粉噴樁技術(shù)在公路軟基工程中的應(yīng)用

王桂敏 朱平

1青島海陸通工程質(zhì)量檢測(cè)有限公司 山東 青島 266000

2中建筑港集團(tuán)有限公司 山東 青島 266000

粉噴樁又稱(chēng)加固土樁，是深層攪拌法加固地基方法的一種形式，是采用粉體狀固化劑來(lái)進(jìn)行軟基攪拌處理的方法。適合于加固各種成因的飽和軟粘土，中國(guó)常用于加固淤泥、淤泥質(zhì)土、粉土和含水量較高的粘性土。

1 工程概況

某公路工程K0+640～K1+707.336段軟基采用粉噴樁技術(shù)進(jìn)行加固處理，總處理寬度約9.0m。粉噴樁加固范圍可分成以下三段：第一段處理寬度約9.0m，樁長(zhǎng)4.8m，樁徑0.5m，樁間距1.2m，樁數(shù)為645根，總樁長(zhǎng)3096m，褥墊層452.6m，單樁承載力特征值為97kPa，復(fù)合地基承載力特征值為87kPa；第二段處理寬度約9.0m，樁長(zhǎng)4.3m，樁徑0.5m，樁間距1.2m，樁數(shù)為1680根，總樁長(zhǎng)7224m，褥墊層1174.7m，單樁承載力特征值為97kPa，復(fù)合地基承載力特征值為87kPa；第三段處理寬度約9.0m，樁長(zhǎng)2.8-3.5m，樁徑0.5m，樁間距1.2m，樁數(shù)為5408根，總樁長(zhǎng)17035.2m，褥墊層3800.5m，單樁承載力特征值為97kPa，復(fù)合地基承載力特征值為87kPa。

2 施工準(zhǔn)備

（1）由項(xiàng)目經(jīng)理組織相關(guān)人員參與規(guī)范學(xué)習(xí)，掌握規(guī)范與施工工法。

（2）由項(xiàng)目的技術(shù)負(fù)責(zé)人開(kāi)展圖紙會(huì)審，明確圖紙各項(xiàng)設(shè)計(jì)要求，并在會(huì)審?fù)ㄟ^(guò)后進(jìn)行技術(shù)交底。

（3）以業(yè)主與有關(guān)部門(mén)上交的水準(zhǔn)點(diǎn)為依據(jù)，做好基準(zhǔn)點(diǎn)與標(biāo)高測(cè)量，并據(jù)此開(kāi)展定位放線(xiàn)，保護(hù)所有控制點(diǎn)。

（4）對(duì)所有進(jìn)場(chǎng)材料進(jìn)行檢查驗(yàn)收，同時(shí)按照要求嚴(yán)格復(fù)驗(yàn)，經(jīng)復(fù)核合格以后才能在施工中使用[1]。

（5）對(duì)于施工場(chǎng)地范圍內(nèi)存在的低洼處，需在施工開(kāi)始前利用素土對(duì)其回填和夯實(shí)，使所有機(jī)械都能正常行走，并對(duì)地下障礙物進(jìn)行清除。

（6）若場(chǎng)地的實(shí)際標(biāo)高比設(shè)計(jì)要求的樁頂標(biāo)高低50cm以上，應(yīng)進(jìn)行回填土，并將其壓實(shí)，保證成樁質(zhì)量。

（7）施工機(jī)械配置：PH-5型粉噴樁機(jī)，3臺(tái)，37kW×2，用于成樁；3W2.6型空壓機(jī)，3臺(tái)，15kW×2，用于送灰；罐氣包，3個(gè)，用于存氣；灰罐，3個(gè)，2kW，用于儲(chǔ)存水泥；小灰罐，3個(gè)，用于添加水泥；電焊機(jī)，2個(gè)，13kW×2，用于機(jī)械維修；PJ4-1型電子計(jì)量?jī)x，2個(gè)，用于粉噴計(jì)量；深度器，2個(gè)，用于深度計(jì)量；J2型經(jīng)緯儀，1臺(tái)，用于軸線(xiàn)測(cè)量；水準(zhǔn)儀，1個(gè)，用于標(biāo)高測(cè)量。

3 施工工藝

（1）該工程粉噴樁施工主要工藝參數(shù)為：①鉆進(jìn)速度按0.6m/min控制；②提升速度按0.7m/min控制；③攪拌速度按40r/min控制；④氣體流量按20L/s；⑤空氣壓力按0.3MPa；⑥單位長(zhǎng)度水泥用量按52.97kg/m控制[2]。

（2）根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)規(guī)劃紅線(xiàn)，結(jié)合設(shè)計(jì)圖紙?zhí)岢龅木唧w要求，安排專(zhuān)門(mén)的技術(shù)人員開(kāi)展測(cè)量定位，為之后的樁基施工奠定良好基礎(chǔ)。

（3）將樁機(jī)運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)并組裝完成后，借助液壓系統(tǒng)使樁機(jī)到達(dá)樁位的正方上，并確保樁機(jī)的攪拌鉆頭與樁位完全對(duì)準(zhǔn)，同時(shí)使攪拌軸始終保持垂直。

（4）鉆機(jī)定位并將其調(diào)平以后，開(kāi)啟電機(jī)，使攪拌頭在旋轉(zhuǎn)的同時(shí)不斷下沉，并將空壓氣打開(kāi)，持續(xù)噴入壓縮空氣，使噴射口始終保持暢通，將土體破碎，使其松動(dòng)，直到設(shè)計(jì)要求的深度。實(shí)際的下沉速度需要以土質(zhì)軟硬程度為依據(jù)確定，在必要的情況下可以使用沖水的方法進(jìn)行下沉。

（5）待鉆頭進(jìn)入到設(shè)計(jì)要求的深度后，開(kāi)啟粉體發(fā)送器，并將送灰閥打開(kāi)，使水泥粉噴射至土體當(dāng)中，然后按照設(shè)計(jì)要求的提升速度，通常為二擋，在噴粉的同時(shí)進(jìn)行攪拌提升，到設(shè)計(jì)要求的高度為止（一般需要達(dá)到樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高以上50cm處）[3]。

（6）為了實(shí)現(xiàn)對(duì)樁身和樁頭的有效加強(qiáng)，并保證樁底攪拌充分和均勻性，切實(shí)提高強(qiáng)度，需按照設(shè)計(jì)要求水泥用量與復(fù)攪長(zhǎng)度，于原位實(shí)施重復(fù)攪拌和下沉，確保水泥與土體之間能夠充分和均勻攪拌，到整個(gè)鉆頭被提出到地面停止，將樁機(jī)移動(dòng)到下一個(gè)樁位準(zhǔn)備施工。

4 質(zhì)量要求與控制

4.1 質(zhì)量要求

粉噴樁施工質(zhì)量基本要求為：

（1）做好定位放線(xiàn)工作，嚴(yán)格控制軸線(xiàn)與樁位的偏差，平面偏差不能超過(guò)±2cm，垂直度不能超過(guò)1%。（2）加強(qiáng)材料檢查與驗(yàn)收，使其質(zhì)量與數(shù)量都能達(dá)到要求，并針對(duì)水泥制定針對(duì)性防范措施，以免由于材料質(zhì)量問(wèn)題對(duì)粉噴樁施工質(zhì)量造成影響。（3）噴粉過(guò)程必須連續(xù)，不可虛噴，以32.5普硅水泥為固化劑，其摻入按照52.97kg/m控制[4]。（4）當(dāng)人工填土實(shí)際含水量相對(duì)較少時(shí)，應(yīng)灑入適量的水，這樣是為了能使樁身水泥土實(shí)際強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求。（5）保證粉噴樁的樁長(zhǎng)與樁徑，這是使成樁后單樁承載力與復(fù)合地基整體承載力均達(dá)到設(shè)計(jì)要求的前提，如果樁長(zhǎng)不足，則會(huì)使樁端無(wú)法達(dá)到設(shè)計(jì)確定的持力層。（6）成樁完成后，要在3d時(shí)間內(nèi)使用觸探器對(duì)加固土體實(shí)施抽樣，確定攪拌是否均勻，同時(shí)通過(guò)對(duì)比對(duì)樁身的強(qiáng)度予以判斷。（7）加固土的齡期達(dá)到28d后，對(duì)整個(gè)復(fù)合地基開(kāi)展載荷試驗(yàn)，以確定加固土的實(shí)際承載力，對(duì)于檢驗(yàn)點(diǎn)的數(shù)量和位置，都要根據(jù)設(shè)計(jì)要求確定。（8）將基槽開(kāi)挖完成后，應(yīng)立即對(duì)樁位、樁數(shù)和樁徑等參數(shù)進(jìn)行檢驗(yàn)，若檢驗(yàn)結(jié)果未能達(dá)到規(guī)定，則應(yīng)立即采取有效的補(bǔ)救措施[5]。（9）施工中應(yīng)做到全過(guò)程監(jiān)理，根據(jù)地質(zhì)條件，確定進(jìn)入持力層之后的電流值，對(duì)于樁長(zhǎng)，需要以圖紙要求為依據(jù)，并結(jié)合會(huì)審記錄來(lái)控制，如果地質(zhì)條件有很大的變化，則要按照電流值對(duì)樁長(zhǎng)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。對(duì)每根樁都要做好原始記錄，在每天施工過(guò)程中都要由業(yè)主或監(jiān)理單位進(jìn)行簽證。

4.2 質(zhì)量控制

為保證粉噴樁施工質(zhì)量，施工中應(yīng)注意以下質(zhì)量控制要點(diǎn)：

（1）在測(cè)量定位過(guò)程中，應(yīng)利用完成校驗(yàn)的儀器，包括水準(zhǔn)儀、計(jì)量表和經(jīng)緯儀等，在放線(xiàn)時(shí)，所有水準(zhǔn)點(diǎn)都應(yīng)達(dá)到牢固，同時(shí)測(cè)量的手續(xù)必須齊全。（2）所有施工材料都必須由總包方進(jìn)行采購(gòu)，對(duì)每批材料進(jìn)場(chǎng)均予以嚴(yán)格把關(guān)，所有材料都應(yīng)提供相應(yīng)的復(fù)試報(bào)告與合格證，將材料運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)后，應(yīng)加強(qiáng)保管，避免風(fēng)吹雨淋導(dǎo)致材料變質(zhì)，影響使用，造成浪費(fèi)[6]。（3）每天都要施工機(jī)械設(shè)備進(jìn)行檢查，使噴灰能夠連續(xù)進(jìn)行，成樁時(shí)，如果發(fā)生意外，需要在12h之內(nèi)進(jìn)行補(bǔ)噴，復(fù)噴的長(zhǎng)度應(yīng)達(dá)到停灰面以下至少1m。（4）噴粉裝置必須配備準(zhǔn)確的計(jì)量器，用于對(duì)水泥瞬時(shí)噴入數(shù)量和累計(jì)總量進(jìn)行記錄，施工時(shí)隨時(shí)注意顯示器示值，據(jù)此對(duì)風(fēng)壓和閥門(mén)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，以有效保證送灰均勻性與數(shù)量準(zhǔn)確性，最終保證成樁質(zhì)量。（5）對(duì)鉆孔的深度、噴灰時(shí)間與停止噴灰時(shí)間都要予以嚴(yán)格控制，使實(shí)際樁長(zhǎng)達(dá)到設(shè)計(jì)要求。一般按照3d的時(shí)間間隔對(duì)成樁直徑和攪拌均勻度進(jìn)行檢查，同時(shí)每天都要對(duì)使用的鉆頭進(jìn)行檢查，如果磨損量超過(guò)1cm，應(yīng)對(duì)其進(jìn)行更換。（6）復(fù)攪必須嚴(yán)格設(shè)計(jì)要求實(shí)施，在達(dá)到設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高以上0.5m的位置后方可停噴。在提升的過(guò)程中，速度應(yīng)按照0.8m/min嚴(yán)格控制，確保水泥和土之間能夠充分?jǐn)嚢杈鶆颍_(dá)到保證成樁質(zhì)量的目的[7]。（7）施工中要對(duì)機(jī)械垂直度進(jìn)行經(jīng)常性檢查，檢查方法為在機(jī)架上懸掛一條線(xiàn)錘，這樣能十分方便的進(jìn)行觀察和調(diào)整，使樁身的垂直度始終不超過(guò)1%。（8）施工中應(yīng)做好對(duì)施工記錄的檢查，同時(shí)要對(duì)所有樁實(shí)施質(zhì)量評(píng)定，對(duì)質(zhì)量不滿(mǎn)足要求的，應(yīng)按照其位置與數(shù)量進(jìn)行補(bǔ)樁，也可采用其它補(bǔ)強(qiáng)措施。（9）施工機(jī)械應(yīng)配備計(jì)量裝置和儲(chǔ)氣罐，保證送氣數(shù)量和均勻性，并使施工實(shí)現(xiàn)信息化，保證工程的施工質(zhì)量[8]。（10）為達(dá)到樁徑要求，施工時(shí)所用鉆頭的直徑不能比設(shè)計(jì)要求的樁徑小，具體的沉樁深度要以設(shè)計(jì)要求為依據(jù)，結(jié)合施工電流進(jìn)行控制，每天都要對(duì)施工的原始記錄進(jìn)行整理，同時(shí)交由監(jiān)理單位進(jìn)行校核，通過(guò)校核后予以簽證。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，軟基是公路工程施工中經(jīng)常遇到的問(wèn)題，粉噴樁則是一種常用的軟基加固處理方法。目前，該工程粉噴樁施工已經(jīng)順利完成，且經(jīng)檢查確認(rèn)其各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)都能達(dá)到規(guī)范和設(shè)計(jì)要求，說(shuō)明以上施工技術(shù)合理可行，具有一定的參考借鑒價(jià)值。