公路軟基處理中粉噴樁的施工控制措施

史會強(qiáng)　張曉麗

摘 要：公路工程施工中會有軟土路基存在，由于其形成原因及構(gòu)成復(fù)雜，在對軟土路基進(jìn)行使用時，容易發(fā)生安全事故從而導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)損失。因此應(yīng)實(shí)施合理的改善。粉噴樁的運(yùn)用則是對軟基采用粉體固化劑進(jìn)行攪拌處理的一種方式，存在效益高、效果明顯且應(yīng)用廣泛的特點(diǎn)。文章針對軟基處理中粉噴樁施工控制措施進(jìn)行了簡要闡述。

關(guān)鍵詞：公路工程；軟土路基；粉噴樁

中圖分類號：U416 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-8937（2014）14-0158-02

1 粉噴樁的應(yīng)用分析

1.1 粉噴樁的固結(jié)原理

粉噴樁的運(yùn)用時通過采用水泥粉體作為固化劑，用壓縮空氣通過專用的粉噴特制攪拌機(jī)械向軟弱的地層中對粉體進(jìn)行噴入，拌和地基深部的軟土和固化劑，通過水泥具備的水解化作用，會有物理和化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生，硬結(jié)軟土，實(shí)現(xiàn)地基強(qiáng)度的提升。該方法處理后能夠快速得到使用。對軟土地基承載能力的快速提升以及地基沉降量的減少發(fā)揮著顯著作用。加固土的性質(zhì)對水泥加固體的強(qiáng)度進(jìn)行確定，例如：含水量、水泥標(biāo)號、有機(jī)質(zhì)含量、摻入量以及品種等。

1.2 粉噴樁的適用范圍

粉噴樁加固技術(shù)在黏性土、淤泥、飽和黏土等天然含水量為35～70%的地基中進(jìn)行加固最為適宜。當(dāng)存在一定粉噴量時，軟基土?xí)休^低的天然含水量，則會形成較高的地基加固強(qiáng)度。

1.3 粉噴樁的特點(diǎn)

粉噴樁地基加固技術(shù)不僅具有工藝簡單、適用范圍廣、效益高且效果顯著等特點(diǎn)之外，對比其他軟基處理方法，還有以下幾方面特點(diǎn)：

①通過對充分吸收軟土中的水分，形成固化反應(yīng)，通過該處理方法操作后的樁體，會有較高的承載力及良好的固結(jié)效果。②粉噴樁和周圍土體出現(xiàn)共同作用，從而有復(fù)合地基出現(xiàn)，具有較低的加固土體的壓縮量，且承載能力與復(fù)合變形模量相對較高。③粉噴樁施工具有噪聲低、振動小以及對周圍建筑物及環(huán)境的影響較小。④基本上不會由于加固對土體密度造成影響，所以，有效地將地基加固中增加土體自重導(dǎo)致下臥層附加沉降發(fā)生的現(xiàn)象得到避免。

2 粉噴樁的施工工藝

2.1 工藝流程

在現(xiàn)場進(jìn)行粉噴樁施工時，應(yīng)先對表層進(jìn)行處理，對抽水、整平及清淤工作進(jìn)行落實(shí)。其施工流程主要包括：放樣、粉體噴射攪拌機(jī)械入場、預(yù)攪下沉、提升噴粉攪拌使其與地面相距30 cm、重復(fù)攪拌下沉、重復(fù)攪拌提升至與地面相距30 cm、對攪拌機(jī)械關(guān)閉、砂礫墊層的鋪筑、土工布的鋪設(shè)、路堤填筑。當(dāng)粉噴樁施工完成超過60 d后即可對路面工程進(jìn)行施工。有專人對攪拌機(jī)每次下沉或提升的時間進(jìn)行記錄，控制時間誤差，使其低于5 s。在提升之前應(yīng)存在向樁底送粉的等待時間，避免有提升卻未噴粉的現(xiàn)象存在。

2.2 粉噴樁施工的施工要點(diǎn)分析

①對粉噴樁施工前的施工組織設(shè)計進(jìn)行做好。將施工技術(shù)人員的崗位職責(zé)和操作規(guī)程進(jìn)行制定。②為了使水泥粉噴樁的長度得到嚴(yán)格控制，應(yīng)確保場地處于平整狀態(tài)，并將其高差控制在±5 mm最為適宜。③選取水泥及有代表性的軟土，根據(jù)設(shè)計要求對設(shè)計摻灰量下的水泥無側(cè)限抗壓強(qiáng)度進(jìn)行測定，當(dāng)確保強(qiáng)度與設(shè)計要求相符后，即可對施工摻灰量進(jìn)行確定。④在具有代表性的軟土路段下實(shí)施工藝性試驗(yàn)樁，通常情況下樁數(shù)應(yīng)超過10根，通過試驗(yàn)樁對機(jī)械性能、鉆機(jī)下沉、地層情況、提升速度、下沉與提升中遇到的阻力以及復(fù)攪工藝等因素進(jìn)行掌握。通過檢測對成樁質(zhì)量特別是樁強(qiáng)度均勻性的影響進(jìn)行認(rèn)可之后即可對技術(shù)參數(shù)得到確定，使其發(fā)揮施工依據(jù)的作用。⑤為了使噴灰量的均勻性及攪拌充分得到保障，在噴灰的過程中應(yīng)實(shí)施恒壓操作，提鉆噴灰時應(yīng)運(yùn)用慢擋，而鉆進(jìn)與復(fù)攪施工中則采用中速擋進(jìn)行操作。⑥對噴灰時間與停灰時間進(jìn)行嚴(yán)格控制，禁止有噴灰中斷的現(xiàn)象發(fā)生。當(dāng)由于電機(jī)機(jī)械故障或停電導(dǎo)致噴灰中斷時，應(yīng)實(shí)施復(fù)噴處理，要求復(fù)噴重疊孔應(yīng)有超過1 m的施工。⑦沿樁長對水泥粉噴樁摻灰量實(shí)施均勻送達(dá)，使其與設(shè)計要求相符，對每延米計灰進(jìn)行堅(jiān)持，例如：與設(shè)計噴灰量相比，當(dāng)每延米噴灰量較少時，應(yīng)采用補(bǔ)噴灰的方式進(jìn)行及時操作，要求補(bǔ)噴灰漿應(yīng)超過設(shè)計噴灰量，并存在超過50 cm的搭接長度，促使樁身強(qiáng)度得到保障。⑧當(dāng)存在較低的土層含水量時，水泥粉噴樁樁身會有疏松狀態(tài)出現(xiàn)，有較低的強(qiáng)度存在。所以，對于硬殼層等較干土層而言，應(yīng)在施工時進(jìn)行適當(dāng)加水，使其含水量控制在45%～60%的范圍內(nèi)，對樁身的密度及均勻得到保障，進(jìn)一步提升了樁身的強(qiáng)度。對于較大含水量的土層而言，樁身強(qiáng)度會有顯著降低，當(dāng)施工中出現(xiàn)該現(xiàn)象時，應(yīng)對摻灰量進(jìn)行適當(dāng)增加。運(yùn)用90 d齡期的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度作為加固土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，通?？刂圃?.8～2.0 MPa范圍內(nèi)。通過處理后的復(fù)合地基承載力可達(dá)到160～180 MPa，甚至還要高。必要情況下可采用全樁長取芯的方式對粉噴樁的質(zhì)量進(jìn)行檢測。

3 粉噴樁施工的注意事項(xiàng)和質(zhì)量控制

3.1 粉噴樁施工的注意事項(xiàng)

對孔位放樣時，應(yīng)根據(jù)設(shè)計要求對加固鉆機(jī)樁體的位置進(jìn)行確定。在固定時要求攪拌軸處于垂直狀態(tài)。對攪拌鉆機(jī)啟動，實(shí)施鉆孔操作，結(jié)合定位要求對鉆頭實(shí)施緩慢鉆進(jìn)，當(dāng)滿足一定轉(zhuǎn)速之后，應(yīng)實(shí)施勻速鉆進(jìn)。為了不對噴射口造成堵塞，在鉆進(jìn)過程中不對加固材料進(jìn)行噴射，而只噴射壓縮空氣的方式，根據(jù)鉆進(jìn)的深入，在原位對待加固土體實(shí)施攪動。當(dāng)鉆進(jìn)達(dá)到設(shè)計標(biāo)高之后，即可停止鉆進(jìn)。反轉(zhuǎn)鉆頭，使鉆頭處于反向，進(jìn)行邊旋轉(zhuǎn)邊提升操作。此時，粉體發(fā)送器開始進(jìn)行噴粉，即通過噴射口將加固粉體料向攪拌的土體中噴入，充分拌和土體與粉體料，使送氣壓力和噴粉量得到保持，同步開展提升與送粉，避免有先提升后粉噴的操作出現(xiàn)。在噴粉的過程中，應(yīng)對噴粉計量儀的數(shù)字變化實(shí)施隨時觀察，當(dāng)有減少或突然停止的現(xiàn)象出現(xiàn)時，應(yīng)對噴粉實(shí)施暫停并記錄，便于補(bǔ)粉或復(fù)攪操作。當(dāng)鉆頭提升達(dá)到與地面相距0.5 m時，即可對噴粉停止，運(yùn)用壓縮空氣的方式，避免影響后期的施工工藝。特別注意對提升速度降低，禁止最后0.5 m的地基內(nèi)有水泥帶入的現(xiàn)象發(fā)生。對粉噴樁計量儀實(shí)施檢查，當(dāng)有噴粉量不足或缺陷存在時，應(yīng)對整樁實(shí)施復(fù)打操作。

3.2 質(zhì)量控制措施

在雨天施工時，當(dāng)存在較大空氣濕度，會對粉噴量產(chǎn)生顯著影響，因此在良好的天氣條件下進(jìn)行施工。對鉆孔噴粉和停止粉噴的標(biāo)高實(shí)施嚴(yán)格控制。應(yīng)根據(jù)設(shè)計要求使粉噴樁的長度得到保障。在噴粉的過程中禁止有中斷現(xiàn)象發(fā)生，要求噴粉與鉆桿的提升處于同步狀態(tài)，避免先提升鉆桿后噴粉施工。為了使樁體的質(zhì)量得到保障，噴粉應(yīng)同步與鉆桿的提升進(jìn)行操作。為了使樁身的垂直度得到保障，應(yīng)對嚴(yán)格的導(dǎo)向架以及攪拌軸的垂直度檢查制度進(jìn)行制定，促使每個作業(yè)班次檢查都達(dá)到兩次以上，傾斜度<1%。在重復(fù)攪拌時，應(yīng)對提升與下沉速度進(jìn)行特別控制，促使地基加固處理的深度范圍內(nèi)的每個位置都有充分的攪拌時間存在。

4 結(jié) 語

總之，作為一種效果明顯、經(jīng)濟(jì)合理的軟基加固處理技術(shù)，粉噴樁存在適用范圍廣、及較強(qiáng)的發(fā)展?jié)摿Α７蹏姌兜氖┕すに囅鄬?fù)雜，作為關(guān)鍵環(huán)節(jié)，施工質(zhì)量控制發(fā)揮著重要作用。因此在施工過程中，應(yīng)實(shí)施嚴(yán)格控制，運(yùn)用有針對性的質(zhì)量控制措施，有效地實(shí)現(xiàn)軟土地基處理時粉噴樁的施工質(zhì)量及處理效果的提升。

參考文獻(xiàn)：

[1] 付凌云，劉運(yùn)飛.高速鐵路粉噴樁復(fù)合地基臨界樁長的測試研究[J].長江科學(xué)院院報，2009，（12）.