關(guān)于水泥粉噴樁的施工技術(shù)探討

柯澤明

摘要：為了更清楚地了解粉噴樁施工過程的整個工序,以及在進行各道工序的施工時應考慮哪些主要問題,它的檢測手段有哪些……。等等一系列的相關(guān)問題，都將在本文中一一為你介紹。

關(guān)鍵詞：粉噴樁；工藝流程；技術(shù)要求；檢測方法

1 概述

粉噴樁也叫加固土樁，它是利用粉狀水泥(或石灰)等材料作加固化劑，在鉆孔過程中使用特制的深層攪拌機械將固化劑噴入軟土地基的深層，經(jīng)攪拌使原位土與固化劑均勻混合并發(fā)生一系列物理、化學反應，使軟土硬結(jié)成具有整體相互影響，共同作用承擔上部荷載的粉噴樁復合地基。由于粉噴樁具有能有效減少總沉降量、能承受較大的加荷速率、抗側(cè)向變形能力強、可大大縮短施工期等優(yōu)點，因此，近幾年來在我省的公路建設(shè)領(lǐng)域中得到了建設(shè)單位的認可及肯定。

在過去，粉噴樁軟土地基處理施工中常常存在一些不規(guī)范的施工作業(yè)或是疏于管理的情況，如：水泥用量難控制；均勻性差、強度低；沉降得不到有效減少，達不到設(shè)計意圖；甚至還有沉降量反而增大了等，影響了加固效果。因此，在施工過程中應該采取哪些質(zhì)量措施來確保其軟基處理的效果，成為了一個亟待我們解決的問題。

2 施工前的質(zhì)量控制措施

2.1 加強對原材料的檢驗

粉噴樁水泥一般選用325或425的普通硅酸鹽水泥或礦渣水泥。施工中所用的水泥的品種和標號應符合設(shè)計要求。對購進水泥必須經(jīng)過試驗室抽檢，滿足規(guī)范的要求。

水泥的堆放應該符合防雨、防潮的要求，嚴禁使用過期、受潮、結(jié)塊、變質(zhì)的水泥。

2.2 加強對施工機械設(shè)備的檢驗

每臺樁機必須配置可以控制樁身每米噴粉量的記錄器，且記錄器上的任何一個可操作的按鈕和開關(guān)不得用于設(shè)定或操作時間、深度、噴粉重量、樁位編號、復攪深度、復攪次數(shù)等參數(shù)，防止偽造施工記錄。

樁機上的氣壓表、轉(zhuǎn)速表、電流表、電子稱必須經(jīng)過標定，不合格的儀表必須更換。每臺樁機鉆架相互垂直兩面上分別設(shè)置兩個0.5Kg重的吊線錘，并畫上垂直線。在每臺樁機的鉆架上畫上鉆進刻度線，標寫醒目的深度。鉆頭直徑的磨損量不得大于1cm。

2.3 施工前必須進行工藝試樁

不同地段具有不同的地質(zhì)條件，為了克服施工的盲目性，確保粉噴樁加固地基達到預期的效果，在粉噴樁施工前必須進行工藝試樁，試樁數(shù)量不應少于5根。試樁的目的是：提供滿足設(shè)計噴粉量的各種操作參數(shù)。如管道壓力、灰罐壓力、鉆機提升速度、攪拌葉片旋轉(zhuǎn)速度、攪拌速度等。驗證攪拌均勻程度及成樁直徑。確定該地質(zhì)條件下，符合質(zhì)量要求的合理摻灰量。確定該地質(zhì)條件下，合理的工藝流程。確定進入持力層的判別方法。

3 施工過程中的質(zhì)量控制措施

粉噴樁屬地下隱蔽工程，其質(zhì)量控制應貫穿在施工的全過程，特別應控制好三個重要施工環(huán)節(jié)和日水泥用量、日進度兩個指標。

3.1 三個重要施工環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制措施

3.1.1 樁長按進入持力層控制

粉噴樁宜盡量打至持力層上，要穿透軟弱土層到達強度相對較高的持力層，并且進入持力層50cm左右，在施工過程中，樁底設(shè)計標高往往與持力層并不一致，施工單位容易出現(xiàn)樁長以設(shè)計標高控制的現(xiàn)象，如在樁尖下尚留幾米軟土，則會有較大的工后沉降量，由于排水不暢，預壓很長時間也很難穩(wěn)定。故粉噴樁實際施工樁長應按進入持力層控制。判別是否進入持力層的方法可由鉆機鉆到最深時的下鉆速度和電流表的讀數(shù)來判定，這兩個參數(shù)是在工藝試樁時由業(yè)主、設(shè)計、監(jiān)理、施工等四方代表確定，一般是下鉆速度0.5米/分，電流值是額定電流值的125%以上。

3.1.2 粉體計量控制

粉噴樁的質(zhì)量好壞與水泥摻入量的多少及噴粉的均勻性有直接的關(guān)系，因此，如何來計量粉體是控制的關(guān)鍵。目前一般較為常用的是電子稱重法與鉆機深度相結(jié)合的計量裝置，它能在記錄上反映深度、相對應每延米的噴粉量、總灰量等。粉體計量控制主要應注意以下兩點：

要保證噴粉的均勻性，關(guān)鍵是掌握好鉆頭的提升速度。因水泥噴入為人工控制，必須避免出現(xiàn)為滿足每米噴粉量的要求，施工人員根據(jù)記錄器顯示湊數(shù)字，而認為導致的噴粉不均勻現(xiàn)象。對于直徑一定的粉噴樁來說，粉體發(fā)送器單位時間內(nèi)水泥的噴出量Q與攪拌軸提升速度可由下式來確定：

Q=π/4.D2.R.S.V

其中：D：鉆頭直徑（m）；

R：軟土的容重（t/m3）；

S：水泥摻入比；

V：鉆頭提升速度（m/min）

從開始噴灰到鉆頭處出灰有一定時間，鉆機鉆至樁底后，必須預噴停留一段時間，方可提鉆。停留時間由管道長度等確定。噴灰時，水泥在管道內(nèi)的輸送速度大約為1m/s，如管道長40米，鉆至樁底后即噴粉提鉆，則樁底實際少灰長度接近1米，反而攪動破壞了樁底原狀軟土，使沉降量加大。

3.1.3 復攪控制

水泥與土攪拌均勻程度是關(guān)系到粉噴樁樁體強度的關(guān)鍵因素。大量的施工實踐已充分證明粉噴樁復攪與不復攪的質(zhì)量相差甚大。鉆頭噴出的粉體往往呈脈沖狀，若不充分攪拌，粉體在樁中呈現(xiàn)層狀，形成一種“夾生”，這樣的樁即使水泥摻入量再多也沒有強度。復攪的作用在于通過充分的攪拌使粉體與土及水得到比較完全的接觸與作用，促使樁體的形成。為了確保攪拌的均勻性，施工時要嚴格掌握好鉆機提升速度、攪拌葉旋轉(zhuǎn)速度等，并應盡量采用全樁復攪以保證質(zhì)量。

3.2 日水泥用量與日進度指標的質(zhì)量控制措施

現(xiàn)場施工過程中，應隨時抽查鉆機的水平度和垂直度、鉆進深度、噴灰深度、停灰標高、復攪深度、噴灰的管道壓力、灰罐內(nèi)的水泥加入量、剩余水泥量等，并作好相應檢查記錄。

現(xiàn)場應及時收取記錄器打印記錄，并校核時間、樁號的連續(xù)性等，防止出現(xiàn)弄虛作假現(xiàn)象。每日施工結(jié)束后，所有打印記錄應由現(xiàn)場監(jiān)理檢查合格后簽字認可。

每日施工結(jié)束后應對施工現(xiàn)場水泥用量和記錄器打印記錄中的水泥用量加以統(tǒng)計，并記錄在當天的施工日志中。當兩者誤差大于5%時，必須查明原因后方可在打印記錄上簽字認可或采取補樁等處理措施。

現(xiàn)場應核對前后左右的樁的深度和成樁時間，如果深度相差較大或相同深度的樁成樁時間相差很大，則認為存在攪拌不勻或弄虛作假，并應采取補樁處理。

現(xiàn)場應根據(jù)鉆桿的提升速度、每臺樁機的日工作數(shù)等，確定每日完成延米數(shù)和每根樁的施工時間。如果某臺樁機完成的延米數(shù)超過規(guī)定值較多或某根樁記錄器打印記錄顯示時間少于規(guī)定值較多，則認為存在攪拌不勻或弄虛作假，并應采取補樁處理。

4 施工后檢測措施

粉噴樁施工完成后，應按規(guī)定頻率進行取芯、無側(cè)限抗壓強度、單樁及復合地基承載力試驗。檢測時，現(xiàn)場監(jiān)理應全過程旁站，對取芯、單樁及復合地基承載力試驗的樁，應由業(yè)主代表或是監(jiān)理工程師指定。對檢測發(fā)現(xiàn)的問題，如未穿透軟土層、部分斷灰、噴灰不均勻、強度不足等，應嚴格進行加密、補樁等處理。

取芯時，取芯位置應取在樁徑1/2處，而不應取在樁中心處，因粉噴樁樁體中心是鉆桿占據(jù)的空間，成樁后中心部位強度較低，易造成樁體強度偏小的假象；鉆孔取芯時要注意保持鉆機平衡，避免因鉆桿傾斜而造成斜孔，導致取芯失敗；取芯長度應比樁長長50cm左右，以檢驗樁底土性狀。

在粉噴樁檢測方法中，應以取芯試驗為主，通過該方法，可以直觀地掌握整個樁體的完整性、攪拌的均勻程度、樁體垂直度、樁長、是否達到持力層、含灰量的多少等。

結(jié)束語：

綜上所述，粉噴樁成樁質(zhì)量的好與壞，與我們在施工過程中對各道工序的把關(guān)力度有著較大的聯(lián)系。本人相信，作為一名工程技術(shù)人員，只要我們能清楚地掌握各道工序的施工技術(shù)要求，并能在日常的施工管理中予以貫徹執(zhí)行，那么，粉噴樁的質(zhì)量控制問題，將不再會是一個繼續(xù)困擾我們的難題。

參考文獻

[1]JTJ 017-96.公路軟土地基路基設(shè)計與施工技術(shù)規(guī)范．北京：人民交通出版社.

[2]中華人民共和國行業(yè)標準.粉體噴攪法加固軟弱土層技術(shù)規(guī)范(TB10113-96).