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：軟土對公路路基造成的危害十分嚴重，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)量檢驗與控制。

一、質(zhì)量檢驗

1、檢查記錄

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

⑴施工記錄

詳細記錄每次施工時的樁號、水泥的標號、預(yù)攪、噴粉、復(fù)攪的起終時間。記錄鉆進、攪拌、提升的速度，管道壓力等。記錄停灰、停鉆時間、噴粉深度、停灰標高等。

⑵粉記錄

要記錄每根樁的起始、最終的供粉量，記錄儲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，然后存檔保存。

2、開挖檢驗

由于粉噴樁在施工過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度較高，一般七天后就可以進行下一步作業(yè)。在進行下道工序土方作業(yè)前對粉噴樁按2%比例開挖抽檢，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度。

3、N10檢測

N10檢測即輕便觸探法檢測，抽檢比例為2%。本工地選取132根樁檢測其強度，樁身齡期為7天，擊入深度為4-11cm，檢測的觸探點位置取樁徑的1/4處，檢測結(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。通過鉆探抽芯，先檢查樁長是不是滿足設(shè)計，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，分別進行無側(cè)限抗壓強度的試驗。本項目通過抽芯鉆探，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，在大部分攪拌機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，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)動的力矩相對較小，對具有高壓縮性、含水量大的淤泥類土比較適用，作業(yè)效率也較高；雙軸式攪拌機攪拌頭的旋轉(zhuǎn)半徑及轉(zhuǎn)動力矩都較大，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于淤泥類土偏小的軟粘性土粉噴樁施工，同時，施工深度也較單軸式增大。

合理選用攪拌機攪拌頭組合形式，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不同。當噴出口位于葉片上時，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，攪拌機下鉆時攪拌頭噴出口很容易堵塞，只能用純水泥粉作為加固料；當噴出口位于中心軸上時，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)合地基無側(cè)限抗壓強度就越高。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，同時還必須控制加固料輸送系統(tǒng)風壓及風量的大小。風壓及風量大小取決于現(xiàn)場施工的深度、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。風壓、風量過小，則孔深時送粉困難，噴粉口容易堵塞；當粉體噴出量較大時，水泥攜帶能力欠佳。而風壓過大，則容易將粉體噴向地表，導(dǎo)致成樁時水泥沿樁體軸線方向分布不均勻。控制加固料輸送系統(tǒng)風壓及風量的大小，對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)使風壓及風量隨孔深逐漸加大，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度。一般情況下，加固體破碎得越細，加固料與土體攪拌得越充分，加固料分布越均勻，則混合土的無側(cè)限抗壓強度就越高。又由室內(nèi)試驗得知，在混合土攪拌初期，其強度增加很快。而經(jīng)過一定的時間后，隨著混合土攪拌時間的延長，混合土的強度幾乎無變化。這表明混合土的強度還與混合土攪拌次數(shù)有關(guān)。為保證混合土的抗壓強度，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）各施工點開工前應(yīng)認真做好工藝性試驗，以便了解各施工點的施工條件和確定成樁的技術(shù)參數(shù)。

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

（3）嚴格控制噴灰量，認真貫徹執(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格控制攪拌機鉆桿的傾斜度，以滿足鉆桿傾斜度偏差小于1%的要求。

（5）嚴格控制樁長及樁徑。施工中攪拌機鉆頭直徑大于5Ocm時，樁長要大于設(shè)計樁長。

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

三、施工中常見問題和處理

1、預(yù)攪下沉困難，流值高，電機跳動。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、攪拌機下不到位，但電流不大。原因是土質(zhì)太粘，攪拌機自重不夠。處理辦法是增加攪拌機自重或加設(shè)反壓裝置。

3、攪拌樁偏位，樁偏斜。原因是鉆機平臺傾斜，導(dǎo)向架傾斜。處理方法是重新調(diào)整鉆機平臺，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，或是地下含水量過大，粘土堵塞鉆頭噴射口。處理方法是檢查儲粉罐，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。原因是提升速度過快或粉體發(fā)送器噴粉不均勻。處理辦法是檢查儲粉罐或空氣壓縮機。

四、結(jié)束語

粉噴樁作為一種新型軟基處理方法已越來越被工程界所重視，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)量檢驗方法、攪拌機攪拌頭的葉片形式、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