噴粉樁施工技術(shù)在水利工程地基處理中的應(yīng)用

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摘要：粉噴樁是進行軟土地基處理的一種常用施工方法，文章結(jié)合汕頭市澄海區(qū)蓮陽橋閘重建工程實例，詳細介紹了粉噴樁施工工藝和技術(shù)控制要點，從而完善粉噴樁施工工藝，推廣粉噴樁在工程中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：粉噴樁；軟基處理；施工技術(shù)；質(zhì)量控制

水泥噴粉樁屬深層攪拌樁，是通過特制的施工機械在地基深部就地將軟粘土和水泥強制攪拌，使軟粘土硬結(jié)成具有整體性、水穩(wěn)性和足夠強度的水泥土。硬結(jié)后的水泥土在地基中形成水泥土樁，從而達到以提高地基強度和增大變形模量為目的。此方法具有無振動、無噪音、無環(huán)境污染、加固費用低廉和加固技術(shù)可靠等優(yōu)點。適用于加固淤泥、淤泥質(zhì)土、粘性土、粉質(zhì)粘土、砂土、粉土等軟土地基，特別是加固含水量> 30% 或等于30% 的各類軟土地基尤為效果顯著，深度可達15 m。本文結(jié)合汕頭澄海蓮陽橋閘重建工程的粉噴樁施工實例，分析了粉噴樁在軟基處理中的應(yīng)用。

1 工程概況

蓮陽橋閘位于韓江下游五個出?？谥坏臇|溪下游，離出?？诩s12公里。行政區(qū)域?qū)偕穷^市澄海區(qū)，是一宗御咸蓄淡，集防潮、灌溉、城市供水并兼有交通、水運、發(fā)電等效益一體的大型綜合水利樞紐工程。它與東里橋閘、外砂橋閘、下埔橋閘及梅溪橋閘以及連接的堤防一起，構(gòu)筑成以防潮、灌溉、城市供水為主要效益的水利系統(tǒng)工程。

澄海蓮陽橋閘重建工程閘址選于老閘處拆除重建，工程屬I等大（1）型工程，永久性主要水工建筑物級別為2級，次要建筑物級別為3級，臨時建筑物按4級設(shè)計。工程洪水標準按50年一遇洪水設(shè)計，200年一遇洪水校核，水閘正常蓄水位3.05m。

2 地質(zhì)情況

工程位于韓江沖積平原，屬? 等大（1）型工程，閘址選于老閘處拆除重建，韓江下游段三角洲呈瀉湖地貌，三角洲沖積平原第四系地層以河流相和海陸交互相為主，橋閘建基面高程為- 31 1m，屬第四系深厚沖積層，開挖深度1m～ 3m，第（2- 2）層中粗砂厚1m～ 2m，下部廣泛分布有第（3）層的淤泥、淤泥質(zhì)軟土層，埋深約20m。第（2- 2）層中粗砂易產(chǎn)生閘基滲漏和繞閘滲漏現(xiàn)象，第（3）層淤泥、淤泥質(zhì)軟土層具有含水量大、滲透性差、壓縮性高和強度低等特點。

3 噴粉樁施工技術(shù)在地基處理中的應(yīng)用

3.1 噴粉樁施工前準備

（1）噴粉樁機類型選擇

根據(jù)工程地質(zhì)勘察資料顯示，閘址處巖土主要為淤泥、淤泥質(zhì)粉細砂層、淤泥層。通過現(xiàn)場工藝性試樁，國產(chǎn)PH-5型系列噴粉樁機完全滿足施工要求，因此該工程噴粉樁短樁施工可選用PH-5型鉆機施工，對長樁或樁長大于18m的區(qū)域宜選用PH-5B加強型鉆機施工。該類型樁機配有電子計錄儀，施工過程中可通過該儀器監(jiān)控20cm的噴灰量、樁底深度、?；颐嬉约白詣哟蛴∶扛鶚兜拿棵椎幕伊俊⑹┕r間、復(fù)攪深度及?；颐娴燃夹g(shù)參數(shù)。

（2）挖、填噴粉樁施工平臺

噴粉樁施工區(qū)域一次性開挖至建基面以上50cm，開挖過程中必須將舊閘墩的塊石、舊閘底板的鋼筋砼塊及木樁等障礙物清除干凈。若開挖面為砂層且砂層覆蓋厚度不小于50cm，則此開挖面可作為噴粉樁施工平臺；若開挖面為淤泥層，則必須挖至建基面換填50cm以上的中、粗砂才能作為施工平臺。施工平臺必須密實且基本平整，最大高差不得大于50cm。

（3）噴粉樁施工后臺布置

噴粉樁施工后臺布置：后臺灰灌及水泥平臺布置在施工現(xiàn)場臨時道路附近，以便于水泥運輸；送灰管盡可能不要橫跨施工道路。

具體布置情況如下：閘室及消力池噴粉樁施工時，后臺灰灌及水泥平臺集中布置在上游施工道路上靠下游側(cè)。左岸擋墻噴粉樁施工后臺布置在左岸舊堤防上。電站、后期圍堰及右岸擋墻噴粉樁施工后臺集中布置在右岸舊堤防上。

3.2 噴粉樁施工工藝

通過現(xiàn)場工藝性試樁的順利完成，結(jié)合外砂橋閘重建工程及東里橋閘重建工程噴粉樁施工中總結(jié)的成功經(jīng)驗，本工程噴粉樁施工采用“一噴四攪”施工方法，施工工藝流程如圖1所示：

圖1 噴粉樁施工工藝

（1）樁機就位

樁位測量放樣完成，移動噴粉樁機，使鉆頭中心對準樁位，樁位對中偏差不大于2cm，用水平尺調(diào)平樁機，確保鉆桿的垂直度不大于1%。

（2）攪拌鉆進

樁機就位經(jīng)檢查合格后，啟動傳動系統(tǒng)，先選用三擋或四擋快速送氣旋轉(zhuǎn)鉆進，遇到粘土或含砂量較高的硬塑淤泥層檔位變?yōu)槎蹉@進至設(shè)計樁底高程。攪拌鉆進嚴禁使用一擋鉆進，以免埋鉆桿。開鉆前應(yīng)將鉆頭底部與地面接觸，同時將電子計錄儀讀數(shù)歸零。

（3）提升噴粉、攪拌

鉆至設(shè)計深度及經(jīng)檢查管路通暢后，啟動送灰系統(tǒng)，先在孔底噴粉攪拌10～20s（根據(jù)送灰管路的長短確定時間），同時調(diào)整鉆機至反轉(zhuǎn)、提升狀態(tài)，當電子計錄儀顯示灰量達到40～60kg，開始選用80～120cm/min的提升速度邊攪拌邊噴粉至設(shè)計樁頂高程（?；颐妫?。

（4）復(fù)攪鉆進

提升噴粉、攪拌至設(shè)計樁頂高程（?；颐妫r，停止提升，將傳動系統(tǒng)調(diào)至正轉(zhuǎn)，同時停止噴粉，選用二檔或三擋的速度由?；颐嫱逻M行復(fù)攪至設(shè)計樁底。

（5）提升復(fù)攪、補噴

復(fù)攪鉆進至設(shè)計樁底高程時，將傳動系統(tǒng)調(diào)至反轉(zhuǎn)，以80～120cm/min的提升速度進行復(fù)攪。復(fù)攪過程中發(fā)現(xiàn)每20cm的灰量達不到11kg時，應(yīng)啟動送灰系統(tǒng)進行補噴，以確保每米的含灰量不小于55.2kg；提升復(fù)攪、補噴至?；颐娉蓸?。需要補噴的部位，補噴完后應(yīng)往下攪拌鉆進0.5m、再繼續(xù)提升復(fù)攪。

3.3 噴粉樁施工質(zhì)量控制及安全措施

3.3.1 施工質(zhì)量控制

（1）噴粉樁施工前，必須提交一份根據(jù)施工詳圖規(guī)定放樣的測量成果報送給監(jiān)理部，經(jīng)監(jiān)理工程師審批簽字確認后方可施工。

（2）噴粉樁使用的水泥品種及摻灰量必須符合設(shè)計要求，進場水泥應(yīng)按試驗規(guī)定提前送檢，合格后方可使用，每根樁施工只能使用一種品牌的水泥，不允許混用。嚴禁使用受潮、結(jié)塊、變質(zhì)的水泥。

（3）噴粉樁機就位應(yīng)平整、穩(wěn)固，確保施工中不發(fā)生傾斜、移動；樁機鉆桿垂直偏差不得大于1%，樁位偏差不得大于100mm，樁徑偏差不得大于20mm，樁長不得小于設(shè)計樁度。

（4）在噴粉成樁過程中，如因送灰管路堵塞或機械故障等原因而停止噴粉，第二次噴粉接樁時，搭接長度不得小于50cm。

（5）噴攪達到樁頂設(shè)計標高時，宜停止提升，繼續(xù)攪拌、噴灰數(shù)秒，以保證樁頭均勻密實，停灰面為設(shè)計樁頂高程。

（6）噴粉時，送灰工應(yīng)注意電子記錄儀的顯示，隨時調(diào)整氣壓，以保證送灰量均勻、準確；噴粉樁施工過程中，機臺操作人員應(yīng)與送灰工密切配合，以確保噴灰量符合設(shè)計要求。

（7）在施工過程中，若遇卡鉆、噴粉不暢或堵塞、樁體疏松、夾層斷樁、空心樁、樁體強度不均等情況時，應(yīng)暫停施工，立即通知監(jiān)理工程師，并與監(jiān)理工程師共同研究、確定可行的處理方案后方可繼續(xù)施工。

（8）應(yīng)定時檢查噴粉樁的成樁直徑及攪拌均勻程度。對使用的鉆頭應(yīng)定期檢查，其直徑磨耗量不得大于20mm。噴粉樁施工時應(yīng)對樁長、摻灰量、復(fù)攪長度、提升速度等關(guān)鍵指標嚴加控制，以確保滿足設(shè)計及規(guī)范要求。噴粉樁機及其匹配的易損機具應(yīng)有充足備用量，噴粉樁機配備的鉆桿長度、塔架必須滿足能施工樁長為3m～23m的噴粉樁。