粉噴樁軟基加固技術的施工質量控制分析

閆炳恒

(甘肅路橋建設集團圓隴公司,甘肅蘭州 730000)

粉噴樁軟基加固技術的施工質量控制分析

閆炳恒

(甘肅路橋建設集團圓隴公司,甘肅蘭州 730000)

粉噴樁是對軟土地基處理的一種行之有效的手段,文章主要同歸對施工準備階段和施工過程中施工工藝的論述,提出粉噴樁施工技術的質量控制措施,并進而提出四種常用的粉噴樁質量檢查方法。

粉噴樁 軟基加固 施工 質量控制

1 概述

在湖泊、沼澤、江、河、谷底和山澗處常分布有近代沉積的淤泥、淤泥質土，即我們常說的軟土。軟土具有親水性強而透水性差，孔隙較大且土粒間連接結構不穩定的物理特性，所以在此類地區上修筑公路，一定要先對軟土地基進行加固處理，否則由于其壓縮性較大，當路基受到交通載荷或者自身重力的作用，會導致路基不均勻沉降，從而引起路面結構的破壞。軟土地基的處理方法有很多，如表層處理法，換填土法，袋裝砂井法等，在實際施工中，應該根據路堤厚度、軟土層厚度、軟基壓縮性及現場實際情況確定最合理的施工方法，在保證加固效果的同時，注意經濟效益。粉噴樁是一種軟土地基加固的常用技術，最早是在1967年由瑞典的BPA公司提出，1974年這項技術取得專業并且得以在工程中實際運用。粉噴樁是在鉆機向軟基內鉆孔時，通過回轉轉盤和加壓機構對鉆頭施加壓力，當鉆頭在軸壓力和回鉆扭距作用下深層切入土體后，使用水泥或石灰粉體等固化劑，不斷由鉆頭向周圍被攪松的土體內噴射，并利用鉆頭使固化劑和粉體充分拌和，邊提升鉆頭邊噴入固化劑，邊攪拌邊混合，直到鉆頭提升出地面形成一根樁體。利用粉噴樁方法加固軟土地基，能有效控制地表的下沉，并且不至于影響到軟基周圍的建筑物，施工過程中噪音小、振動小，具有良好的社會效益和經濟效益，能夠以較小的投入達到理想的處理效果。但是粉噴樁屬于隱蔽工程，不能夠直接對其質量進行檢測和控制，所以文章中將對粉噴樁軟基施工中的控制環節和質量檢測方法進行分析和論述。

2 施工準備階段的質量控制措施

(1)施工資料的準備。軟基處理前首先要掌握各土層的物理、力學指標，比如土體的容量、承載力、摩擦力、孔隙比、含水率，液性指標、塑性指數等，只有基礎數據的準確無誤，才能保證通過分析驗算，計算得出地基的承載能力、確定樁徑和樁距、總樁數等施工數據的準備性。另外，還需要對地質剖面圖、地下水情況、地面標高、軟土層厚度、分層情況進行了解，盡量選擇天然承載力較高的土層作為持力層。(2)漿體材料的選擇。粉噴樁所用材料可以選擇石灰、水泥、粉煤灰等作為加固材料，其質量要符合設計要求。水泥一般選用普通水泥或者礦渣水泥，其進場、使用、保管須有專人負責，禁止使用結塊、受潮的劣質水泥，并在材料進場前對水泥進行各項物理、力學指標實驗，水泥入罐時要經過篩網過濾，去除雜物。漿體中粉煤灰的二氧化硅、三氧化二鋁的含量不少于70%，燒失量不大于10%。(3)施工機械的準備。粉噴樁的施工機械主要是由行走機構、動力機構、操作機構、粉體發送器、空氣壓縮機、攪拌鉆頭組成，主機是由一臺能完成鉆進及攪拌工作的鉆機，為保證不同的提升和鉆進速度來滿足不同樁身強度的要求，必須確保鉆機足夠的靈活性和速度可變性。為確保成樁質量，粉體發送器必須要配備計量裝置，如電子秤或電腦計量儀。電子秤可以記錄每根樁的累計噴粉量，電腦計量儀可以瞬間噴粉量，并在粉噴過程中認真的做好粉量記錄，確保摻入量符合設計要求，并由轉鼓轉速控制粉體的定量輸出。

3 施工過程中的工藝及質量控制

(1)正式施工前的工藝性試樁。為保證成樁質量，組織合理的粉噴樁施工成樁工藝，確定水泥的初始凝時間、安定性強度等技術參數，在全面施工前，首先進行工藝性試樁，在實驗過程中，要根據粉噴樁設備的操作，確定每臺機組各自的鉆進速度、拌和速度、提升速度，以及單位時間噴漿量、樁長、成樁時間、復攪遍數等信息，為施工提供可靠的依據。(2)施工前的場地平整和調整鉆機。首先，要按照施工圖紙對場地進行清理，包括石塊、垃圾等，場地低洼路段應排水清淤再回填平整，鋪設好砂墊層。為保證施工機械在軟泥地段的正常運行，要對其進行表面處治，排除地表水。樁位放線時，根據可靠的水準點及控制樁，用經緯儀將樁位精確放樣，標出每根樁的位置。組裝架設粉噴樁機設備，事先檢查主機各部分和噴粉系統的安裝和連接狀況，做好必要的緊固調整工作，灰罐裝滿料后，進料口應加蓋密封，排除異常情況后方可開始施工。(3)在成樁時，先用粉噴樁機在樁位鉆孔，至設計要求深度后(鉆速為0.5～1m／min)，將鉆頭以≤1m／min的速度邊拌和邊提升，同時通過粉噴系統將水泥(或石灰粉)通過鉆桿端噴嘴定時定量向攪動的土體噴粉，使土體和水泥進行充分拌和混合，形成水泥、水、土混合體。(4)一根樁應該裝灰一次，在噴粉過程中不能中斷，要一氣呵成，一般噴粉壓力控制在0.5～0.8Mpa之間，在鉆桿上用標線控制噴粉深度。(5)重點控制好單位樁長噴粉量，一般每米量為45～70kg之間，具體的噴粉量應隨樁體的實際情況而定，為避免樁機移動路線過長，在每個施工段應調定一次噴粉量，噴粉樁施工時宜采用先中軸后邊軸，先里排后外排的次序進行，樁機移動最長距離不超過50m為宜。(6)當鉆頭提升到地面以下約50cm時，噴粉系統停止向孔內噴射水泥(或石灰粉)。遇有荷載較大或不正常情況，為避免樁上部受最大部位因氣壓驟減出現松散層，提高樁體質量，在樁體上部3.5m范圍內，宜再鉆進提桿復噴(水泥用量為10kg／m)一次，樁體即告完成，復噴樁體強度可達到1.2Mpa左右。(7)噴粉樁應自然養護14d以上始可挖基坑土方，樁基上部50cm盡可能人工開挖，避免挖土機和推土機在其上行駛或站在樁上挖土，以免將樁頭壓碎或水平推力作用造成斷樁，切割上部樁頭是應用人工在周邊鑿槽，在用錘擊破碎。

4 質量檢查方法

對粉噴樁進行質量檢查時，應該在室外實驗的基礎上，采用多種方法進行綜合評價。

(1)樁身定位檢查：當全部樁完成后，進行基槽開挖，樁頂會露出1m左右的高度，按照設計高度樁長截掉多余的部分，再用經緯儀進行測量樁的偏位、樁頂標高、開挖標高情況。(2)樁身強度實驗：制樁后7天內，用輕便觸探法進行一般性實驗，然后抽樣鉆心取樣，試驗抗壓強度，鉆孔直徑一般不小于108mm，試件尺寸不小于50mm×50mm×50mm。(3)靜力初探實驗：是將一定規格的圓錐形探頭，按一定的速率壓入土中，量測土對探頭的阻力，從而分析土的質量，實驗結果可以判斷樁體和土層的密實性、均勻性、地基前后的承載力和壓縮性實驗，并可計算單樁的承載能力。(4)輕便動力觸探法：一般是在成樁7d內，使用輕便觸探器取樁身水泥土樣，通過觀察水泥土樣的顏色是否一致、有無結塊水泥或未拌勻的土團來檢查噴粉樁攪拌均勻程度，同時根據觸探擊數(N10)來判斷樁身強度，對N10貫入10cm擊數不能少于10擊，少于10擊或者每擊大于10mm的區段直接可認為所檢查段不符合要求，應進行處理。

[1]林宇澄.軟弱土地基深層粉噴攪拌樁施工技術探討[J].福建建設科技,2006年03期.

[2]王愛鳳.淺議粉噴樁處理軟土地基施工工藝與檢測方法[J].今日科苑,2009年20期.