論粉噴樁處理公路軟土地基施工技術(shù)

肖瑞軍

(深圳銀廣廈)

1 粉噴樁概況

對于軟土地基的處理比較常用的就是粉噴樁處理技術(shù)。水泥粉噴樁對地基的加固在當(dāng)下非常流行，這是一種常見的復(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，實現(xiàn)了對地基的加固。

2 粉噴樁處理公路軟土地基實例

某高速公路某段分離立交橋臺之后，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50 cm，樁長是8 m，進(jìn)入硬土層的樁長為50 cm，粉噴樁距離橋臺的距離分別是100 cm，140 cm，180 cm。土工布使用的材料是聚酯長絲紡粘針刺土工布，材料的規(guī)格為250 g/m2。墊層材料使用的是直徑2 ～4 cm 的級配碎石或者是天然沙礫。由于在施工的時候采取了質(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)場的工藝性試驗，以確保成樁的效果。

(1)室內(nèi)配合比試驗確定技術(shù)參數(shù)

確定水泥的摻入量(根據(jù)設(shè)計的實際情況，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1 490 kg/m3，天然含水量應(yīng)該是28.7%)。經(jīng)過處理的水泥的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)(如果設(shè)計要求為28 d 齡期，則其強(qiáng)度為1.1 ～1.3 MPa，而如果是90 d 齡期，則其強(qiáng)度是1.8 MPa)。經(jīng)過實驗室內(nèi)的周密試驗得出，如果水泥摻入量為加固土重的15%，且水泥的型號為425 號普通硅酸鹽水泥，則這樣的粉噴樁能夠滿足設(shè)計的要求。

(2)現(xiàn)場工藝試樁條件

對滿足設(shè)計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;對噴裝時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;對鉆進(jìn)的速度進(jìn)行掌控，采取有效的處理方法;試驗樁的數(shù)量最少要能夠達(dá)到5。根據(jù)現(xiàn)場的試樁試驗，結(jié)合以往的施工經(jīng)驗以及現(xiàn)場地質(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)計的要求。

表1 粉噴樁施工工藝參數(shù)

3.2 施工方法

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

(1)施工前的準(zhǔn)備工作

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

(2)施工中工作要點

開啟鉆機(jī)，根據(jù)設(shè)置的擋速下鉆至樁底設(shè)置的標(biāo)高。然后啟動灰罐，在原地用攪拌頭攪拌2 min 之后，根據(jù)設(shè)置的擋速提升到設(shè)置的標(biāo)高處。如果在操作的時候?；业脑?，在重新施工時，需要下沉到?；业攸c以下1 m 處，進(jìn)行噴粉攪拌提升。對以上步驟進(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候需要在原地再攪拌2 min。對下一個樁進(jìn)行上面的相同的操作。根據(jù)設(shè)計的實際要求，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、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，在施工的過程中還要注意質(zhì)量控制和施工機(jī)械設(shè)備的檢查。

(1)檢查施工機(jī)械設(shè)備

必須對樁機(jī)上的轉(zhuǎn)速表、氣壓表、電子秤等儀表進(jìn)行標(biāo)注;給每臺樁機(jī)配置記錄儀，能夠?qū)兜臉堕L、施工時間、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。

(2)施工過程質(zhì)量控制

檢驗原材料要認(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。

(3)三個重要施工環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制

樁長控制:根據(jù)設(shè)計，樁進(jìn)入硬土層的深度要達(dá)到50 cm?？梢岳勉@機(jī)鉆到最深處時候的電流表的讀數(shù)和下鉆速度來確定是否鉆到了硬土層。這兩個參數(shù)是在試驗的時候確定的，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0.5 m/min。

粉體計量控制: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。對于直徑固定的粉噴樁來講，粉體發(fā)送器單位時間內(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，在攪拌的時候，需要對攪拌葉旋轉(zhuǎn)速度以及鉆機(jī)提升速度等進(jìn)行嚴(yán)格的控制。

(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，需要對每天的現(xiàn)場水泥用量以及記錄器記錄的水泥用量進(jìn)行對比分析，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間和每日完成米數(shù)，施工的時候要加強(qiáng)檢查，進(jìn)行嚴(yán)格控制。

4 質(zhì)量檢測

在正常的施工結(jié)束之后，需要使用動測法對20%的樁身進(jìn)行檢驗，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，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)同一工點要不少于2 根，取樣的位置要在樁頂以下0.5 m，1.5 m，3 m 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

公路軟土地基的處理對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、之中和之后對質(zhì)量進(jìn)行科學(xué)合理的控制，對每一道工序進(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。

［1］虢立明，郭延華，何雪雄.淺談粉噴樁處理公路軟土地基施工工藝與檢測方法［J］.科技信息(學(xué)術(shù)研究)，2007，(15).

［2］吳新衛(wèi)，王恒.粉噴樁處理公路軟土地基施工工藝與檢測方法的探討［J］.中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2008，(8).

［3］謝勁輝，武澤鋒.公路施工中粉噴樁處理軟土地基的施工工藝及檢測方法的探討［J］.黑龍江交通科技，2008，(12).