淺談道路軟基處理中水泥粉噴樁的運用

易學鋒

（廣州市番禺區(qū)地方公路管理總站，廣東 廣州 511400）

淺談道路軟基處理中水泥粉噴樁的運用

易學鋒

（廣州市番禺區(qū)地方公路管理總站，廣東 廣州 511400）

文章結(jié)合廣州市番禺區(qū)某市政道路工程，闡述了粉噴樁處理市政道路地基的施工工藝、質(zhì)量控制措施與檢測方法。

軟土地基；水泥粉噴樁；施工工藝；質(zhì)量控制；檢測方法

1 工程概況

該道路位于廣州市番禺區(qū)為某新建市政道路全段長28.28 km，其樁號K5＋350～K6＋300段為多年沉積水溏，地質(zhì)勘察揭示了本段地層為淤泥質(zhì)粉砂土層，平均層厚為6.4 m，工程性能差，不能直接作為道路持力層，經(jīng)多方案的技術(shù)與經(jīng)濟比較分析決定采用粉噴樁技術(shù)對該段軟基進行處理。粉噴樁設(shè)計樁長為7 m，樁平面布置呈梅花形，樁間距為1.5 m，在涵洞基礎(chǔ)下粉噴樁間距為1.2 m。

2 粉噴樁施工方法

2.1 施工現(xiàn)場的準備工作

（1）粉噴樁施工前應(yīng)準備下列施工技術(shù)資料：施工場地的工程地質(zhì)報告、土工試驗報告、室內(nèi)配比試驗報告、粉噴樁設(shè)計樁位圖、原地面高程數(shù)據(jù)表、加固深度與停灰面高程以及測量資料等。

（2）場地平整、清除障礙。如場地低洼應(yīng)回填黏性土；施工場地不能滿足機械行走要求時，應(yīng)鋪設(shè)砂土或碎石墊層；若地表過軟，則應(yīng)采取防止機械失穩(wěn)措施。

（3）根據(jù)施工圖紙畫出樁位平面布置圖。

（4）根據(jù)樁位平面布置圖，在施工現(xiàn)場用鋼尺定出每根粉噴樁的樁位，并做好標記，每根樁的樁位誤差不得大于5 cm。

（5）在施工現(xiàn)場搭設(shè)水泥棚，水泥棚的底部用土填高，使之比周圍地面高出 30～50 cm，并鋪設(shè)一層木板，然后鋪設(shè)一層彩條布，最后再鋪設(shè)一層塑料薄膜，以確保水泥不受潮變硬。水泥棚內(nèi)的水泥儲存量應(yīng)不少于60 t。

（6）對進場的機具設(shè)備進行組裝和調(diào)試，確保機具的完好率，保證滿足施工要求。粉體噴射機安放的位置與攪拌機施工最遠處之間的距離不宜超過60 m，否則，送粉管的阻力增大，送粉量就不穩(wěn)定。

（7）一切準備工作結(jié)束后進行試樁，以確定成樁的各項技術(shù)參數(shù)。確定好鉆進速度、提升速度、提升時的管道壓力及噴灰時管道壓力等技術(shù)參數(shù)。掌握水泥攪拌的均勻程度及下鉆、提升的困難程度，確定合適的技術(shù)處理措施。

2.2 施工方法

（1）定位。做好復(fù)測工作，在以后的施工中應(yīng)經(jīng)常檢查樁位標記是否被移動，確保粉噴樁樁位的準確性。機具移至樁位處并使鉆頭正對竹簽，復(fù)核機架的垂直度。

（2）啟動空壓機送氣，鉆機正轉(zhuǎn)并垂直鉆進。當控制雙螺旋攪拌頭到達設(shè)計樁底標高時，鉆機反向轉(zhuǎn)動，啟動送灰機送灰，待水泥送至噴灰口（一般約1 min）后再提升鉆頭，根據(jù)電子稱重裝置顯示的噴灰量調(diào)節(jié)調(diào)速電機，這樣邊噴粉，邊攪拌，邊提升。

（3）當鉆頭提升至地面下0.25 m時停止送灰，關(guān)閉送灰機。此時鉆機迅速換檔，重復(fù)攪拌，直至電流表達到100 A以上停止復(fù)攪。

（4）復(fù)攪結(jié)束后，關(guān)閉空壓機，消散所有管道壓力，鉆機主電機停機。

（5）開啟液壓步履，鉆機移位。

3 粉噴樁施工的質(zhì)量控制措施

3.1 粉噴樁施工前質(zhì)量控制措施

（1）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(fù)攪深度、復(fù)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、電子秤必須經(jīng)過標定，不合格的儀表必須更換。

（2）加強對原材料的檢驗。粉噴樁所用水泥必須經(jīng)過試驗室抽檢，滿足規(guī)范的要求；水泥的堆放應(yīng)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。

（3）施工前必須進行工藝試樁。由于地質(zhì)條件的不同，為了克服盲目性，確保粉噴樁加固地基收到預(yù)期的效果，在粉噴樁施工前必須進行工藝試樁。

3.2 粉噴樁施工過程中的質(zhì)量控制措施

（1）樁長按進入持力層控制。粉噴樁宜盡量打至持力層上，并且要進入持力層50 cm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)樁長于設(shè)計標高控制的現(xiàn)象，如在樁尖下預(yù)留幾米軟土，則會有較大的工后沉降量。故粉噴樁實際施工樁長應(yīng)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)是在工藝試樁時確定。

（2）粉體計量控制。粉噴樁的質(zhì)量好壞與水泥摻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。目前一般較為常用電子稱重法與鉆機深度相結(jié)合的計量裝置，它能記錄反映深度、相對應(yīng)每延長的噴粉量、總灰量等。粉體計量控制主要應(yīng)注意兩點：一是要保證噴粉的均勻性，關(guān)鍵是掌握好鉆頭的提升速度；二是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(yù)噴停留一段時間，方可提鉆。

（3）復(fù)攪拌控制。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(fù)攪與不復(fù)攪的質(zhì)量相差很大。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(fù)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(yīng)盡量采用全樁復(fù)攪以保證質(zhì)量。當樁長較長、土體天然含水量較高、黏性重時，應(yīng)采用“二噴二攪”的施工工藝，即：鉆進，鉆至樁底后慢檔提升、噴灰、攪拌至停灰面；鉆進、復(fù)攪、復(fù)噴至樁底，提升、攪拌至停灰面，移位。防止出現(xiàn)“沉樁”現(xiàn)象。

4 粉噴樁的質(zhì)量檢測

因為粉噴樁屬隱蔽工程，工序環(huán)節(jié)多，施工控制難度較大。粉噴樁復(fù)合地基質(zhì)量檢驗是保證工程成功的重要手段。

4.1 粉噴樁質(zhì)量控制標準

粉噴樁質(zhì)量控制標準見表1。

表1 粉噴樁質(zhì)量控制標準

4.2 粉噴樁的檢測方法

（1）樁距、樁徑及鉆桿傾斜度的檢測。在每處粉噴樁施工過程中，隨機按規(guī)定頻率用吊錘對鉆桿傾斜度進行現(xiàn)場檢測；對已成樁7 d的粉噴樁，隨機按規(guī)定頻率挖出樁頭，然后用卷尺對樁距、樁徑進行檢測。

（2）樁體強度及樁長的檢測。第一，對成樁7 d的粉噴樁，隨機按規(guī)定頻率進行如下幾項檢測：①破去樁頭0.3～0.5 m表層水泥，進行外觀檢測，主要檢測其樁體外觀是否圓順，水泥土攪拌是否均勻；②用輕便觸探儀對開挖出來的樁頭進行強度檢測，根據(jù)N10貫入10 cm的錘擊次數(shù)或N10的連續(xù)貫入30 cm的錘擊次數(shù)來判定樁頭強度是否合格。不合格的樁，在成樁28 d后進行鉆芯取樣檢測。第二，對成樁28 d的粉噴樁，隨機按規(guī)定頻率進行鉆芯取樣檢測：①檢測樁體粉噴是否均勻，樁體有無斷粉現(xiàn)象，樁長是否達到設(shè)計要求；②對粉噴樁的芯樣進行加工，磨制成等高試件做無側(cè)限抗壓強度，應(yīng)盡可能在芯樣上、中、下3個部位各磨一組，一組3個試件，用3個試件的代表值評定強度。

（3）單樁和復(fù)合地基承載力檢驗。對某一場地施工質(zhì)量有疑問時，最終可以采用靜荷載試驗，檢查復(fù)合地基承載力或單樁承載力。靜荷載試驗場地不小于3點，取3點試驗的代表值，檢查其是否滿足設(shè)計要求。粉噴樁在質(zhì)量檢測方面雖有多種方法，但由于試驗設(shè)備和技術(shù)等因素的限制，只能限于淺層。對于深層強度與變形等檢測目前還沒有更好的方法，有待于今后進一步研究解決。

5 結(jié)束語

粉噴樁就其自身性質(zhì)來說是一種介于鋼性樁與柔性樁之間的一種樁型，其剛度、抗壓強度和抗側(cè)壓力作用均小于剛性樁而大于柔性樁。粉噴樁可以完全改變軟土的性質(zhì)，它與樁間土形成的復(fù)合地基，可以大大提高承載力，減少沉降。粉噴樁處理軟基是一種行之有效的工藝手段，與其他軟基處理手段相比，具有施工方便、工期短、工后沉降小等顯著優(yōu)點。

Discussion on Cement Powder Sprayed Pile’s Application in the Road Soft Ground Treatment

Yi Xuefeng

Combined with a municipal road project in Panyu District of Guangzhou city, the article describes the construction technology,quality control measures and detection method of using cement powder sprayed pile to deal with the municipal road foundation.

soft ground; cement powder sprayed pile; construction technology; quality control; detection method

U416.1

A

1000－8136（2011）06－0066－02