粉噴樁處理軟土地基施工工藝與檢測問題研究

張釗

【摘 要】粉噴樁在我國南方公路軟土地基的處理中得到廣泛應(yīng)用，本文結(jié)合某公路建設(shè)工程，分析了粉噴樁處理公路軟土地基的施工工藝及粉噴樁施工注意事項(xiàng)

【關(guān)鍵詞】公路軟土；地基；粉噴樁；施工工藝；檢測方法

某公路工程全長9.7km，其中位于軟土地基路段約2.5km，其土層狀態(tài)基本是表層1～3m厚硬塑層，下8～10m厚軟、流塑層，再下為硬塑層（或基巖），采用粉噴樁處理軟土地基，即以水泥作為固化劑，利用深層攪拌機(jī)械將水泥與原位軟土進(jìn)行強(qiáng)制攪拌、壓縮，并吸收周圍水分，經(jīng)過一系列物理化學(xué)作用生成一種特殊的具有較高強(qiáng)度、較好變形特征和水穩(wěn)性的混合柱狀體，它對提高軟土地基承載能力、減少地基的沉降量及保證橋頭高填土路基穩(wěn)定性具有明顯的效果，下面結(jié)合工程實(shí)際對粉噴樁處理公路軟土地基施工工藝與檢測方法進(jìn)行探討。

1 設(shè)計(jì)簡介

粉噴樁處理軟基的效果，很大程度上取決于配比的選擇是否適合當(dāng)?shù)毓こ痰刭|(zhì)條件。各標(biāo)段承包人和監(jiān)理單位在施工前必須根據(jù)設(shè)計(jì)地質(zhì)資料和動力攪拌資料，按有關(guān)規(guī)范要求做室內(nèi)配比試驗(yàn)。本工程粉噴樁設(shè)計(jì)樁徑為50cm，間距1～2m，按梅花型布置，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，樁長以穿透軟、流塑層進(jìn)入硬塑層不少于50cm為原則，通常為8～12m，用于粉噴樁的水泥（425#普通硅酸鹽水泥）為干粉。根據(jù)地基含水量的大小，采用水泥噴入量為45～60kg/m.含水量在40%以下時(shí)，水泥用量為45kg/m；含水量在40%～60%之間，水泥用量為50kg/m；含水量在60%～70%之間，水泥用量為55kg/m；含水量>70%時(shí)，水泥用量為60kg/m.設(shè)計(jì)要求水泥土28天無側(cè)限抗壓強(qiáng)度≥1.2MPa。

2 施工準(zhǔn)備

（1）粉噴樁施工前應(yīng)準(zhǔn)備下列施工技術(shù)資料：施工場地的工程地質(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量資料等。

（2）場地平整、清除障礙。如場地低洼，應(yīng)回填粘性土；施工場地不能滿足機(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）施工機(jī)具準(zhǔn)備，進(jìn)行機(jī)械組裝和試運(yùn)轉(zhuǎn)。

（4）粉噴樁的施工工藝根據(jù)設(shè)計(jì)要求的配比和實(shí)測的各項(xiàng)施工參數(shù)通過試樁來確定。試樁一般為5根，通過試樁來確定鉆進(jìn)速度、提升速度、攪拌速度、噴氣壓力、單位時(shí)間噴粉量等。

（5）粉噴樁所用的水泥（425#普通硅酸鹽水泥）應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，并有產(chǎn)品合格證，并經(jīng)室內(nèi)檢驗(yàn)合格才能使用，嚴(yán)禁使用受潮、結(jié)塊變質(zhì)的加固料。

（6）現(xiàn)場工藝性試樁。

根據(jù)室內(nèi)配比進(jìn)行工藝性試樁，試樁應(yīng)達(dá)到下列要求。

①鉆進(jìn)速度V≤1.5m/min；平均提升速度Vp≤0.8m/min；攪拌速度R≈30轉(zhuǎn)/min；鉆進(jìn)、復(fù)攪與提升時(shí)管道壓力：0.1MPa≤P≤0.2MPa；噴灰時(shí)管道壓力：0.25MPa≤p≤0.40MPa。

②確定合適的技術(shù)處理措施，掌握水泥攪拌的均勻程度，掌握下鉆及提升的困難程度，成樁試驗(yàn)的樁數(shù)不少于5根。

3 施工工藝與流程

操作步驟如下：

（1）深層攪拌機(jī)械就位；

（2）預(yù)攪下沉（至設(shè)計(jì)標(biāo)高）；

（3）攪拌提升，同時(shí)噴干水泥粉至地面以下0.5m處（設(shè)計(jì)樁頂）；

（4）在樁上部的5m長范圍內(nèi)重復(fù)攪拌一次（1/3～1/2）樁長、樁上部強(qiáng)度要求較高；

（5）重復(fù)攪拌提升，直到離地面下0.5m，上部回填5%灰土（或水泥土）并壓實(shí)；

（6）關(guān)閉攪拌機(jī)械移位至下一樁位。

路面工程在完成粉噴樁施工不少于60d后才能進(jìn)行。攪拌機(jī)每次下沉或提升的時(shí)間必須有專人記錄，時(shí)間誤差不大于5s，提升前要有等待送粉到樁底的時(shí)間，防止出現(xiàn)提升卻未噴粉的情況。

4 施工注意事項(xiàng)

（1）成樁施工順序從四周邊開始向中心進(jìn)行，相鄰兩根樁必須跳躍間打。

（2）控制鉆機(jī)下鉆深度、噴粉高程及?；颐妫_保粉噴樁長度。

（3）嚴(yán)禁沒有粉體計(jì)量裝置的噴粉機(jī)投入使用。

（4）定時(shí)檢查粉噴樁的成樁直徑及攪拌均勻程度。對使用的鉆頭定期復(fù)核檢查，其直徑磨耗量不得大于2cm。

（5）當(dāng)鉆頭提升至地面以下0.5m時(shí)，噴粉機(jī)應(yīng)停止噴粉。

（6）當(dāng)噴粉成樁過程中遇有故障而停止噴粉，在第二次噴粉接樁時(shí)，其噴粉重疊長度不得小于1m。

（7）粉噴樁施工時(shí)，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(shí)間應(yīng)有專人記錄，其用量誤差不得大于±1%。

（8）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，每工作班檢查不少于2次，使垂直度偏差不超過1%。

（9）攪拌機(jī)噴粉提升的速度和次數(shù)必須符合預(yù)定的施工工藝要求，攪拌機(jī)每次下沉或提升的時(shí)間應(yīng)有專人記錄，深度應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)要求，時(shí)間誤差不得大于5s，施工前應(yīng)丈量鉆桿長度，并標(biāo)上明顯標(biāo)志，以便掌握鉆入深度，復(fù)攪深度。施工中出現(xiàn)問題應(yīng)及時(shí)處理、做好記錄。

（10）儲灰罐容量應(yīng)不小于一根樁的用灰量加50kg，如儲量不足時(shí)，不得對下一根樁開鉆施工。

（11）粉噴樁必須根據(jù)試驗(yàn)確定的技術(shù)參數(shù)進(jìn)行施工，操作人員應(yīng)如實(shí)記錄壓力、噴粉量、鉆進(jìn)速度、提升速度、鉆入深度及每根樁的鉆進(jìn)時(shí)間等，監(jiān)理人員應(yīng)隨時(shí)檢查記錄情況。

（12）砂礫墊層必須在樁體強(qiáng)度達(dá)到70%時(shí)方可鋪筑。

（13）監(jiān)理必須對粉噴樁施工進(jìn)行全過程旁站，按實(shí)際發(fā)生數(shù)量進(jìn)行計(jì)量。

5 質(zhì)量檢測

（1）粉噴樁屬地下隱蔽工程，施工質(zhì)量受機(jī)具、施工工藝、施工人員的責(zé)任心等多種因素的影響，因而其質(zhì)量控制要貫穿于施工的全過程，并堅(jiān)持全方位的施工監(jiān)理。

（2）施工過程中必須隨時(shí)檢查加固料用量、樁長、復(fù)攪長度及施工中有無異常情況，記錄其處理方法及措施。

（3）成樁7 d內(nèi)淺部開挖樁頭，其深度宜為0.5m，目測檢查攪拌的均勻性，測量成樁直徑。檢查頻率為10%。

（4）在成樁7 d內(nèi)采用輕便觸探儀檢查樁的質(zhì)量，觸探點(diǎn)應(yīng)在樁徑方向1/4處，抽檢頻率為2%。

（5）成樁28 d后在樁體上部（樁頂以下0.5m、1.0m、1.5m）分別截取3段樁體進(jìn)行現(xiàn)場足尺樁身無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，檢查頻率為2‰，每一工點(diǎn)不少2根。

（6）成樁28d后，按1‰頻率或每一工點(diǎn)不少于2根采用鉆孔取芯法對其進(jìn)行終檢。

（7）粉噴樁施工質(zhì)量允許偏差應(yīng)符合規(guī)定。

經(jīng)檢測并參照《粉噴樁施工質(zhì)量的檢驗(yàn)與評判方法》進(jìn)行評分，本工程2.2萬根粉噴樁共計(jì)21.9萬延米均達(dá)優(yōu)良級。

6 結(jié)語

（1）粉噴樁處理高等級公路軟土地基是當(dāng)前最常用的方法之一，目前的粉噴樁施工隊(duì)伍大多屬個(gè)體私營，一定要加強(qiáng)管理，施工中要加強(qiáng)監(jiān)理，實(shí)行全天候、全方位旁站，以確保施工質(zhì)量。

（2）對成樁28d的粉噴樁采用鉆孔取芯法、動力解探法等進(jìn)行檢測是行之有效的，一方面可以通過芯樣的抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)掌握樁體的強(qiáng)度，另一方面對整個(gè)樁體也是一次全面的檢查，從而保障了粉噴樁的施工質(zhì)量。

【參考文獻(xiàn)】

[1]JTG F80/1-2004公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評定標(biāo)準(zhǔn)[S].

[2]JTG F10-2006公路路基施工技術(shù)規(guī)范[S].

[責(zé)任編輯：丁艷]