粉噴樁在高速公路軟土路基處理中的應(yīng)用

程光輝 劉見表 諶及時(shí)

軟土地基在建設(shè)高速公路中比較常見。因其強(qiáng)度低，易變形，故需要對(duì)其進(jìn)行地基處理，以保證施工質(zhì)量，而粉噴樁是處理軟基的一種非常有效的方法。

1 粉噴樁加固機(jī)理

粉噴樁的加固機(jī)理是將水泥等作為固化劑，通過特制施工機(jī)具，將加固料以霧狀形式噴射到軟土地基土層中，再用攪拌機(jī)回轉(zhuǎn)葉片，在設(shè)計(jì)加固深度范圍內(nèi)不斷旋轉(zhuǎn)，使水泥與軟土顆粒發(fā)生水解、水化反應(yīng)，使軟土具有一定強(qiáng)度、水穩(wěn)定性和整體性的水泥土柱體即粉噴樁。

2粉噴樁在軟基處理中的應(yīng)用

2.1路段概況及軟基處理方案選擇

M高速公路全長(zhǎng)23.76Km，時(shí)速120Km/h。在施工路段有些路段存在地表土承載力低，還有部分為河道回填區(qū)，完全不能承受其上部設(shè)計(jì)荷載要求，故結(jié)合本項(xiàng)目的特點(diǎn)，選用粉噴樁對(duì)這些路基進(jìn)行加固處理。

處理軟土地基的首要目標(biāo)是使其能夠滿足承載力要求，而后再使其能夠減少沉降，尤其是不均勻沉降。根據(jù)相關(guān)資料可知M項(xiàng)目的軟土，一般位于水稻田區(qū)、河塘區(qū)。大部分軟土含水量在25%～35%，承載力在65～80MPa 之間。在設(shè)計(jì)時(shí)，通常會(huì)考慮軟土各方面因素，因地制宜的采取處理措施。根據(jù)沉降控制原則，本項(xiàng)目建議使用粉噴樁進(jìn)行處理。

2.2施工組織

（1）施工組織

本項(xiàng)目工期較緊，為保證處理質(zhì)量，采用多個(gè)路段同時(shí)開工處理，引入數(shù)十臺(tái)樁機(jī)進(jìn)行處理，每臺(tái)配兩個(gè)班組，全天候輪流施工。每個(gè)班組設(shè)立組長(zhǎng)一名負(fù)責(zé)指揮調(diào)度，操作員兩名負(fù)責(zé)施工操作。另設(shè)質(zhì)量檢查員和施工員各一名，負(fù)責(zé)施工情況的詳細(xì)記錄和質(zhì)量監(jiān)測(cè)。項(xiàng)目另設(shè)技術(shù)員負(fù)責(zé)技術(shù)總結(jié)和資料歸整。設(shè)電工及專職安全員負(fù)責(zé)施工現(xiàn)場(chǎng)施工用電安全。

（2）施工順序及工藝流程

粉噴樁的施工工藝流程如下所示：

測(cè)量放線→場(chǎng)地平整→定位樁基→裝機(jī)就位→送風(fēng)→預(yù)攪下沉→送灰→提升→下沉→重復(fù)提升→成型→樁機(jī)移位。

①準(zhǔn)確測(cè)量定位軸線及樁位，并標(biāo)記；②樁機(jī)對(duì)位，誤差控制在5cm內(nèi)，調(diào)節(jié)樁機(jī)，使導(dǎo)向架同攪拌軸垂直，誤差控制在1%以內(nèi)；③關(guān)閉灰閥，開啟氣門；④啟動(dòng)樁機(jī)，啟動(dòng)空壓機(jī)，對(duì)樁機(jī)供氣。樁機(jī)開始工作，當(dāng)達(dá)到設(shè)計(jì)深度時(shí)，降低轉(zhuǎn)鉆轉(zhuǎn)速，并讓其原位轉(zhuǎn)動(dòng)1-2分鐘；⑤提升噴粉攪拌。確定到設(shè)計(jì)高度后，應(yīng)以1m/min速度提升，提升到設(shè)計(jì)?；覙?biāo)高后，原位轉(zhuǎn)動(dòng)1-2min；⑥重復(fù)攪拌。為確保攪拌均勻，可以采取復(fù)攪或復(fù)拌；⑦當(dāng)噴粉到標(biāo)高0.5m以上時(shí)，立即停止噴粉，并將余灰噴入土中，以防環(huán)境污染，還要求安裝調(diào)噴粉裝置；⑧原位轉(zhuǎn)1-2min后，將鉆頭提離地面0.2m進(jìn)行減壓，并開罐檢查灰量；⑨移位樁機(jī)，準(zhǔn)備施工下根樁。

（3）進(jìn)度安排

根據(jù)樁量、施工條件、施工設(shè)備情況以及進(jìn)度要求，粉噴樁的工期大約50天。另外有12個(gè)有效施工日用來調(diào)整設(shè)備維修及其他所延誤的時(shí)間。

（4）主要施工機(jī)械

本工程主要采用武漢工程機(jī)械廠生產(chǎn)的 FEJ18 型粉噴樁機(jī)及其附屬設(shè)備。

2.3 施工要點(diǎn)

（1）施工前的準(zhǔn)確放線定位樁基、并做好醒目標(biāo)記。（2）為防止因噴粉不足攪拌不均勻出現(xiàn)的質(zhì)量缺陷，通常會(huì)是樁的噴射長(zhǎng)度比設(shè)計(jì)長(zhǎng)度長(zhǎng)40-50cm，待達(dá)到一定強(qiáng)度后截去多出部分，但需采用適宜方法，以避免破壞留存樁體。（3）為均勻傳遞荷載，應(yīng)在地基底下設(shè)置一定厚度墊層，且在施工時(shí)務(wù)必將樁頂嵌入墊層中，以保證樁基整體性。（4）雖然噴粉適合在有地下水的土層中施工，但施工過程中不可隨意向孔中注水；若土體太干燥，經(jīng)論證后可先向土體注水，待均勻滲透后，再進(jìn)行施工。（5）必須做粉體噴出量試驗(yàn)，按照設(shè)計(jì)規(guī)定的摻入比向孔中噴射粉料，且不得降低噴入量。（6）防止地下水或其他誰滲入輸送粉料管中，以避免管道堵塞，影響質(zhì)量。（7）需在固化劑罐口安裝過濾網(wǎng)，防止雜物掉進(jìn)固化劑罐內(nèi)。（8）應(yīng)時(shí)刻關(guān)注施工的動(dòng)態(tài)狀況，防止供氣不足、噴口堵塞、噴粉不夠和斷噴的現(xiàn)象，若出現(xiàn)問題，應(yīng)及時(shí)采取應(yīng)對(duì)措施。（9）樁體制作時(shí)應(yīng)注意其連續(xù)性，不可間歇中斷。（10）把握好鉆孔的速度，不宜過快，以使原位土疏松透氣。（11）養(yǎng)護(hù)14d以上的樁可進(jìn)行基坑開挖。（12）應(yīng)該對(duì)所有樁進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)和承載力監(jiān)測(cè)，必要時(shí)進(jìn)行單樁承載力及樁體強(qiáng)度檢測(cè)。所有檢測(cè)指標(biāo)、樁位、樁數(shù)均要符合設(shè)計(jì)要求。（13）若出現(xiàn)斷樁、縮頸、缺樁、偏移過大、表面缺陷、樁長(zhǎng)不夠等事故，需要按要求進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)，達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。（14）在施工中需要專人對(duì)樁的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄、包括標(biāo)記樁號(hào)、樁長(zhǎng)、成樁時(shí)間、設(shè)計(jì)樁徑與實(shí)際樁徑等數(shù)據(jù)。其中成樁時(shí)間的記錄誤差控制在5s以內(nèi)，樁長(zhǎng)誤差控制5cm以內(nèi)。

3 粉噴樁施工質(zhì)量保證措施

根據(jù)本項(xiàng)目軟土地基水位高、含水量高的特點(diǎn)，采用噴粉樁的方式進(jìn)行處理。結(jié)合本工程現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際土質(zhì)情況及國(guó)家相關(guān)規(guī)定規(guī)程，為了保證工程質(zhì)量，其質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)為：（1）樁位的垂直偏差需小于 1%。（2）深度偏差需小于 10cm。（3）樁位偏差需小于 5cm。（4）摻入比不可低于加固濕土重的 15%。

其質(zhì)量控制采取的措施：（1）成立質(zhì)量管理小組，并建立施工質(zhì)保體系，實(shí)行目標(biāo)管理，確保工程質(zhì)量。（2）施工過程中必須嚴(yán)格執(zhí)行各項(xiàng)管理制度，且必須嚴(yán)格按圖施工，嚴(yán)格遵循工藝標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行施工。（3）嚴(yán)格執(zhí)行相關(guān)規(guī)范的質(zhì)量評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)各項(xiàng)進(jìn)場(chǎng)材料必須全部執(zhí)行檢驗(yàn)和驗(yàn)收制度，防止不符標(biāo)準(zhǔn)材料進(jìn)入。（4）做好現(xiàn)場(chǎng)控制樁的保護(hù)以及測(cè)量放線的準(zhǔn)確性，實(shí)行統(tǒng)一管理和統(tǒng)一施測(cè)。（5）強(qiáng)化施工人員的質(zhì)量意識(shí)，明確質(zhì)量管理的目標(biāo)。

（作者單位：1長(zhǎng)沙市公路橋梁建設(shè)有限責(zé)任公司2湖南省第三工程有限公司3寧鄉(xiāng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)投資評(píng)審中心）