m及70kg/m兩種摻入量均取得良好的效果，施工后的樁身呈可塑一塑狀。與原土中流動(dòng)性一軟塑狀有機(jī)土及淤泥相比，加固效果較明顯。根據(jù)試樁結(jié)果，選用60kg/m水泥的噴入量，摻入量為19%。

1.4 施工工藝的確定

過加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量監(jiān)控，明確施工工藝，確定噴粉樁復(fù)攪拌深度和進(jìn)入持力層電流值。

2 粉噴樁施工工藝

2.1 在施工范圍內(nèi)，清除原地面20~30cm表土，低洼處回填粘土或粗砂，并初壓整平，地表過炊應(yīng)采取陰謀詭計(jì)止機(jī)械行走或施工時(shí)的沉陷或失穩(wěn)的措施，測(cè)量平整后的地面標(biāo)高。

2.2 安裝機(jī)具，備料

安裝深層攪拌機(jī)、儲(chǔ)料罐、供灰泵等工作平臺(tái) 儲(chǔ)料罐的設(shè)置應(yīng)綜合考慮以下因素：1）減少施工影響及搬遷資料；2）防止離樁機(jī)過元，管道過長(zhǎng)而減少噴粉的壓力，一般應(yīng)以50~80m的管道長(zhǎng)度為宜。施工選用的水泥，石灰等必須符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，具有出廠質(zhì)量保單及試驗(yàn)報(bào)告。水泥應(yīng)按規(guī)定的試驗(yàn)頻率取樣試驗(yàn)，嚴(yán)禁使用過期、受潮、結(jié)塊、變質(zhì)的水泥，在進(jìn)入貯灰罐時(shí)都應(yīng)過4目/cm的篩，以防止堵塞。

2.3 攪拌機(jī)就位對(duì)中

施工機(jī)械就位后，調(diào)整鉆要及導(dǎo)向架，保證鉆桿的垂直偏差1.5%，檢查鉆頭直徑，其磨損1cm，鉆頭對(duì)中偏差5cm，檢查校核鉆桿的長(zhǎng)度及深度顯示儀，記錄儲(chǔ)罐讀數(shù)鉆桿的初始標(biāo)高。

2.4 預(yù)攪下沉

啟動(dòng)攪拌鉆機(jī)，保持0.5m/min、轉(zhuǎn)速30r/min，邊旋轉(zhuǎn)邊鉆進(jìn)，同時(shí)開動(dòng)空壓機(jī)送風(fēng)，防止鉆進(jìn)時(shí)堵塞噴灰口。由于電流值的大小與地層地質(zhì)情況、鉆進(jìn)速度均有關(guān)系，故應(yīng)以穩(wěn)定的鉆速電流值為準(zhǔn)，以確定樁底的地質(zhì)情況。

2.5 提升噴粉

鉆進(jìn)至設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)或持力層50cm后，開啟送灰系統(tǒng)。由于水泥粉送到樁底的時(shí)間因管道的長(zhǎng)短產(chǎn)生一個(gè)時(shí)間差，一般滯后于提升時(shí)間，故應(yīng)確保在水泥到達(dá)樁底后方能提升。提升的速度應(yīng)略小于鉆進(jìn)的速度，保持穩(wěn)定的噴入量，同時(shí)應(yīng)注意壓力表是否有異常變化，防止管道漏氣或堵管。如噴粉過程中出現(xiàn)堵管或施工機(jī)械故障，應(yīng)在停斷處1m范圍內(nèi)進(jìn)行重新噴粉攪拌。當(dāng)鉆頭提升到離地面0.5m時(shí)，改為慢速提升，停止送風(fēng)；提升到地表后，停止送氣。

2.6 復(fù)攪下沉

為使加固料與軟土攪拌均勻，在提升噴粉后進(jìn)行復(fù)攪，復(fù)攪下沉及提升的速度根據(jù)試樁確定為0.5m/min；提高樁身上部速度，適應(yīng)荷載應(yīng)力傳遞，復(fù)攪深度一般為樁長(zhǎng)的1/3，樁長(zhǎng)不足5m要整樁復(fù)攪。

3 施工檢查及記錄

施工過程中，應(yīng)隨時(shí)檢查鉆進(jìn)速度、提升速度、噴粉壓力、噴入量參數(shù)，重點(diǎn)檢查攪拌深度，水泥的用量、噴入的連續(xù)性；定期檢查鉆頭直徑，校核深度顯示儀，并對(duì)每根樁做詳細(xì)記錄。

4 質(zhì)量檢測(cè)

4.1 一般質(zhì)量檢測(cè)方法

粉噴樁軟基處理質(zhì)量檢測(cè)，包括兩方面內(nèi)容1）樁的外部質(zhì)量檢測(cè)，包括檢測(cè)樁位、樁徑、樁距等外型尺寸；2）樁的內(nèi)部質(zhì)量檢測(cè)，包括樁身的連續(xù)性和均勻性、水泥土膠結(jié)密實(shí)程度、強(qiáng)度以及單樁承載力等。粉噴樁質(zhì)量檢測(cè)常用方法有開挖檢查法、輕型動(dòng)力觸探法、靜力觸探法、鉆探取芯法、靜載試驗(yàn)法、應(yīng)力波反射法和水電效應(yīng)法等，對(duì)樁身的質(zhì)量、攪拌的均勻性、連續(xù)性進(jìn)行檢測(cè)和評(píng)定。

4.2 綜合質(zhì)量檢測(cè)法

單一的檢測(cè)方法較難綜合評(píng)價(jià)粉噴樁軟土地基處理效果和客觀地反映復(fù)合地基的承載力，因此，工程中筆者用了輕型動(dòng)力后觀測(cè)的聯(lián)合檢測(cè)方法，以評(píng)定粉噴樁地基處理的質(zhì)量。

輕型動(dòng)力觸探可以反映成樁質(zhì)量預(yù)先進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)成樁質(zhì)量進(jìn)行預(yù)期評(píng)價(jià)；然后開挖檢查，對(duì)成樁的外形，樁徑、樁距進(jìn)行檢測(cè)，觀測(cè)樁頭水泥土的攪拌均勻性及密實(shí)性；再通過28d及90d的抽芯取樣，確定水泥土的強(qiáng)度，同時(shí)檢測(cè)樁身的水泥土膠結(jié)情況及連續(xù)性，通過靜載試驗(yàn)綜合評(píng)價(jià)噴粉樁處理軟基的整體效果；在施工完成后的填土過程中，埋設(shè)沉降板進(jìn)行沉降觀測(cè)，作為填土過程中路基穩(wěn)定性及填土速率的控制指標(biāo)。通過該方法的結(jié)合應(yīng)用，對(duì)粉噴樁施工質(zhì)量取得全面的評(píng)價(jià)。

5 施工中常見問題的處理

5.1 施工中鉆進(jìn)困難，電機(jī)跳動(dòng)，電流值偏高。其原因大都是鉆進(jìn)時(shí)遇到石塊或土質(zhì)過硬，此時(shí)慶減慢鉆進(jìn)速度和旋轉(zhuǎn)速度，同時(shí)判斷是否為地層變異，提前進(jìn)入持力層。

5.2 樁頭下陷。原因是於泥層變化大，局部呈流塑狀，含水量高，原地層經(jīng)攪動(dòng)后出現(xiàn)塌陷、壓縮強(qiáng)烈串孔現(xiàn)象。該類地層復(fù)雜，處理時(shí)先用粘土或砂土回填密實(shí)，重新攪拌后同噴粉施工。相鄰樁可要用跳開間隔施工法，避免施工對(duì)鄰近樁造成影響。

5.3 堵管斷樁。造成堵管的原因有兩個(gè)：一是水泥中有結(jié)塊，堵塞管道或噴嘴；二是鉆頭鉆進(jìn)時(shí)遇腐木或其他異物，纏繞堵塞噴嘴。其處理方法是提升鉆頭，清理噴嘴或管道。水泥入罐前應(yīng)過篩，清除水泥中的結(jié)塊，同時(shí)注意檢查管道壓力情況。

5.4 噴粉量不足。當(dāng)管道過長(zhǎng)時(shí)，將使噴入壓力減小，噴體發(fā)送器送灰不均勻，造成樁下部灰量少，上部灰量多；或是提升速度過快，也會(huì)造成噴入量不足，其處理方法是控制提升速度和噴粉壓力，檢查儲(chǔ)罐，減少送灰管道的長(zhǎng)度及空壓機(jī)的壓力。

5.5 樁底含灰量少。其原因是鉆進(jìn)到樁底提升時(shí)，在水泥尚未達(dá)到樁底的情況下提前提升。其處理方法是增加樁底空轉(zhuǎn)送灰時(shí)間或是復(fù)噴樁底1m范圍內(nèi)樁身。

5.6 施工中樁基的偏位及傾斜。這是由場(chǎng)地不平、局部軟弱、機(jī)械原因以及施工中遇到異常地質(zhì)所致，導(dǎo)致導(dǎo)向架傾斜。處理方法是重新調(diào)整鉆機(jī)的平臺(tái)及支墊鉆要，保證鉆機(jī)的平整及鉆桿的垂直對(duì)中。

6 結(jié)語

6.1 水泥粉噴樁在廣州市北二環(huán)高速公路c25合同段軟基處理中的總體質(zhì)量良好，加固效果明顯，其施工操作簡(jiǎn)單，施工進(jìn)度快，對(duì)周圍環(huán)境影響小。

6.2 粉噴樁施工過程中，通過施工前“試樁”工藝確定相關(guān)參數(shù)及工藝，加強(qiáng)對(duì)粉噴樁施工藝監(jiān)控，從而達(dá)到對(duì)粉噴樁施工質(zhì)量的有效控制。

6.3 與其他軟基處理方法相比，粉噴樁強(qiáng)度形成快，地基沉降小，能減少預(yù)壓時(shí)間，加快后續(xù)施工的進(jìn)度。

6.4 目前的檢測(cè)方法中，存在著檢測(cè)內(nèi)容單一的缺點(diǎn)，無法對(duì)噴粉樁質(zhì)量形成綜合評(píng)價(jià)，應(yīng)聯(lián)合采用多種檢測(cè)方法，全面評(píng)價(jià)軟基處理效果。

[1]中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn).粉體噴攪法加固軟弱土層技術(shù)規(guī)范(TB10113－96).

[2]江蘇省高速公路建設(shè)指揮部.粉噴樁施工質(zhì)量的檢驗(yàn)與評(píng)判方法.