粉噴樁施工質量控制技術

摘 要：作為一種處理軟土地基的常用施工方法，粉噴樁就是將水泥用作固化劑，把原狀土強制使用深層攪拌機械進行攪拌、壓縮，促使其吸收周圍水分，經過一系列的物理化學反應后，形成一種特殊的混合柱狀體，具有強度高、易變性的特征，它對提高軟土地基承載能力、減少地基沉降量及保證橋頭路基及填方路基穩定性具有明顯的效果。若施工質量控制不好，往往會發生路基失穩或過量沉陷，特別是橋頭路基處理不好，則會導致橋頭跳車、工程破壞或不能正常使用。本文以粉噴樁在濟菏高速公路第十二合同段路基及橋涵軟土地基處理過程中施工質量控制情況作簡要介紹。

關鍵詞：粉噴樁 噴灰量 復攪 檢測方法

中圖分類號：TU7 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2012）12（c）-0041-02

1 工程概況

濟菏高速公路第十二合同段位于濟寧市梁山縣境內，起點于梁山縣韓崗鎮齊崗村，終點于梁山縣與嘉祥縣交界處的鄆城新河南岸，絕大部分在梁山縣徐集鎮內，里程為K120+000～K131+700，全長11.70 km。全線采用四車道高速公路標準建設，設計車速為120 km/h，路基寬28 m，橋涵設計荷載為汽車一超20級，掛車-120。大羊至王官屯段屬丘陵區及黃泛沖積平原區。土質主要為黏土、亞粘土、亞砂土。為防止路基過量沉降和橋涵兩側臺背路基下沉，導致橋頭跳車現象。全合同段軟土路基處理及橋頭路基粉噴樁共計30萬延米，粉噴樁強度設計為：R7d≥0.96 MPa；R28 d≥1.60 MPa；R90 d≥2.40 MPa。

2 固化劑原材料

粉噴樁的固化劑采用水泥，水泥采用山東曲阜金魯城水泥廠（旋窯）生產的P.O32.5水泥，檢測結果符合規范要求。試驗結果如表1。

3 粉噴樁配合比設計

根據土的天然密度和天然含水量，按照每延米粉噴樁水泥用量為：45 kg、50 kg、55 kg、60 kg分別成型了R7 d、R28 d、R90 d的無側限抗壓強度試件（Φ50 mm、h50 mm）。根據試驗結果最終確定最佳水泥用量為：55 kg/延米。

4 施工準備

（1）粉噴樁施工前應準備施工技術資料：施工部位的工程地質報告、土工試驗報告、室內配合比試驗報告、粉噴樁樁位設計圖、原地表高程數據表、加固深度與?；腋叱痰荣Y料。

（2）保證粉噴樁的場地平整無障礙，用粘土填補場地當中的低洼地帶；用沙土或者碎石對場地鋪設墊層，來保證機械的正常行走。采用相應措施預防地表過軟致使機械失穩。

（3）施工機具準備，進行機械組裝和試運轉。

（4）粉噴樁要通過試樁來確定實際施工工藝的設計要求配比和工總施工參數。一般情況下通過5根試樁以確定鉆進的速度、攪拌速度、噴氣壓力、單位時間噴出的粉塵量等數據。

（5）粉噴樁要使用符合設計要求的325#普通硅酸鹽水泥，該水泥要保證其合格證書，還要在通過室內檢驗并且合格，不能受潮結塊、變質。

5 粉噴樁工藝試樁

為了確定各種操作技術參數，按照下列滿足設計水泥粉噴量的各種技術參數：鉆進速度：參考值V=1.5 m/min；平均提升速度：參考值VP=0.8 m/min；攪拌速度：參考值R≈30 r/min；復攪與提升時管道壓力：0.1 MPa≤P≤0.2 MPa；噴灰時管道壓力：0.25 MPa≤P≤0.4 MPa；同時根據粉噴樁室內試驗確定的配合比，按照55 kg/延米的水泥用量，進行了工藝試樁5根。R7 d后經現場鉆芯取樣試驗后，芯樣強度滿足設計要求。試驗結果見表2。

6 粉噴樁的施工與質量控制

（1）粉噴樁的樁徑為Φ50 cm，設計的樁長穿透持力層并達到持力層內50 cm，最小樁距為1.5 m，樁徑在平面上呈三角形（梅花形）布置。粉噴樁的強度設計為：R7 d≥0.96 MPa；R28 d≥1.60 MPa；R90 d≥2.40 MPa。

試樁過程中根據粉噴樁的工藝對各個技術參數進行確定，然后開始粉噴樁施工。對工地在施工前進行清表處理，用粘土填平低洼地段然后施工。

（2）粉噴樁的施工工藝為：粉噴樁機就位→攪拌下沉至樁底→鉆頭反轉（粉噴）→提升至距地面30 cm處停噴→復攪至樁底→鉆頭反轉提升至地面→關閉粉噴樁機→移至下一樁點。

（3）為了確保粉噴樁質量，在施工過程中采取如下控制措施。

①為保證粉噴樁強度嚴格控制水泥用量，每延米水泥用量55 kg，最低不得少于54 kg。

②粉噴樁施工所用袋裝水泥要墊高覆蓋，嚴禁雨淋、受潮，以免影響粉噴效果。

③每一臺粉噴樁機均配備水泥電子計量裝置，對水泥的粉噴量全過程記錄、并進行打印，同時現場技術員、監理全過程旁站檢查，防止因水泥用量不足而影響樁體質量。

④根據設計樁長，派專人進行成樁攪拌時間的記錄，誤差不得超過5 s。控制鉆機下鉆深度，噴粉高程及停灰面，確保粉噴樁長度。

⑤為確保樁身質量，對于樁身上部1/3～1/2樁長或不小于8 m的范圍內必須進行二次復攪以便使樁體質量上下均勻一致。粉噴樁施工時，泵送水泥必須連續，固化材料的用量以及泵送固化材料的時間應有專人記錄，其用量誤差不得大于±1%。

⑥定時對成樁直徑以及攪拌的均勻程度進行檢查。及時檢查使用的鉆頭，保證其直徑的磨損程度小于2 cm。在噴粉成樁過程中因為其他原因停止噴粉，并且進行第二次噴粉接樁的時候，要保證不小于1 cm的噴粉重疊。

⑦為保證攪拌機的垂直度，應檢查起吊設備的平整度和導向架對地面的垂直度，使垂直度的偏差不超過±1%。攪拌機鉆桿鉆進、提鉆及噴粉速度必須均勻，施工前應丈量鉆桿長度，并標注明顯標志，以便掌握鉆入深度，復攪深度。

7 成樁檢查、驗收

按照5%的取芯頻率對本合同段軟土路基處理及橋頭路基粉噴樁，成樁R28 d后的粉噴樁進行了鉆芯取樣，并在樁體的上、中、下部位三處取芯，加工成徑高比為1∶1的無側限抗壓強度試件，經試驗后，強度滿足設計要求，合格率為100%，現將K122+804箱涵基礎粉噴樁檢測結果見表3。

8 結語

濟菏高速公路第十二合同段軟土路基處理及橋頭路基粉噴樁共計27萬延米，按照5%的取芯頻率對粉噴樁進行了鉆芯取樣，并在樁體的上、中、下部位三處取芯，加工成徑高比為1∶1的無側限抗壓強度試件，經試驗后，強度滿足設計要求，合格率為100%。根據粉噴樁的成樁檢查驗收情況看，粉噴樁作為軟土地基處理的一種方法，它與其它軟基處理方法相比較，具有施工簡便，工期短，工后沉降小等優點。但由于粉噴樁屬于隱蔽工程，質量控制應貫穿于施工的全過程，如何控制好粉噴樁的施工質量，是確保粉噴樁質量的關鍵，這就要求施工人員要增強責任心，嚴格規范操作，是粉噴樁質量的保證。隨著粉噴樁施工工藝的進一步的完善，施工水平進一步的提高，粉噴樁機的性能進一步改進，粉噴樁作為軟土地基處理的一種行之有效的方法之一，必將在我國高等級公路的軟基處理施工過程中發揮其應有的作用，并得到廣泛應用。