粉噴樁處理軟基設(shè)計(jì)方法及施工要點(diǎn)

摘要：近年來，在橋墩、高速公路、基坑支護(hù)及工業(yè)、民用建筑等方面，施工粉噴樁均取得了明顯的技術(shù)效果，本文主要介紹粉噴樁在公路軟基處理過程設(shè)計(jì)與運(yùn)用。

關(guān)鍵詞：粉噴樁 軟基設(shè)計(jì) 施工要點(diǎn)

0 引言

軟土是淤泥和淤泥質(zhì)土的總稱。主要是由天然含水量大，壓縮性高、承載能力低的淤泥沉積物及少量腐殖質(zhì)所組成的土。軟土是指濱海、湖沼、谷地、河灘沉積的天然含水量高、孔隙比大、壓縮性高、抗剪強(qiáng)度低的細(xì)粒土。

目前軟基的主要處理方法有以下幾種：①塑料排水板；②攪拌樁（粉噴樁與深攪樁）；③土工合成材料加筋；④等（超）載預(yù)壓等。相比之下，由于粉噴樁具有施工周期及預(yù)壓期短、工后沉降小等特點(diǎn)，在高速公路軟基處理中得到廣泛應(yīng)用。

1 粉噴樁的設(shè)計(jì)方法及其注意事項(xiàng)

1.1 粉噴樁的定義

粉噴樁屬于深層攪拌法加固地基方法的一種形式，也叫加固土樁。深層攪拌法是加固飽和軟粘土地基的一種新穎方法，它是利用水泥、石灰等材料作為固化劑的主劑，通過特制的攪拌機(jī)械就地將軟土和固化劑(漿液狀和粉體狀)強(qiáng)制攪拌，利用固化劑和軟土之間所產(chǎn)生的一系列物理一化學(xué)反應(yīng)，使軟土硬結(jié)成具有整體性、水穩(wěn)性和一定強(qiáng)度的優(yōu)質(zhì)地基。粉噴樁就是采用粉體狀固化劑來進(jìn)行軟基攪拌處理的方法。

粉噴樁最適合于加固各種成因的飽和軟粘土，目前國內(nèi)常用于加固淤泥、淤泥質(zhì)土、粉土和含水量較高的粘性土。

1.2 設(shè)計(jì)要求

①粉噴樁的設(shè)計(jì)樁徑為50cm，樁邊距1.0m，在平面上呈梅花形布置（詳見附件），不采用正方形布置。粉噴樁樁頂鋪設(shè)50cm厚砂礫石墊層，樁頂不需伸入墊層內(nèi)。持力層深度除根據(jù)地質(zhì)資料外，還應(yīng)根據(jù)鉆進(jìn)時(shí)電流表的讀數(shù)值來確定，當(dāng)鉆桿鉆進(jìn)時(shí)電流表讀數(shù)明顯上升，說明已進(jìn)入持力層，樁長須穿透軟土層并深入持力層內(nèi)50cm。粉噴樁處理后的單樁承載力須大于250KN，地基承載力不小于250KN。對于一般路基段，經(jīng)計(jì)算如工后沉降量大于45cm，則宜采用粉噴樁處理軟基，樁間距應(yīng)根據(jù)經(jīng)粉噴樁處理后地基承載力是否滿足要求來確定。如工后沉降量小于45cm而大于30cm，則采用土工合成材料加筋配合等載預(yù)壓進(jìn)行處理。

用粉噴樁處理路段路堤的預(yù)壓高度為路槽設(shè)計(jì)高加預(yù)壓期沉降量，即預(yù)壓期末（一般為60d）路槽頂面應(yīng)沉到設(shè)計(jì)高，鋪筑路面前無需移去預(yù)壓土方量，僅需整理路槽即可。

②基準(zhǔn)期及容許工后沉降。柔性路面設(shè)計(jì)使用年限為15年，按目前通常的做法，基準(zhǔn)期亦為15年，即從開放交通之日起至路面大修日止，所發(fā)生的沉降視為工后沉降。其容許值對于一般路段取30cm，涵洞及箱型通道處取20cm，其它人工構(gòu)造物與路堤毗連處取10cm。

2 粉噴樁施工預(yù)案

2.1 材料要求

噴粉使用的粉體固化劑為425號(hào)普通水泥，要求新鮮無結(jié)塊，入罐時(shí)應(yīng)經(jīng)篩網(wǎng)過濾，最大粒度不超過5mm，不得含有紙屑、塑料布、石子等雜質(zhì)；石灰用磨細(xì)生石灰，最大粒徑小于0.2mm，要求質(zhì)地純凈無雜質(zhì)，含氧化鈣和氧化鎂的總和應(yīng)不少于85%，其中氧化鈣的含量不低于80%。

2.2 施工程序

①施工工藝流程：測量放線→樁機(jī)就位→鉆孔→插管

→噴粉→移動(dòng)機(jī)具。

②測量放線：根據(jù)設(shè)計(jì)要求，定出孔位作出標(biāo)記。

③施工機(jī)械設(shè)備：噴粉樁機(jī)及配套水泥罐、貯灰罐及噴粉系統(tǒng)、空氣壓縮機(jī)。噴粉樁機(jī)由液壓步履式底架、井架和導(dǎo)向加減壓機(jī)構(gòu)、鉆機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)、鉆具、液壓系統(tǒng)、噴粉系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)等部分組成。

④施工工藝要點(diǎn):

a施工前進(jìn)行場地平整，樁位放線，組裝架立噴粉樁機(jī)。檢查主機(jī)各部的連接，液壓系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、噴粉系統(tǒng)各部分安裝試調(diào)情況及灰罐、管路的密封連接情況是否正常，做好必要的調(diào)整和緊固工作，排除異常情況后，進(jìn)料口應(yīng)加蓋密封。

b成樁時(shí)，先用噴粉樁機(jī)在樁位鉆孔，至設(shè)計(jì)要求深度后，將鉆頭以1.0-1.2m/min速度邊旋轉(zhuǎn)邊提升，同時(shí)通過粉噴系統(tǒng)將水泥（或石灰粉）通過鉆桿端噴嘴定時(shí)，定量向攪動(dòng)的土體噴粉，使土體和水泥（或石灰）進(jìn)行充分?jǐn)嚢杌旌稀?/p>

c樁體噴粉要求一氣呵成，不得中斷，每根樁裝一次灰并攪噴完。噴粉深度在鉆桿上標(biāo)線控制，噴粉壓力控制在0.5-0.8MPa。

d單位樁長噴粉量是控制成樁質(zhì)量的關(guān)鍵，噴粉量隨樁體強(qiáng)度而定，一般為45-50Kg/m，工程的噴粉量應(yīng)一次大體調(diào)定。噴粉先里排后外排，可由一端向另端進(jìn)行。

e當(dāng)鉆頭提升到高于樁頂面約500mm，噴粉系統(tǒng)停止向孔內(nèi)噴射水泥（或石灰粉）時(shí)，樁體即告完成。為保證質(zhì)量，上部1.5-2.5m可復(fù)鉆孔噴粉一次。

f噴樁自然養(yǎng)護(hù)14天以上始可挖土，以免在水平力作用下造成斷樁。

2.3 施工注意事項(xiàng)

①每一根樁開鉆后必須連續(xù)施工，嚴(yán)格控制噴灰及?；視r(shí)間，不得間斷。嚴(yán)禁在尚未噴灰的情況下進(jìn)行鉆桿提升作用，以確保粉噴樁質(zhì)量和長度。

②如遇停電，機(jī)械故障等原因而噴粉中斷，應(yīng)及時(shí)記錄中斷深度，待恢復(fù)正常后進(jìn)行復(fù)打，復(fù)打重疊段不應(yīng)小于1m。

③鉆桿下沉前，應(yīng)用經(jīng)緯儀檢查或垂線量測鉆桿的傾斜度，使傾斜度值不大于1.5%。

④深層攪拌機(jī)噴灰提升至原地面以下50cm時(shí)，應(yīng)關(guān)閉空壓機(jī)，防止固化劑噴入大氣層。

⑤在樁徑變更時(shí)應(yīng)對直徑進(jìn)行復(fù)核，對使用過的鉆頭須隨時(shí)檢查，且磨損量不得大于1cm。

2.4 加固質(zhì)量與檢測

噴粉樁工程質(zhì)量檢查及地基強(qiáng)度檢測，目前按以下方式進(jìn)行：

①樁成型的開挖觀測：對挖出的樁體進(jìn)行直觀檢查，

檢查其樁位、樁徑是否應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，檢查噴攪的均勻程度。

②資料檢查：即對施工記錄的檢查，以復(fù)檢樁端和?；颐鏄?biāo)高、噴粉量是否符合設(shè)計(jì)要求，檢查施工時(shí)是否發(fā)現(xiàn)異?，F(xiàn)象等。

③樁體強(qiáng)度檢測：

a樁體的靜力觸探（以養(yǎng)護(hù)齡期為14天）。

b樁身取樣進(jìn)行室內(nèi)立方強(qiáng)度試驗(yàn)。

c應(yīng)力波測試（為樁數(shù)的10-15%）。

d靜壓試驗(yàn)：測定單樁或復(fù)合地基承載力。

3 技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較

復(fù)合地基由于其充分利用樁和樁間土共同作用的特有優(yōu)勢，以及相對低廉的工程造價(jià)得到了越來越廣泛的應(yīng)用。該工藝技術(shù)簡便，在地下水位較高的地區(qū)進(jìn)行熱源廠建設(shè)中，在清除原有建筑物基礎(chǔ)后，人為造成的不良軟土地基加固可采用該技術(shù)，既經(jīng)濟(jì)又合理。

大量工程實(shí)踐證明，水泥粉噴樁工藝具有施工快、建筑材料省、造價(jià)低、強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn)。

①施工周期短，每臺(tái)班可完成300-400m左右。

②加固體強(qiáng)度相當(dāng)于漿液攪拌法的2倍。

③材料成本低，每延米僅10元左右，工程造價(jià)比漿液攪拌低1/3。

參考文獻(xiàn)：

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

[2]建筑地基處理技術(shù)規(guī)范 JCJ 79-2002.