水泥粉噴樁在寧夏高速公路軟基處理中的應(yīng)用

馬壯

摘 要：軟土對(duì)公路路基造成的危害十分嚴(yán)重，軟土地基根據(jù)具體情況有多種處理方法，粉噴樁作為一種有效的軟基加固技術(shù)，已廣泛應(yīng)用于公路施工中，由于水泥粉噴樁處理軟基屬隱蔽工程，因此控制和檢驗(yàn)好粉噴樁的施工質(zhì)量可以有效的保證加固效果。

關(guān)鍵詞：粉噴樁；施工工藝；質(zhì)量控制

粉噴樁適用于深層的軟土路基，加固效果非常明顯，加固后可很快投入使用，滿足了施工速度快、工期短的特殊要求。現(xiàn)根據(jù)我區(qū)多條高速公路的粉噴樁施工淺談粉噴樁施工質(zhì)量檢驗(yàn)與控制。

一、質(zhì)量檢驗(yàn)

1、檢查記錄

檢查施工過(guò)程中的所有記錄，要重點(diǎn)檢查攪拌深度、水泥粉噴入的連續(xù)性、單樁噴入的總量及每米噴入量，對(duì)于不合格的樁應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)樁。具體的記錄要求為：

⑴施工記錄

詳細(xì)記錄每次施工時(shí)的樁號(hào)、水泥的標(biāo)號(hào)、預(yù)攪、噴粉、復(fù)攪的起終時(shí)間。記錄鉆進(jìn)、攪拌、提升的速度，管道壓力等。記錄停灰、停鉆時(shí)間、噴粉深度、停灰標(biāo)高等。

⑵粉記錄

要記錄每根樁的起始、最終的供粉量，記錄儲(chǔ)灰罐每一次的供粉量，記錄停灰量。

⑶錄匯總、裝訂

記錄每一天要匯總，要有專人記錄，專人匯總，裝訂成冊(cè)，然后存檔保存。

2、開(kāi)挖檢驗(yàn)

由于粉噴樁在施工過(guò)程中不再向地基中注入附加水分，反而能充分吸收周圍軟土中的水分，因此加固后的地基早期強(qiáng)度較高，一般七天后就可以進(jìn)行下一步作業(yè)。在進(jìn)行下道工序土方作業(yè)前對(duì)粉噴樁按2%比例開(kāi)挖抽檢，深度0.5-lm。要檢查樁徑、樁位、樁數(shù)、樁身水泥土混合程度及樁頭的強(qiáng)度。

3、N10檢測(cè)

N10檢測(cè)即輕便觸探法檢測(cè)，抽檢比例為2%。本工地選取132根樁檢測(cè)其強(qiáng)度，樁身齡期為7天，擊入深度為4-11cm，檢測(cè)的觸探點(diǎn)位置取樁徑的1/4處，檢測(cè)結(jié)果N10擊數(shù)最大值40擊，最小值為12擊，平均擊數(shù)為29擊，全部大于10擊，檢測(cè)結(jié)果為合格。

4、取芯抽樣

在成樁28天后，按2%0的比例抽檢樁體。通過(guò)鉆探抽芯，先檢查樁長(zhǎng)是不是滿足設(shè)計(jì)，并觀察巖芯表現(xiàn)是否正常。然后從樁頂以下按0.5、1、1.5m三個(gè)深度值，鉆孔取大于或等于10.8cm的芯體制作成5cm×5cm×5cm的試塊，分別進(jìn)行無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度的試驗(yàn)。本項(xiàng)目通過(guò)抽芯鉆探，樁深5.18-5.48米，芯樣表現(xiàn)如下：

⑴0-0.4米，路基填土與水泥相很互膠結(jié)，黃褐色間青色，膠結(jié)緊密，水泥分布均勻，巖芯呈現(xiàn)短柱狀及碎塊狀（機(jī)械破碎），巖性偏硬。

⑵0.4-5.2米，淤泥質(zhì)粘土和水泥膠結(jié)，灰色，水泥分布均勻，巖芯呈層理片狀，局部夾碎石與水泥膠結(jié)呈混凝土狀，膠結(jié)緊密，巖芯呈短柱狀，堅(jiān)硬。

⑶5.20-5.48米，粘土夾少量水泥，黃褐色間青灰色，半干硬狀態(tài)，水泥含量偏低。

二、粉噴樁加固軟土地基施工質(zhì)量控制

1、合理選用攪拌頭組合形式

合理的選用攪拌機(jī)攪拌頭組合形式，一是指攪拌頭葉片組合形式。為保證攪拌效果，在大部分?jǐn)嚢铏C(jī)的攪拌頭部都裝有多層的攪拌葉片，該葉片可以將土體粉碎得更細(xì)，以便于加固料與原土充分、均勻拌合。另外攪拌頭分為單軸式和雙軸式兩種，單軸式攪拌頭轉(zhuǎn)動(dòng)的力矩相對(duì)較小，對(duì)具有高壓縮性、含水量大的淤泥類土比較適用，作業(yè)效率也較高；雙軸式攪拌機(jī)攪拌頭的旋轉(zhuǎn)半徑及轉(zhuǎn)動(dòng)力矩都較大，不僅能適用于孔徑較大的淤泥類土的粉噴樁施工，而且也適用于壓縮性及含水量相對(duì)于淤泥類土偏小的軟粘性土粉噴樁施工，同時(shí)，施工深度也較單軸式增大。

合理選用攪拌機(jī)攪拌頭組合形式，二是指粉噴式攪拌頭的噴出口位置。粉噴式攪拌頭噴出口有葉片上和中心軸上兩種形式，形式不同，加固料沿樁橫截面方向噴射效果就會(huì)不同。當(dāng)噴出口位于葉片上時(shí)，加固料沿樁橫截面方向分布呈外密中疏現(xiàn)象，成樁的直徑越大，這種現(xiàn)象就越明顯。而且，攪拌機(jī)下鉆時(shí)攪拌頭噴出口很容易堵塞，只能用純水泥粉作為加固料；當(dāng)噴出口位于中心軸上時(shí)，在粉噴壓力的作用下，沿樁橫截面方向加固料分布基本均勻，成樁直徑在lm以內(nèi)，這種優(yōu)越性表現(xiàn)尤為突出。所以，為保證噴射效果，粉噴式攪拌頭的噴出口通常位于中心軸上，本項(xiàng)目就采用這種形式。

2、加固料（水泥）輸出量控制

復(fù)合地基中水泥含量的多少是影響地基承載力很關(guān)鍵的因素。通常，水泥含量越高，復(fù)合地基無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度就越高。為此，在粉噴樁加固軟土地基施工中，應(yīng)根據(jù)粉噴樁承載力的特點(diǎn)控制水泥的輸出量，以提高粉噴樁成樁質(zhì)量。

除選擇合適的粉體噴出量外，同時(shí)還必須控制加固料輸送系統(tǒng)風(fēng)壓及風(fēng)量的大小。風(fēng)壓及風(fēng)量大小取決于現(xiàn)場(chǎng)施工的深度、攪拌頭的組合形式、粉噴口的直徑和數(shù)量、以及攪拌頭提升速度等。風(fēng)壓、風(fēng)量過(guò)小，則孔深時(shí)送粉困難，噴粉口容易堵塞；當(dāng)粉體噴出量較大時(shí)，水泥攜帶能力欠佳。而風(fēng)壓過(guò)大，則容易將粉體噴向地表，導(dǎo)致成樁時(shí)水泥沿樁體軸線方向分布不均勻。控制加固料輸送系統(tǒng)風(fēng)壓及風(fēng)量的大小，對(duì)于提高粉噴樁施工質(zhì)量十分重要。為保證樁體不同深度加固料含量相同，應(yīng)使風(fēng)壓及風(fēng)量隨孔深逐漸加大，以抵消圍壓逐漸增大的影響，保持粉噴口內(nèi)外壓力差為一恒值。

3、混合土攪拌效果控制

混合土的攪拌效果，直接影響混合土抗壓強(qiáng)度。一般情況下，加固體破碎得越細(xì)，加固料與土體攪拌得越充分，加固料分布越均勻，則混合土的無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度就越高。又由室內(nèi)試驗(yàn)得知，在混合土攪拌初期，其強(qiáng)度增加很快。而經(jīng)過(guò)一定的時(shí)間后，隨著混合土攪拌時(shí)間的延長(zhǎng)，混合土的強(qiáng)度幾乎無(wú)變化。這表明混合土的強(qiáng)度還與混合土攪拌次數(shù)有關(guān)。為保證混合土的抗壓強(qiáng)度，混合土的攪拌效果與攪拌次數(shù)都應(yīng)受到控制。

4、在施工工藝上采取措施

為保證工程質(zhì)量，粉噴樁施工應(yīng)有合理的施工程序，并且應(yīng)根據(jù)各粉噴樁施工點(diǎn)的地質(zhì)條件和綜合情況，在施工工藝上采取相應(yīng)的措施。

（1）各施工點(diǎn)開(kāi)工前應(yīng)認(rèn)真做好工藝性試驗(yàn)，以便了解各施工點(diǎn)的施工條件和確定成樁的技術(shù)參數(shù)。

（2）嚴(yán)格控制粉噴樁的樁位偏差。各控制樁均由專業(yè)測(cè)量技術(shù)人員放樣。對(duì)于在曲線上的橋涵構(gòu)造物引道地基加固工程，當(dāng)采用折線代替圓曲線放樣時(shí)，樁位偏差應(yīng)不大于1cm.

（3）嚴(yán)格控制噴灰量，認(rèn)真貫徹執(zhí)行噴灰量偏差不大于7%的要求。

（4）采用水平尺沿垂線方向嚴(yán)格控制攪拌機(jī)鉆桿的傾斜度，以滿足鉆桿傾斜度偏差小于1%的要求。

（5）嚴(yán)格控制樁長(zhǎng)及樁徑。施工中攪拌機(jī)鉆頭直徑大于5Ocm時(shí)，樁長(zhǎng)要大于設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)。

（6）按設(shè)計(jì)要求，嚴(yán)格控制停灰面，為橋涵構(gòu)造物的后期施工提供便利條件。

三、施工中常見(jiàn)問(wèn)題和處理

1、預(yù)攪下沉困難，流值高，電機(jī)跳動(dòng)。原因是電壓偏低或土質(zhì)太硬，遇到塊石類。處理方法是調(diào)高電壓，挖除塊石等硬物。

2、攪拌機(jī)下不到位，但電流不大。原因是土質(zhì)太粘，攪拌機(jī)自重不夠。處理辦法是增加攪拌機(jī)自重或加設(shè)反壓裝置。

3、攪拌樁偏位，樁偏斜。原因是鉆機(jī)平臺(tái)傾斜，導(dǎo)向架傾斜。處理方法是重新調(diào)整鉆機(jī)平臺(tái)，調(diào)整支撐桿，使鉆桿垂直。

4、斷樁。原因是水泥粉中有結(jié)硬塊，堵塞壓力管道，或是地下含水量過(guò)大，粘土堵塞鉆頭噴射口。處理方法是檢查儲(chǔ)粉罐，有結(jié)塊的水泥或紡織帶等就必須廢掉這罐粉，重新裝粉或是提升鉆頭，清理噴射口。

5、噴粉量不足。原因是提升速度過(guò)快或粉體發(fā)送器噴粉不均勻。處理辦法是檢查儲(chǔ)粉罐或空氣壓縮機(jī)。

四、結(jié)束語(yǔ)

粉噴樁作為一種新型軟基處理方法已越來(lái)越被工程界所重視，但影響粉噴樁加固軟土地基施工質(zhì)量的因素很多。施工工藝措施、質(zhì)量檢驗(yàn)方法、攪拌機(jī)攪拌頭的葉片形式、加固料（水泥）輸出量、混合土的攪拌效果等是其中較為重要的因素。endprint