粉噴樁在我鎮聯圍水閘建設中的應用

在2006年至2010年期間，我鎮投資了2.1億元，按50年一遇的標準進行了三批次的水利防災減災工程建設，全面提升我鎮防洪體系。其中建設了18座聯圍水閘，就有17座水閘采用了粉噴樁進行基礎處理。因我鎮地處珠江三角洲沖積平原，水閘基礎都需進行處理，從設計報告書中反映，與采用灌注樁基礎相比，水泥攪拌樁持力層為粗砂層，閘室與樁土沉降均勻，不會產生脫空現象，沒有存在接觸沖刷問題，最重要是可以節約投資，由于水閘大小不一，節約投資達25%至46%，經濟效益明顯，以桂洲尾水閘為例，說明如下:

1 工程概況

桂洲尾水閘工程位于東莞市道滘鎮，是水利防災減工程項目之一，為道滘鎮道滘聯圍最大的聯圍水閘工程，總投資1260萬元，工程包括水閘和交通橋兩部分，其中閘孔凈寬為5孔7米，總凈寬為35米，屬中型水閘，于2007年由深圳市東深工程有限公司中標承建。

由于水閘地處珠江三角洲沖積地帶，地質報告反映，從河床底-0.5m至-18m為淤泥質粉砂，-18m至-20m中砂層，-20m以下為泥頁巖。水閘基礎處理采用粉噴樁復合地基，設計粉噴樁樁徑為500，樁端持力層為中砂層。粉噴樁施工總長為63076m，空樁長度為880m。粉噴樁水泥采用32.5R普通硅酸鹽水泥，設計摻灰量為15%，樁身設計強度要求為:cuf≥1.8mpa(28d)，cuf≥2.5mpa(90d)，閘室和橋涵部分地基設計復合地基靜載試驗要求:qu≥150kpa(28d)，qu≥200kpa(90d)，擋土墻部分地基設計復合地基靜載試驗要求:qu≥190kpa(28d)，qu≥250kpa(90d)。

2 施工方法

工程按施工組織進行圍堰后，對基坑淤泥進行挖運，并回填砂墊層后，根據水閘工程粉噴樁的數量及施工進度計劃，安排了3部樁機進行施工，1部樁機負責閘室部分，另外2部樁機各負責左右側翼墻基礎部分，其具體施工方法如下:(1)放線定位:整平原地面后，按設計圖紙及線路控制樁，現場用全站儀、鋼卷尺定出各粉噴樁樁位，并用竹簽插入土層作標記，并繪制樁位網格圖;(2)鉆機就位、對中:整平場地放樣的同時進行鉆機的試運行調整，在放線定位后經監理驗收合格后方可將鉆機移至樁位，對正竹簽，復核機架垂直度及鉆頭直徑;(3)鉆進:啟動主電機與空壓機，待空壓機送氣鉆機從慢到快分檔逐級加速順時針垂直鉆進，鉆進深度用深度計或在井架上刻度顯示;(4)噴灰攪拌提升:控制雙螺旋攪拌頭到達設計樁底標高后，鉆機改為逆時針旋轉，啟動送灰機，待水泥灰達到噴灰口一定時間(—般—分鐘)后才開始提升鉆頭，邊噴粉，邊攪拌，邊提升;(5)復攪:當鉆頭提升至地面下O.5m深時停止噴灰，關閉送灰機，啟動空壓機送氣，鉆頭迅速換檔正向轉動鉆進規定復攪深度處，原位攪拌1分鐘再反向重復前次攪拌、提升過程，保證復攪長度達設計要求;(6)成樁移樁:復攪結束后，關閉空壓機，送灰機消散所有管道壓力，再關停鉆機主電機，然后開啟液壓步驟，鉆機移位。

3 施工注意事項

粉噴樁在施工過程中，需注意以下幾個問題:(1)水泥應新鮮干燥，防止大塊雜物混入灰罐;(2)施工時灰罐內的粉量應大于450kg，灰罐加灰后擰緊密封蓋，以免漏氣;(3)預攪下沉速度應＜1.5m/min，下沉速度由電氣控制裝置的電流監測表控制，其工作電流不應大于額定值;(4)預攪下沉時應待鉆頭有高壓空氣射出時才開始鉆進。噴粉提升時一定要確保水泥灰到達噴灰口一定時間;(5)為確保正常噴粉，灰罐內氣壓應比管路氣壓高出0.02-0.05Mpa，經常保養油水分離器，保持壓縮空氣干燥;(6)提升噴灰時，速度＜0.8m/min，切實保證復攪及提升速度的穩定，確保粉灰量的一致性。復攪時及提升速度＜0.8m/min，切實保證復攪及提升速度的穩定，確保攪拌的充分均勻性;(7)成樁過程中發生意外事故影響樁身質量時，應在12小時內采取措施，重疊長度1.0m，否則重新打設;(8)基坑開挖時應注意邊坡的穩定性，防止發生滑坡等事故，影響已成樁質量。粉噴樁在達到檢測齡期后挖除墊層進行檢測時，需注意挖機對已成樁的影響，桂洲尾水閘在施工時先采用挖機將墊層挖運后，再用人工進行清理。

4 檢測情況

根據水泥粉噴樁處理軟土地基的控制參數及檢測內容，檢測水泥粉噴樁施工質量常用的檢測方法有目測法、截取樁段試壓法、輕便動力觸探法、靜力觸探法、鉆孔取芯法、應力波反射法、水電效應法和靜載試驗法等8種。

按照設計和有關規范要求，通過精心準備，嚴格控制，桂洲尾水閘工程粉噴樁在達到檢測齡期后，開挖墊層，挖出樁頭，成樁效果良好。經市水利工程質量檢測站采用鉆孔取芯和靜載試驗法檢測，抽芯及靜載各項指標均滿足設計要求，可以轉入下一工序施工。現將鉆孔取芯和靜載試驗這兩種檢測方法做簡要介紹。

4.1 鉆孔取芯法

鉆孔取芯法是在成樁一定齡期后通過鉆孔取芯來檢查樁長、樁各部位的水泥含量、樁身水泥土的噴粉、攪拌均勻程度及樁身抗壓強度的變化情況，同時在取芯過程中可以進行標準貫入試驗。通過觀察鉆孔取出芯樣來判斷粉噴樁樁身各部位攪拌的均勻性及狀態;通過對芯樣進行水泥滴定試驗來檢查樁身各段的水泥含量情況;通過對樁身各段水泥土原狀土樣的室內無側限抗壓強度試驗及取芯過程各段配合用的標準貫入試驗的標貫擊數，可以可靠準確地判定樁身各段的樁身強度，同時也可測定出樁身土樣的變形指標;通過在取芯過程中水泥土樣的變化情況，可判定樁體的連續性并可確定樁長。

4.2 靜載試驗法

由于粉噴樁最終的控制參數是復合地基的整體承載力，靜載試驗法是在樁體達到一定齡期后，對單樁或復合地基通過具有一定剛度的壓板加載來測試地基承載力的方法，是最能貼近地基受力的實際情況，最能準確、直接測出單樁或復合地基承載力的最標準的方法，包括單樁靜載試驗和復合地基靜載試驗。靜載試驗法是在現場直接通過加載檢測單樁及復合地基承載力的方法，最接近單樁或復合地基在工程實際中的受力狀況，用該法檢測的結果最能反映單樁和復合地基的實際承載力，但靜載試驗法得到的是維持荷載作用下，最薄弱破壞模式相應的樁土體系喪失承載剛度的外荷，盡管它能全面獲得承載剛度的變化情況，描述最弱的破壞模式，并得到與之相應的承載力，但它不能提供樁身質量的完整性、均勻性、連續性的完整信息，更不能定量定位，加之水泥粉噴樁具有樁體壓碎破壞發生在淺層的特點，也就不能對粉噴樁的施工質量作出全面的評價。僅對承載力有懷疑的單樁或復合地基而言，目前靜載試驗法是最權威的檢測方法，但要對粉噴樁的施工質量作出全面評價，還須用其它的檢測方法與之配合和補充。

5 結束語

桂洲尾水閘工程2009年投入使用，經過四年多的運用，水閘沉降變形極小，實踐證明，對于淤泥質粉砂地質，采用粉噴樁樁基處理方法是正確的，既達到經濟的要求，又達到安全的要求。