粉噴樁施工工藝在公路工程中的實(shí)施

岳晉霞

山西路橋房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)有限公司 山西太原 030006

一座城市中的公路建設(shè)水平，往往直接反映了該城市的整體建設(shè)發(fā)展水平，所以必須要加強(qiáng)公路工程建設(shè)質(zhì)量，以促進(jìn)城市綜合發(fā)展。公路工程本身是一類(lèi)非常復(fù)雜和系統(tǒng)的工程，在其施工過(guò)程中需應(yīng)用到很多先進(jìn)的施工工藝，粉噴樁施工工藝正是其中之一。粉噴樁施工的主要目的在于對(duì)軟基進(jìn)行加固處理，所以粉噴樁施工質(zhì)量必然會(huì)直接影響到公路工程的整體施工質(zhì)量[1]。

1 粉噴樁施工工藝的原理

粉噴樁施工工藝是公路工程施工中一種常用的軟基加固處理方法，其主要原理為：將水泥、石灰等材料作為固化劑，通過(guò)利用深層攪拌機(jī)與地基軟土進(jìn)行拌合壓縮的方式使固化劑與軟土充分接觸，以吸收掉其中水分而形成具有一定強(qiáng)度和抗變形能力的新地基土。

2 粉噴樁施工工藝在公路工程中的實(shí)施

2.1 項(xiàng)目概述

某公路工程項(xiàng)目（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“本項(xiàng)目”）的道路全長(zhǎng)為8.2km，路面寬度為50m，屬于某市的城市Ⅰ級(jí)主干道。本項(xiàng)目中共包含人行道、機(jī)動(dòng)車(chē)道、旅游專(zhuān)用車(chē)道三個(gè)專(zhuān)用道，其中人行道為5.0-5.5m，機(jī)動(dòng)車(chē)道為12.25m×2m，旅游專(zhuān)用車(chē)道為9.0m。本項(xiàng)目沿途處于地形平坦的濱海灘涂地帶，地面標(biāo)高為-2.7-0.00m，退潮時(shí)大部分道路裸露，漲潮時(shí)淹沒(méi)水深度在3.0-5.0m范圍內(nèi)。由于本項(xiàng)目的沿線(xiàn)地基屬于流塑-軟塑型淤泥，無(wú)法滿(mǎn)足路堤荷載要求，因此在施工前必須先進(jìn)行有效的軟基加固處理。根據(jù)本項(xiàng)目各路段具體地質(zhì)情況的不同，設(shè)計(jì)采用兩種方案進(jìn)行軟基加固處理：砂井預(yù)壓方案和粉噴樁方案。其中，K1+100-K1+820段路工程是采用粉噴樁方案，該路段的土層情況為：表層為厚約1.0-2.5m的硬塑層，下方為厚約5.0-14.8m的海相沉積淤泥土層（軟、流塑層），最后一層為持力層基巖[2]。

2.2 施工方案設(shè)計(jì)

本項(xiàng)目中K1+100-K1+820段路工程（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“本工程”）的設(shè)計(jì)粉噴樁型為梅花樁型，樁徑為48.9cm，樁長(zhǎng)為6-16m（確?？纱┩杠洝⒘魉軐舆M(jìn)入持力層50cm以上），兩樁間距為1.48m。粉噴樁施工所用固化劑材料為42.5#普通硅酸鹽干粉水泥，其設(shè)計(jì)28d內(nèi)無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度高于1.21MPa。

2.3 施工順序

粉噴樁施工作業(yè)需按照科學(xué)的順序進(jìn)行開(kāi)展：第一步，施工準(zhǔn)備；第二步，鉆進(jìn)及預(yù)攪下沉；第三步，噴粉攪拌；第四步，復(fù)鉆和復(fù)拌。

2.3.1 施工準(zhǔn)備

在粉噴樁施工開(kāi)啟前先需做好以下施工準(zhǔn)備：①準(zhǔn)備好相關(guān)工程文件和資料，如地質(zhì)報(bào)告、設(shè)計(jì)圖、土工試驗(yàn)報(bào)告等資料；②準(zhǔn)備好施工場(chǎng)地，對(duì)場(chǎng)地進(jìn)行有效清理和平整，可采用黏性土進(jìn)行回填或鋪設(shè)砂土墊層、碎石墊層等；③準(zhǔn)備好施工機(jī)械，對(duì)機(jī)械進(jìn)行有效組裝，將鉆機(jī)就位；④調(diào)整好試樁施工參數(shù)，本工程調(diào)整后的具體參數(shù)見(jiàn)表1。

表1 本工程調(diào)整后的試樁施工參數(shù)表

2.3.2 鉆進(jìn)及預(yù)攪下沉

在鉆進(jìn)作業(yè)中需遵循逐層鉆進(jìn)的原則，具體鉆進(jìn)流程為：第一步，啟動(dòng)電機(jī)；第二步，送氣；第三步，依次鉆進(jìn)。利用深層攪拌機(jī)，根據(jù)調(diào)整后的試樁施工參數(shù)，預(yù)攪下沉至設(shè)計(jì)標(biāo)高。根據(jù)本工程的實(shí)際情況，在預(yù)攪下沉作業(yè)中需采用正轉(zhuǎn)預(yù)攪拌下沉法，并逐漸提升鉆進(jìn)速度。注意合理調(diào)整鉆機(jī)參數(shù)，鉆機(jī)檔位選擇4檔或5檔為宜，總體鉆進(jìn)速度維持在0.78-1.48m/s為宜，轉(zhuǎn)速維持在45-76r/min為宜，電壓維持在350-380V為宜，電流維持在50-80A為宜。

2.3.3 噴粉攪拌

待鉆進(jìn)下降至設(shè)計(jì)深度后，逐漸降低鉆進(jìn)速度，并開(kāi)始進(jìn)行噴粉攪拌作業(yè)。在噴粉攪拌作業(yè)前還要先把控好粉體計(jì)量的精確度，這樣才能夠保證噴粉的均勻度。一般可利用電子計(jì)量秤根據(jù)鉆機(jī)深度來(lái)合理控制噴粉量。待加固料上升至特定高度時(shí)，及時(shí)回轉(zhuǎn)噴粉，并在原地維持一個(gè)比較慢的速率進(jìn)行攪拌。待攪拌料輸送至灰口時(shí)，即可逐漸進(jìn)行攪拌提升，注意攪拌提升的速度要均勻[3]。本工程需噴干水泥粉至地面以下0.48m，并且當(dāng)噴粉深度不足3m時(shí)需將噴粉壓力維持在0.35-0.45MPa，這樣才能夠保證噴粉效果；而當(dāng)噴粉深度超過(guò)3m時(shí)，則可將噴粉壓力調(diào)整至0.30-0.35MPa。

2.3.4 復(fù)鉆和復(fù)拌

待噴粉攪拌提升至設(shè)計(jì)標(biāo)高后，需再進(jìn)行復(fù)鉆和復(fù)拌。本工程需在水泥樁上部4.8m處復(fù)拌1/3或1/2的樁長(zhǎng)，并將送料閥門(mén)關(guān)閉而啟動(dòng)送氣閥門(mén)，根據(jù)復(fù)拌速度復(fù)拌提升至地面30cm。為滿(mǎn)足樁上部的強(qiáng)度要求，可進(jìn)行多次復(fù)拌提升，直至提升至標(biāo)準(zhǔn)高度。另外還需在水泥樁與地面下方相距0.48m處采用水泥土或4.8%灰土進(jìn)行回填，回填需按照由上向下的順序作業(yè)；待壓實(shí)回填土后，即可開(kāi)展下一水泥樁的施工。

3 粉噴樁施工質(zhì)量檢測(cè)及控制措施

3.1 施工質(zhì)量檢測(cè)

施工質(zhì)量檢測(cè)是施工中的重要一環(huán)，無(wú)論在任何施工作業(yè)中都需要充分重視施工質(zhì)量檢測(cè)，粉噴樁施工也不例外。具體來(lái)說(shuō)，粉噴樁施工質(zhì)量檢測(cè)主要包含以下幾項(xiàng)工作：①在施工期間不定時(shí)隨機(jī)抽查固化劑材料的使用量，確保使用量符合標(biāo)準(zhǔn)；②在施工期間不定時(shí)根據(jù)實(shí)際設(shè)計(jì)要求對(duì)樁基領(lǐng)料數(shù)量、噴樁延米數(shù)量、攪拌樁成型情況等重要參數(shù)進(jìn)行檢驗(yàn)分析，并針對(duì)異常問(wèn)題及時(shí)采取有效的處理措施進(jìn)行處理；③成樁一周內(nèi)，在成樁淺部開(kāi)挖一定深度的樁頭來(lái)觀察成樁均勻度及測(cè)量粉噴樁直徑，并保證檢查頻率高于10%，同時(shí)利用輕便觸探儀對(duì)樁徑方向1/4處進(jìn)行觸探；④成樁四周后，分別在樁體上部至樁頂下方50cm、樁體上部至樁頂下方100cm、樁體上部至樁頂下方150cm處截取樁體來(lái)進(jìn)行足尺樁身無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)，并保證每點(diǎn)檢測(cè)頻率高于2%，同時(shí)利用輕便觸探儀結(jié)合取芯對(duì)樁長(zhǎng)和強(qiáng)度進(jìn)行檢測(cè)；⑤在施工位置設(shè)置沉降環(huán)、在適當(dāng)位置設(shè)置觀測(cè)點(diǎn)對(duì)路基填土情況進(jìn)行分層填筑觀測(cè)，并保證施工期間每天觀測(cè)一次、施工完畢后每周觀測(cè)兩次，直至樁體強(qiáng)度可維持穩(wěn)定狀態(tài)[4]。

3.2 施工質(zhì)量控制

在粉噴樁施工過(guò)程中，需加強(qiáng)施工質(zhì)量控制，以切實(shí)保證施工質(zhì)量。具體來(lái)說(shuō)，粉噴樁施工質(zhì)量控制主要包含以下幾項(xiàng)工作：①在施工前期開(kāi)展全面的地質(zhì)考察，結(jié)合地質(zhì)資料和施工設(shè)計(jì)方案進(jìn)行有效的成樁實(shí)驗(yàn)，以為實(shí)際施工打好基礎(chǔ)；②處理好施工場(chǎng)地，確保施工場(chǎng)地內(nèi)無(wú)水分淤積，以免水分對(duì)水泥性能產(chǎn)生不利影響，如有必要可設(shè)置專(zhuān)門(mén)的排水設(shè)施來(lái)進(jìn)行場(chǎng)地排水；③在施工過(guò)程中嚴(yán)格按照科學(xué)的施工順序進(jìn)行施工，并把控好每個(gè)操作環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)誤差，尤其要加強(qiáng)對(duì)鉆進(jìn)及提升速度、攪拌速度、灰罐壓力、空氣壓力、氣體流量等關(guān)鍵參數(shù)的檢測(cè)和控制，可安排專(zhuān)員在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行參數(shù)記錄，以免因數(shù)據(jù)誤差過(guò)大而影響到施工質(zhì)量；④在軟土地基鉆設(shè)過(guò)程中定期清理鉆桿，以免發(fā)生水泥粉輸送通道堵塞問(wèn)題；⑤在開(kāi)展攪拌機(jī)提升作業(yè)前先預(yù)留出足夠的時(shí)間將水泥粉順利輸送至樁底；⑥在復(fù)拌作業(yè)期間避免開(kāi)展噴粉作業(yè)，以預(yù)防淤泥在孔壁上形成孔洞；⑦當(dāng)樁身出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題時(shí)，在12h內(nèi)及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)噴，并將補(bǔ)噴干粉與原干粉重疊長(zhǎng)度控制在1m以下；⑧當(dāng)出現(xiàn)噴漿量不足、灰管堵塞、停電等問(wèn)題或故障時(shí)，及時(shí)將鉆頭提升至地面下30cm處并暫停施工，同時(shí)進(jìn)行人工回填；⑨將水泥粉儲(chǔ)罐容量維持在一根樁用灰量+50kg的水平，當(dāng)水泥粉儲(chǔ)罐容量不能滿(mǎn)足階段施工要求時(shí)立即暫停施工。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，公路工程現(xiàn)場(chǎng)施工的影響因素較多，其中一項(xiàng)影響因素就是地基土質(zhì)因素，當(dāng)遇到軟土地基時(shí)，必須先進(jìn)行有效的軟基加固處理，而粉噴樁施工工藝是最常用的軟基加固處理方法之一。在實(shí)踐中，粉噴樁施工作業(yè)需按照科學(xué)的順序進(jìn)行開(kāi)展，并加強(qiáng)施工質(zhì)量檢測(cè)及控制，如此才能夠切實(shí)保證施工質(zhì)量。