粉噴樁施工質(zhì)量控制技術(shù)

摘 要：作為一種處理軟土地基的常用施工方法，粉噴樁就是將水泥用作固化劑，把原狀土強制使用深層攪拌機(jī)械進(jìn)行攪拌、壓縮，促使其吸收周圍水分，經(jīng)過一系列的物理化學(xué)反應(yīng)后，形成一種特殊的混合柱狀體，具有強度高、易變性的特征，它對提高軟土地基承載能力、減少地基沉降量及保證橋頭路基及填方路基穩(wěn)定性具有明顯的效果。若施工質(zhì)量控制不好，往往會發(fā)生路基失穩(wěn)或過量沉陷，特別是橋頭路基處理不好，則會導(dǎo)致橋頭跳車、工程破壞或不能正常使用。本文以粉噴樁在濟(jì)菏高速公路第十二合同段路基及橋涵軟土地基處理過程中施工質(zhì)量控制情況作簡要介紹。

關(guān)鍵詞：粉噴樁 噴灰量 復(fù)攪 檢測方法

中圖分類號：TU7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2012）12（c）-0041-02

1 工程概況

濟(jì)菏高速公路第十二合同段位于濟(jì)寧市梁山縣境內(nèi)，起點于梁山縣韓崗鎮(zhèn)齊崗村，終點于梁山縣與嘉祥縣交界處的鄆城新河南岸，絕大部分在梁山縣徐集鎮(zhèn)內(nèi)，里程為K120+000～K131+700，全長11.70 km。全線采用四車道高速公路標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，設(shè)計車速為120 km/h，路基寬28 m，橋涵設(shè)計荷載為汽車一超20級，掛車-120。大羊至王官屯段屬丘陵區(qū)及黃泛沖積平原區(qū)。土質(zhì)主要為黏土、亞粘土、亞砂土。為防止路基過量沉降和橋涵兩側(cè)臺背路基下沉，導(dǎo)致橋頭跳車現(xiàn)象。全合同段軟土路基處理及橋頭路基粉噴樁共計30萬延米，粉噴樁強度設(shè)計為：R7d≥0.96 MPa；R28 d≥1.60 MPa；R90 d≥2.40 MPa。

2 固化劑原材料

粉噴樁的固化劑采用水泥，水泥采用山東曲阜金魯城水泥廠（旋窯）生產(chǎn)的P.O32.5水泥，檢測結(jié)果符合規(guī)范要求。試驗結(jié)果如表1。

3 粉噴樁配合比設(shè)計

根據(jù)土的天然密度和天然含水量，按照每延米粉噴樁水泥用量為：45 kg、50 kg、55 kg、60 kg分別成型了R7 d、R28 d、R90 d的無側(cè)限抗壓強度試件（Φ50 mm、h50 mm）。根據(jù)試驗結(jié)果最終確定最佳水泥用量為：55 kg/延米。

4 施工準(zhǔn)備

（1）粉噴樁施工前應(yīng)準(zhǔn)備施工技術(shù)資料：施工部位的工程地質(zhì)報告、土工試驗報告、室內(nèi)配合比試驗報告、粉噴樁樁位設(shè)計圖、原地表高程數(shù)據(jù)表、加固深度與停灰高程等資料。

（2）保證粉噴樁的場地平整無障礙，用粘土填補場地當(dāng)中的低洼地帶；用沙土或者碎石對場地鋪設(shè)墊層，來保證機(jī)械的正常行走。采用相應(yīng)措施預(yù)防地表過軟致使機(jī)械失穩(wěn)。

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

（4）粉噴樁要通過試樁來確定實際施工工藝的設(shè)計要求配比和工總施工參數(shù)。一般情況下通過5根試樁以確定鉆進(jìn)的速度、攪拌速度、噴氣壓力、單位時間噴出的粉塵量等數(shù)據(jù)。

（5）粉噴樁要使用符合設(shè)計要求的325#普通硅酸鹽水泥，該水泥要保證其合格證書，還要在通過室內(nèi)檢驗并且合格，不能受潮結(jié)塊、變質(zhì)。

5 粉噴樁工藝試樁

為了確定各種操作技術(shù)參數(shù)，按照下列滿足設(shè)計水泥粉噴量的各種技術(shù)參數(shù)：鉆進(jìn)速度：參考值V=1.5 m/min；平均提升速度：參考值VP=0.8 m/min；攪拌速度：參考值R≈30 r/min；復(fù)攪與提升時管道壓力：0.1 MPa≤P≤0.2 MPa；噴灰時管道壓力：0.25 MPa≤P≤0.4 MPa；同時根據(jù)粉噴樁室內(nèi)試驗確定的配合比，按照55 kg/延米的水泥用量，進(jìn)行了工藝試樁5根。R7 d后經(jīng)現(xiàn)場鉆芯取樣試驗后，芯樣強度滿足設(shè)計要求。試驗結(jié)果見表2。

6 粉噴樁的施工與質(zhì)量控制

（1）粉噴樁的樁徑為Φ50 cm，設(shè)計的樁長穿透持力層并達(dá)到持力層內(nèi)50 cm，最小樁距為1.5 m，樁徑在平面上呈三角形（梅花形）布置。粉噴樁的強度設(shè)計為：R7 d≥0.96 MPa；R28 d≥1.60 MPa；R90 d≥2.40 MPa。

試樁過程中根據(jù)粉噴樁的工藝對各個技術(shù)參數(shù)進(jìn)行確定，然后開始粉噴樁施工。對工地在施工前進(jìn)行清表處理，用粘土填平低洼地段然后施工。

（2）粉噴樁的施工工藝為：粉噴樁機(jī)就位→攪拌下沉至樁底→鉆頭反轉(zhuǎn)（粉噴）→提升至距地面30 cm處停噴→復(fù)攪至樁底→鉆頭反轉(zhuǎn)提升至地面→關(guān)閉粉噴樁機(jī)→移至下一樁點。

（3）為了確保粉噴樁質(zhì)量，在施工過程中采取如下控制措施。

①為保證粉噴樁強度嚴(yán)格控制水泥用量，每延米水泥用量55 kg，最低不得少于54 kg。

②粉噴樁施工所用袋裝水泥要墊高覆蓋，嚴(yán)禁雨淋、受潮，以免影響粉噴效果。

③每一臺粉噴樁機(jī)均配備水泥電子計量裝置，對水泥的粉噴量全過程記錄、并進(jìn)行打印，同時現(xiàn)場技術(shù)員、監(jiān)理全過程旁站檢查，防止因水泥用量不足而影響樁體質(zhì)量。

④根據(jù)設(shè)計樁長，派專人進(jìn)行成樁攪拌時間的記錄，誤差不得超過5 s?？刂沏@機(jī)下鉆深度，噴粉高程及?；颐?，確保粉噴樁長度。

⑤為確保樁身質(zhì)量，對于樁身上部1/3～1/2樁長或不小于8 m的范圍內(nèi)必須進(jìn)行二次復(fù)攪以便使樁體質(zhì)量上下均勻一致。粉噴樁施工時，泵送水泥必須連續(xù)，固化材料的用量以及泵送固化材料的時間應(yīng)有專人記錄，其用量誤差不得大于±1%。

⑥定時對成樁直徑以及攪拌的均勻程度進(jìn)行檢查。及時檢查使用的鉆頭，保證其直徑的磨損程度小于2 cm。在噴粉成樁過程中因為其他原因停止噴粉，并且進(jìn)行第二次噴粉接樁的時候，要保證不小于1 cm的噴粉重疊。

⑦為保證攪拌機(jī)的垂直度，應(yīng)檢查起吊設(shè)備的平整度和導(dǎo)向架對地面的垂直度，使垂直度的偏差不超過±1%。攪拌機(jī)鉆桿鉆進(jìn)、提鉆及噴粉速度必須均勻，施工前應(yīng)丈量鉆桿長度，并標(biāo)注明顯標(biāo)志，以便掌握鉆入深度，復(fù)攪深度。

7 成樁檢查、驗收

按照5%的取芯頻率對本合同段軟土路基處理及橋頭路基粉噴樁，成樁R28 d后的粉噴樁進(jìn)行了鉆芯取樣，并在樁體的上、中、下部位三處取芯，加工成徑高比為1∶1的無側(cè)限抗壓強度試件，經(jīng)試驗后，強度滿足設(shè)計要求，合格率為100%，現(xiàn)將K122+804箱涵基礎(chǔ)粉噴樁檢測結(jié)果見表3。

8 結(jié)語

濟(jì)菏高速公路第十二合同段軟土路基處理及橋頭路基粉噴樁共計27萬延米，按照5%的取芯頻率對粉噴樁進(jìn)行了鉆芯取樣，并在樁體的上、中、下部位三處取芯，加工成徑高比為1∶1的無側(cè)限抗壓強度試件，經(jīng)試驗后，強度滿足設(shè)計要求，合格率為100%。根據(jù)粉噴樁的成樁檢查驗收情況看，粉噴樁作為軟土地基處理的一種方法，它與其它軟基處理方法相比較，具有施工簡便，工期短，工后沉降小等優(yōu)點。但由于粉噴樁屬于隱蔽工程，質(zhì)量控制應(yīng)貫穿于施工的全過程，如何控制好粉噴樁的施工質(zhì)量，是確保粉噴樁質(zhì)量的關(guān)鍵，這就要求施工人員要增強責(zé)任心，嚴(yán)格規(guī)范操作，是粉噴樁質(zhì)量的保證。隨著粉噴樁施工工藝的進(jìn)一步的完善，施工水平進(jìn)一步的提高，粉噴樁機(jī)的性能進(jìn)一步改進(jìn)，粉噴樁作為軟土地基處理的一種行之有效的方法之一，必將在我國高等級公路的軟基處理施工過程中發(fā)揮其應(yīng)有的作用，并得到廣泛應(yīng)用。