淺談道路軟基處理中水泥粉噴樁的運(yùn)用

易學(xué)鋒

（廣州市番禺區(qū)地方公路管理總站，廣東 廣州 511400）

淺談道路軟基處理中水泥粉噴樁的運(yùn)用

易學(xué)鋒

（廣州市番禺區(qū)地方公路管理總站，廣東 廣州 511400）

文章結(jié)合廣州市番禺區(qū)某市政道路工程，闡述了粉噴樁處理市政道路地基的施工工藝、質(zhì)量控制措施與檢測(cè)方法。

軟土地基；水泥粉噴樁；施工工藝；質(zhì)量控制；檢測(cè)方法

1 工程概況

該道路位于廣州市番禺區(qū)為某新建市政道路全段長(zhǎng)28.28 km，其樁號(hào)K5＋350～K6＋300段為多年沉積水溏，地質(zhì)勘察揭示了本段地層為淤泥質(zhì)粉砂土層，平均層厚為6.4 m，工程性能差，不能直接作為道路持力層，經(jīng)多方案的技術(shù)與經(jīng)濟(jì)比較分析決定采用粉噴樁技術(shù)對(duì)該段軟基進(jìn)行處理。粉噴樁設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)為7 m，樁平面布置呈梅花形，樁間距為1.5 m，在涵洞基礎(chǔ)下粉噴樁間距為1.2 m。

2 粉噴樁施工方法

2.1 施工現(xiàn)場(chǎng)的準(zhǔn)備工作

（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、土工試驗(yàn)報(bào)告、室內(nèi)配比試驗(yàn)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)回填黏性土；施工場(chǎng)地不能滿足機(jī)械行走要求時(shí)，應(yīng)鋪設(shè)砂土或碎石墊層；若地表過軟，則應(yīng)采取防止機(jī)械失穩(wěn)措施。

（3）根據(jù)施工圖紙畫出樁位平面布置圖。

（4）根據(jù)樁位平面布置圖，在施工現(xiàn)場(chǎng)用鋼尺定出每根粉噴樁的樁位，并做好標(biāo)記，每根樁的樁位誤差不得大于5 cm。

（5）在施工現(xiàn)場(chǎng)搭設(shè)水泥棚，水泥棚的底部用土填高，使之比周圍地面高出 30～50 cm，并鋪設(shè)一層木板，然后鋪設(shè)一層彩條布，最后再鋪設(shè)一層塑料薄膜，以確保水泥不受潮變硬。水泥棚內(nèi)的水泥儲(chǔ)存量應(yīng)不少于60 t。

（6）對(duì)進(jìn)場(chǎng)的機(jī)具設(shè)備進(jìn)行組裝和調(diào)試，確保機(jī)具的完好率，保證滿足施工要求。粉體噴射機(jī)安放的位置與攪拌機(jī)施工最遠(yuǎn)處之間的距離不宜超過60 m，否則，送粉管的阻力增大，送粉量就不穩(wěn)定。

（7）一切準(zhǔn)備工作結(jié)束后進(jìn)行試樁，以確定成樁的各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)。確定好鉆進(jìn)速度、提升速度、提升時(shí)的管道壓力及噴灰時(shí)管道壓力等技術(shù)參數(shù)。掌握水泥攪拌的均勻程度及下鉆、提升的困難程度，確定合適的技術(shù)處理措施。

2.2 施工方法

（1）定位。做好復(fù)測(cè)工作，在以后的施工中應(yīng)經(jīng)常檢查樁位標(biāo)記是否被移動(dòng)，確保粉噴樁樁位的準(zhǔn)確性。機(jī)具移至樁位處并使鉆頭正對(duì)竹簽，復(fù)核機(jī)架的垂直度。

（2）啟動(dòng)空壓機(jī)送氣，鉆機(jī)正轉(zhuǎn)并垂直鉆進(jìn)。當(dāng)控制雙螺旋攪拌頭到達(dá)設(shè)計(jì)樁底標(biāo)高時(shí)，鉆機(jī)反向轉(zhuǎn)動(dòng)，啟動(dòng)送灰機(jī)送灰，待水泥送至噴灰口（一般約1 min）后再提升鉆頭，根據(jù)電子稱重裝置顯示的噴灰量調(diào)節(jié)調(diào)速電機(jī)，這樣邊噴粉，邊攪拌，邊提升。

（3）當(dāng)鉆頭提升至地面下0.25 m時(shí)停止送灰，關(guān)閉送灰機(jī)。此時(shí)鉆機(jī)迅速換檔，重復(fù)攪拌，直至電流表達(dá)到100 A以上停止復(fù)攪。

（4）復(fù)攪結(jié)束后，關(guān)閉空壓機(jī)，消散所有管道壓力，鉆機(jī)主電機(jī)停機(jī)。

（5）開啟液壓步履，鉆機(jī)移位。

3 粉噴樁施工的質(zhì)量控制措施

3.1 粉噴樁施工前質(zhì)量控制措施

（1）加強(qiáng)對(duì)施工機(jī)械設(shè)備的檢驗(yàn)。每臺(tái)樁機(jī)必須配置可以控制樁身每米噴粉量的記錄器，且記錄器上的任何一個(gè)可操作的按鈕和開關(guān)不得用于設(shè)定或操作時(shí)間、深度、噴粉重量、樁位編號(hào)、復(fù)攪深度、復(fù)攪次數(shù)等參數(shù)，防止偽造施工記錄；樁機(jī)上的氣壓表、轉(zhuǎn)速表、電流表、電子秤必須經(jīng)過標(biāo)定，不合格的儀表必須更換。

（2）加強(qiáng)對(duì)原材料的檢驗(yàn)。粉噴樁所用水泥必須經(jīng)過試驗(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)禁使用過期、受潮、結(jié)塊、變質(zhì)的水泥。

（3）施工前必須進(jìn)行工藝試樁。由于地質(zhì)條件的不同，為了克服盲目性，確保粉噴樁加固地基收到預(yù)期的效果，在粉噴樁施工前必須進(jìn)行工藝試樁。

3.2 粉噴樁施工過程中的質(zhì)量控制措施

（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，并且要進(jìn)入持力層50 cm左右。在施工過程中，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)于設(shè)計(jì)標(biāo)高控制的現(xiàn)象，如在樁尖下預(yù)留幾米軟土，則會(huì)有較大的工后沉降量。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)來判定，這兩個(gè)參數(shù)是在工藝試樁時(shí)確定。

（2）粉體計(jì)量控制。粉噴樁的質(zhì)量好壞與水泥摻量的多少及噴粉的均勻性有直接的關(guān)系，因此，如何來計(jì)量粉體是控制的關(guān)鍵。目前一般較為常用電子稱重法與鉆機(jī)深度相結(jié)合的計(jì)量裝置，它能記錄反映深度、相對(duì)應(yīng)每延長(zhǎng)的噴粉量、總灰量等。粉體計(jì)量控制主要應(yīng)注意兩點(diǎn)：一是要保證噴粉的均勻性，關(guān)鍵是掌握好鉆頭的提升速度；二是從開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。

（3）復(fù)攪拌控制。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)量相差很大。鉆頭噴出的粉體往往呈脈沖狀，若不充分?jǐn)嚢?，粉體在樁中呈現(xiàn)層狀，形成一種“夾生”，這樣的樁即使水泥摻入量再多也沒有強(qiáng)度。復(fù)攪的作用在于通過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。當(dāng)樁長(zhǎng)較長(zhǎng)、土體天然含水量較高、黏性重時(shí)，應(yīng)采用“二噴二攪”的施工工藝，即：鉆進(jìn)，鉆至樁底后慢檔提升、噴灰、攪拌至停灰面；鉆進(jìn)、復(fù)攪、復(fù)噴至樁底，提升、攪拌至?；颐妫莆?。防止出現(xiàn)“沉樁”現(xiàn)象。

4 粉噴樁的質(zhì)量檢測(cè)

因?yàn)榉蹏姌秾匐[蔽工程，工序環(huán)節(jié)多，施工控制難度較大。粉噴樁復(fù)合地基質(zhì)量檢驗(yàn)是保證工程成功的重要手段。

4.1 粉噴樁質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)

粉噴樁質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)見表1。

表1 粉噴樁質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)

4.2 粉噴樁的檢測(cè)方法

（1）樁距、樁徑及鉆桿傾斜度的檢測(cè)。在每處粉噴樁施工過程中，隨機(jī)按規(guī)定頻率用吊錘對(duì)鉆桿傾斜度進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)；對(duì)已成樁7 d的粉噴樁，隨機(jī)按規(guī)定頻率挖出樁頭，然后用卷尺對(duì)樁距、樁徑進(jìn)行檢測(cè)。

（2）樁體強(qiáng)度及樁長(zhǎng)的檢測(cè)。第一，對(duì)成樁7 d的粉噴樁，隨機(jī)按規(guī)定頻率進(jìn)行如下幾項(xiàng)檢測(cè)：①破去樁頭0.3～0.5 m表層水泥，進(jìn)行外觀檢測(cè)，主要檢測(cè)其樁體外觀是否圓順，水泥土攪拌是否均勻；②用輕便觸探儀對(duì)開挖出來的樁頭進(jìn)行強(qiáng)度檢測(cè)，根據(jù)N10貫入10 cm的錘擊次數(shù)或N10的連續(xù)貫入30 cm的錘擊次數(shù)來判定樁頭強(qiáng)度是否合格。不合格的樁，在成樁28 d后進(jìn)行鉆芯取樣檢測(cè)。第二，對(duì)成樁28 d的粉噴樁，隨機(jī)按規(guī)定頻率進(jìn)行鉆芯取樣檢測(cè)：①檢測(cè)樁體粉噴是否均勻，樁體有無(wú)斷粉現(xiàn)象，樁長(zhǎng)是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求；②對(duì)粉噴樁的芯樣進(jìn)行加工，磨制成等高試件做無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度，應(yīng)盡可能在芯樣上、中、下3個(gè)部位各磨一組，一組3個(gè)試件，用3個(gè)試件的代表值評(píng)定強(qiáng)度。

（3）單樁和復(fù)合地基承載力檢驗(yàn)。對(duì)某一場(chǎng)地施工質(zhì)量有疑問時(shí)，最終可以采用靜荷載試驗(yàn)，檢查復(fù)合地基承載力或單樁承載力。靜荷載試驗(yàn)場(chǎng)地不小于3點(diǎn)，取3點(diǎn)試驗(yàn)的代表值，檢查其是否滿足設(shè)計(jì)要求。粉噴樁在質(zhì)量檢測(cè)方面雖有多種方法，但由于試驗(yàn)設(shè)備和技術(shù)等因素的限制，只能限于淺層。對(duì)于深層強(qiáng)度與變形等檢測(cè)目前還沒有更好的方法，有待于今后進(jìn)一步研究解決。

5 結(jié)束語(yǔ)

粉噴樁就其自身性質(zhì)來說是一種介于鋼性樁與柔性樁之間的一種樁型，其剛度、抗壓強(qiáng)度和抗側(cè)壓力作用均小于剛性樁而大于柔性樁。粉噴樁可以完全改變軟土的性質(zhì)，它與樁間土形成的復(fù)合地基，可以大大提高承載力，減少沉降。粉噴樁處理軟基是一種行之有效的工藝手段，與其他軟基處理手段相比，具有施工方便、工期短、工后沉降小等顯著優(yōu)點(diǎn)。

Discussion on Cement Powder Sprayed Pile’s Application in the Road Soft Ground Treatment

Yi Xuefeng

Combined with a municipal road project in Panyu District of Guangzhou city, the article describes the construction technology,quality control measures and detection method of using cement powder sprayed pile to deal with the municipal road foundation.

soft ground; cement powder sprayed pile; construction technology; quality control; detection method

U416.1

A

1000－8136（2011）06－0066－02