淺談粉噴樁處理公路軟土地基施工技術(shù)

季建民

摘 要：主要介紹了粉噴樁地基處理的情況，結(jié)合粉噴樁公路地基處理實(shí)例，對(duì)粉噴樁施工全過(guò)程的技術(shù)和羹量控觸措施進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：粉噴樁；公路；施工工藝；技術(shù)措施

1 粉噴樁概況

對(duì)于軟土地基的處理比較常用的就是粉噴樁處理技術(shù)。水泥粉噴樁對(duì)地基的加固在當(dāng)下非常流行，這是一種常見(jiàn)的復(fù)合地基形態(tài)，其主要的操作就是在攪拌機(jī)的作用下將地基中的土與水泥粉進(jìn)行拌和，從而使水、水泥以及土發(fā)生固化、水化反應(yīng)，形成具有水穩(wěn)定性、整體性和一定強(qiáng)度的復(fù)合地基樁，實(shí)現(xiàn)了對(duì)地基的加固。

2 粉噴樁處理公路軟土地基實(shí)例

某高速公路某段分離立交橋臺(tái)之后，設(shè)置為粉噴樁+土+砂礫墊層的工布結(jié)構(gòu)形式。粉噴樁的樁徑是50cm，樁長(zhǎng)是8m，進(jìn)入硬土層的樁長(zhǎng)為50cm，粉噴樁距離橋臺(tái)的距離

分別是100cm，140cm，180cm。土工布使用的材料是聚酯長(zhǎng)絲紡粘針刺土工布，材料的規(guī)格為250g/m2。墊層材料使用的是直徑2～4cm的級(jí)配碎石或者是天然沙礫。由于在施工的時(shí)候采取了質(zhì)量控制措施以及科學(xué)有效的技術(shù)，使得粉噴樁加固軟基的效果得到了很好的保障。

3 粉噴樁的施工技術(shù)

3.1 確定工藝參數(shù)

粉噴樁樁體的強(qiáng)度指標(biāo)對(duì)于粉噴樁的質(zhì)量具有決定性的作用，這與成樁均勻性、水泥摻入量以及地基土的形態(tài)有很大的關(guān)系。所以，在粉噴樁正式施工之前都需要進(jìn)行室內(nèi)和現(xiàn)場(chǎng)的工藝性試驗(yàn)，以確保成樁的效果。

3.1.1 室內(nèi)配合比試驗(yàn)確定技術(shù)參數(shù)

確定水泥的摻入量（根據(jù)設(shè)計(jì)的實(shí)際情況，在粉噴樁配合比中水泥的量應(yīng)該是土的15%）。粉噴樁材料的物理性質(zhì)的確定（粉質(zhì)粘土天然干容重應(yīng)該是1490kg/m3，天然含水量應(yīng)該是28.7%）。經(jīng)過(guò)處理的水泥的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)（如果設(shè)計(jì)要求為28d齡期，則其強(qiáng)度為1.1～1.3MPa，而如果是90d齡期，則其強(qiáng)度是1.8MPa）。經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的周密試驗(yàn)得出，如果水泥摻入量為加固土重的15%，且水泥的型號(hào)為425號(hào)普通硅酸鹽水泥，則這樣的粉噴樁能夠滿足設(shè)計(jì)的要求。

3.1.2 現(xiàn)場(chǎng)工藝試樁條件

對(duì)滿足設(shè)計(jì)的水泥摻入量的平均提升速度以及鉆進(jìn)速度進(jìn)行確定；對(duì)噴裝時(shí)的管道壓力以及鉆進(jìn)、復(fù)攪以及提升的管道壓力進(jìn)行確定；對(duì)鉆進(jìn)的速度進(jìn)行掌控，采取有效的處理方法；試驗(yàn)樁的數(shù)量最少要能夠達(dá)到5。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的試樁試驗(yàn)，結(jié)合以往的施工經(jīng)驗(yàn)以及現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)情況，使用PH-5D型鉆機(jī)，可以得到相關(guān)的施工參數(shù)，其數(shù)值如表1所示。

根據(jù)這些參數(shù)施工的粉噴樁的強(qiáng)度和外觀質(zhì)量，都能夠滿足施工規(guī)范和設(shè)計(jì)的要求。

3.2 施工方法

粉噴樁的施工工藝首先平整場(chǎng)地，然后是測(cè)量放線，樁機(jī)就位，接下來(lái)是預(yù)攪下沉，噴粉攪拌提升，進(jìn)行重復(fù)攪拌之后就成樁了，最后對(duì)樁機(jī)進(jìn)行進(jìn)行移位處理。

3.2.1 施工前的準(zhǔn)備工作

在施工之前，工作人員需要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行平整，對(duì)場(chǎng)地的障礙物進(jìn)行清理。為了防止施工樁機(jī)下陷，需要對(duì)軟土進(jìn)行回填，材料是中粗砂，回填的厚度一般在0.5～1.0m，此外周邊的排水設(shè)施要處理好。場(chǎng)地處理之后的高程應(yīng)該高于樁頂至少50cm，確保在樁頂噴粉時(shí)水泥灰不會(huì)出現(xiàn)外噴的情況。對(duì)柱位以及施工平臺(tái)地面高程進(jìn)行確定，用小木樁標(biāo)識(shí)已經(jīng)放樣的樁位，對(duì)施工中被破壞的樁位進(jìn)行補(bǔ)測(cè)。值得注意的是，鉆進(jìn)的時(shí)候攪拌頭中心對(duì)正樁位標(biāo)識(shí)，對(duì)鉆桿垂直度進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。

3.2.2 施工中工作要點(diǎn)

開(kāi)啟鉆機(jī)，根據(jù)設(shè)置的擋速下鉆至樁底設(shè)置的標(biāo)高。然后啟動(dòng)灰罐，在原地用攪拌頭攪拌2min之后，根據(jù)設(shè)置的擋速提升到設(shè)置的標(biāo)高處。如果在操作的時(shí)候停灰的話，在重新施工時(shí)，需要下沉到停灰地點(diǎn)以下1m處，進(jìn)行噴粉攪拌提升。對(duì)以上步驟進(jìn)行重復(fù)操作，完成設(shè)定的遍數(shù)。在攪拌最后一遍之后提升到樁頂?shù)臅r(shí)候需要在原地再攪拌2mm。對(duì)下一個(gè)樁進(jìn)行上面的相同的操作。根據(jù)設(shè)計(jì)的實(shí)際要求，采用間隔跳打的方式進(jìn)行施工操作。

3.3 粉噴樁質(zhì)量控制措施

粉噴樁的成樁質(zhì)量與粉質(zhì)量、加固原材料、施工樁長(zhǎng)、攪拌的均勻程度、樁機(jī)垂直度及樁徑等參數(shù)有關(guān)，此外，在施工的過(guò)程中還要注意質(zhì)量控制和施工機(jī)械設(shè)備的檢查。

3.3.1 檢查施工機(jī)械設(shè)備

必須對(duì)樁機(jī)上的轉(zhuǎn)速表、氣壓表、電子秤等儀表進(jìn)行標(biāo)注；給每臺(tái)樁機(jī)配置記錄儀，能夠?qū)兜臉堕L(zhǎng)、施工時(shí)間、單位噴粉量以及復(fù)攪深度等參數(shù)進(jìn)行記錄；每一個(gè)樁機(jī)都需要配置鉆桿垂直度調(diào)節(jié)的水準(zhǔn)儀，并把深度顯示器設(shè)置在樁機(jī)比較醒目的地方。

3.3.2 施工過(guò)程質(zhì)量控制

檢驗(yàn)原材料要認(rèn)真，注意原材料的防潮、防水，避免使用變質(zhì)材料或者是不合格材料；為了確定成樁效果以及施工技術(shù)參數(shù)，需要在施工之前進(jìn)行工藝性試驗(yàn)。

3.3.3 三個(gè)重要施工環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制

樁長(zhǎng)控制：根據(jù)設(shè)計(jì)，樁進(jìn)入硬土層的深度要達(dá)到50cm?？梢岳勉@機(jī)鉆到最深處時(shí)候的電流表的讀數(shù)和下鉆速度來(lái)確定是否鉆到了硬土層。這兩個(gè)參數(shù)是在試驗(yàn)的時(shí)候確定的，一般電流值要達(dá)到額定電流的25%以上，下鉆速度要達(dá)到0.5m/min。

粉體計(jì)量控制：粉噴樁質(zhì)量是否達(dá)標(biāo)與噴粉的均勻性以及水泥摻入量具有直接的關(guān)系。而要確保噴粉的均勻性，最關(guān)鍵的就是掌握好鉆頭的提升速度。對(duì)于直徑固定的粉噴樁來(lái)講，粉體發(fā)送器單位時(shí)間內(nèi)水泥的噴出量與攪拌軸提升速度可以表示為Q=πD2RSV/4，公式中，D是鉆頭直徑，m；R是軟土的容重，t/m3；S是水泥摻入比；V是鉆頭提升速度，m/min。

復(fù)攪控制：粉噴樁的強(qiáng)度主要是由土與水泥攪拌的均勻程度來(lái)決定的。為了使得土、水以及粉體能夠得到充分的接觸，促進(jìn)樁的形成，需要對(duì)樁體進(jìn)行復(fù)攪。為了提升攪拌的均勻性水平，在攪拌的時(shí)候，需要對(duì)攪拌葉旋轉(zhuǎn)速度以及鉆機(jī)提升速度等進(jìn)行嚴(yán)格的控制。

3.3.4 日進(jìn)度指標(biāo)和日水泥用量的質(zhì)量控制措施

在正常的施工結(jié)束之后，需要對(duì)每天的現(xiàn)場(chǎng)水泥用量以及記錄器記錄的水泥用量進(jìn)行對(duì)比分析，數(shù)值要記錄在當(dāng)天的施工日志中。如果發(fā)現(xiàn)兩者的誤差超過(guò)5%，則需要查明原因，并進(jìn)行適當(dāng)?shù)难a(bǔ)樁等處理。根據(jù)每臺(tái)樁機(jī)的日工作數(shù)以及鉆桿的提升速度等，確定每根樁的施工時(shí)間和每日完成米數(shù)，施工的時(shí)候要加強(qiáng)檢查，進(jìn)行嚴(yán)格控制。

4 質(zhì)量檢測(cè)

在正常的施工結(jié)束之后，需要使用動(dòng)測(cè)法對(duì)20%的樁身進(jìn)行檢驗(yàn)，如果發(fā)現(xiàn)樁體存在缺陷則需要取芯進(jìn)行抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，如果強(qiáng)度達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)則需要進(jìn)行補(bǔ)樁。取芯的根數(shù)同一工點(diǎn)要不少于2根，取樣的位置要在樁頂以下0.5m，1.5m，3m三處。施工員全程進(jìn)行技術(shù)旁站，使得所有樁基經(jīng)檢查后合格，其中I類樁達(dá)到了90%。

5 結(jié)束語(yǔ)

公路軟土地基的處理對(duì)于公路的上部施工具有重要的影響，一旦處理不當(dāng)不但不能夠滿足公路的質(zhì)量要求，而且可能留下安全隱患，影響正常的交通運(yùn)輸。為了提高軟土地基的處理水平，應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)粉噴樁施工技術(shù)的學(xué)習(xí)和運(yùn)用，并在施工之前、之中和之后對(duì)質(zhì)量進(jìn)行科學(xué)合理的控制，對(duì)每一道工序進(jìn)行嚴(yán)格控制，并嚴(yán)把材料質(zhì)量關(guān)，只有這樣才能最終確保粉噴樁的質(zhì)量。