粉噴樁處理軟土地基施工工藝與檢測問題研究

張釗

【摘 要】粉噴樁在我國南方公路軟土地基的處理中得到廣泛應用，本文結合某公路建設工程，分析了粉噴樁處理公路軟土地基的施工工藝及粉噴樁施工注意事項

【關鍵詞】公路軟土；地基；粉噴樁；施工工藝；檢測方法

某公路工程全長9.7km，其中位于軟土地基路段約2.5km，其土層狀態基本是表層1～3m厚硬塑層，下8～10m厚軟、流塑層，再下為硬塑層（或基巖），采用粉噴樁處理軟土地基，即以水泥作為固化劑，利用深層攪拌機械將水泥與原位軟土進行強制攪拌、壓縮，并吸收周圍水分，經過一系列物理化學作用生成一種特殊的具有較高強度、較好變形特征和水穩性的混合柱狀體，它對提高軟土地基承載能力、減少地基的沉降量及保證橋頭高填土路基穩定性具有明顯的效果，下面結合工程實際對粉噴樁處理公路軟土地基施工工藝與檢測方法進行探討。

1 設計簡介

粉噴樁處理軟基的效果，很大程度上取決于配比的選擇是否適合當地工程地質條件。各標段承包人和監理單位在施工前必須根據設計地質資料和動力攪拌資料，按有關規范要求做室內配比試驗。本工程粉噴樁設計樁徑為50cm，間距1～2m，按梅花型布置，粉噴樁樁頂鋪設50cm厚砂礫石墊層，樁頂不需伸入墊層內。持力層深度除根據地質資料外，還應根據鉆進時電流表的讀數值來確定，當鉆桿鉆進時電流表讀數明顯上升，說明已進入持力層，樁長以穿透軟、流塑層進入硬塑層不少于50cm為原則，通常為8～12m，用于粉噴樁的水泥（425#普通硅酸鹽水泥）為干粉。根據地基含水量的大小，采用水泥噴入量為45～60kg/m.含水量在40%以下時，水泥用量為45kg/m；含水量在40%～60%之間，水泥用量為50kg/m；含水量在60%～70%之間，水泥用量為55kg/m；含水量>70%時，水泥用量為60kg/m.設計要求水泥土28天無側限抗壓強度≥1.2MPa。

2 施工準備

（1）粉噴樁施工前應準備下列施工技術資料：施工場地的工程地質報告，土工試驗報告，室內配比試驗報告，粉噴樁設計樁位圖，原地面高程數據表，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，應回填粘性土；施工場地不能滿足機械行走要求時，應鋪設砂土或碎石墊層。若地表過軟，則應采取防止機械失穩措施。

（3）施工機具準備，進行機械組裝和試運轉。

（4）粉噴樁的施工工藝根據設計要求的配比和實測的各項施工參數通過試樁來確定。試樁一般為5根，通過試樁來確定鉆進速度、提升速度、攪拌速度、噴氣壓力、單位時間噴粉量等。

（5）粉噴樁所用的水泥（425#普通硅酸鹽水泥）應符合設計要求，并有產品合格證，并經室內檢驗合格才能使用，嚴禁使用受潮、結塊變質的加固料。

（6）現場工藝性試樁。

根據室內配比進行工藝性試樁，試樁應達到下列要求。

①鉆進速度V≤1.5m/min；平均提升速度Vp≤0.8m/min；攪拌速度R≈30轉/min；鉆進、復攪與提升時管道壓力：0.1MPa≤P≤0.2MPa；噴灰時管道壓力：0.25MPa≤p≤0.40MPa。

②確定合適的技術處理措施，掌握水泥攪拌的均勻程度，掌握下鉆及提升的困難程度，成樁試驗的樁數不少于5根。

3 施工工藝與流程

操作步驟如下：

（1）深層攪拌機械就位；

（2）預攪下沉（至設計標高）；

（3）攪拌提升，同時噴干水泥粉至地面以下0.5m處（設計樁頂）；

（4）在樁上部的5m長范圍內重復攪拌一次（1/3～1/2）樁長、樁上部強度要求較高；

（5）重復攪拌提升，直到離地面下0.5m，上部回填5%灰土（或水泥土）并壓實；

（6）關閉攪拌機械移位至下一樁位。

路面工程在完成粉噴樁施工不少于60d后才能進行。攪拌機每次下沉或提升的時間必須有專人記錄，時間誤差不大于5s，提升前要有等待送粉到樁底的時間，防止出現提升卻未噴粉的情況。

4 施工注意事項

（1）成樁施工順序從四周邊開始向中心進行，相鄰兩根樁必須跳躍間打。

（2）控制鉆機下鉆深度、噴粉高程及停灰面，確保粉噴樁長度。

（3）嚴禁沒有粉體計量裝置的噴粉機投入使用。

（4）定時檢查粉噴樁的成樁直徑及攪拌均勻程度。對使用的鉆頭定期復核檢查，其直徑磨耗量不得大于2cm。

（5）當鉆頭提升至地面以下0.5m時，噴粉機應停止噴粉。

（6）當噴粉成樁過程中遇有故障而停止噴粉，在第二次噴粉接樁時，其噴粉重疊長度不得小于1m。

（7）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%。

（8）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，每工作班檢查不少于2次，使垂直度偏差不超過1%。

（9）攪拌機噴粉提升的速度和次數必須符合預定的施工工藝要求，攪拌機每次下沉或提升的時間應有專人記錄，深度應達到設計要求，時間誤差不得大于5s，施工前應丈量鉆桿長度，并標上明顯標志，以便掌握鉆入深度，復攪深度。施工中出現問題應及時處理、做好記錄。

（10）儲灰罐容量應不小于一根樁的用灰量加50kg，如儲量不足時，不得對下一根樁開鉆施工。

（11）粉噴樁必須根據試驗確定的技術參數進行施工，操作人員應如實記錄壓力、噴粉量、鉆進速度、提升速度、鉆入深度及每根樁的鉆進時間等，監理人員應隨時檢查記錄情況。

（12）砂礫墊層必須在樁體強度達到70%時方可鋪筑。

（13）監理必須對粉噴樁施工進行全過程旁站，按實際發生數量進行計量。

5 質量檢測

（1）粉噴樁屬地下隱蔽工程，施工質量受機具、施工工藝、施工人員的責任心等多種因素的影響，因而其質量控制要貫穿于施工的全過程，并堅持全方位的施工監理。

（2）施工過程中必須隨時檢查加固料用量、樁長、復攪長度及施工中有無異常情況，記錄其處理方法及措施。

（3）成樁7 d內淺部開挖樁頭，其深度宜為0.5m，目測檢查攪拌的均勻性，測量成樁直徑。檢查頻率為10%。

（4）在成樁7 d內采用輕便觸探儀檢查樁的質量，觸探點應在樁徑方向1/4處，抽檢頻率為2%。

（5）成樁28 d后在樁體上部（樁頂以下0.5m、1.0m、1.5m）分別截取3段樁體進行現場足尺樁身無側限抗壓強度試驗，檢查頻率為2‰，每一工點不少2根。

（6）成樁28d后，按1‰頻率或每一工點不少于2根采用鉆孔取芯法對其進行終檢。

（7）粉噴樁施工質量允許偏差應符合規定。

經檢測并參照《粉噴樁施工質量的檢驗與評判方法》進行評分，本工程2.2萬根粉噴樁共計21.9萬延米均達優良級。

6 結語

（1）粉噴樁處理高等級公路軟土地基是當前最常用的方法之一，目前的粉噴樁施工隊伍大多屬個體私營，一定要加強管理，施工中要加強監理，實行全天候、全方位旁站，以確保施工質量。

（2）對成樁28d的粉噴樁采用鉆孔取芯法、動力解探法等進行檢測是行之有效的，一方面可以通過芯樣的抗壓強度試驗掌握樁體的強度，另一方面對整個樁體也是一次全面的檢查，從而保障了粉噴樁的施工質量。

【參考文獻】

[1]JTG F80/1-2004公路工程質量檢驗評定標準[S].

[2]JTG F10-2006公路路基施工技術規范[S].

[責任編輯：丁艷]