粉噴樁軟基加固技術(shù)的施工質(zhì)量控制分析

閆炳恒

(甘肅路橋建設(shè)集團(tuán)圓隴公司,甘肅蘭州 730000)

粉噴樁軟基加固技術(shù)的施工質(zhì)量控制分析

閆炳恒

(甘肅路橋建設(shè)集團(tuán)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(zhǔn)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(shù)的質(zhì)量控制措施,并進(jìn)而提出四種常用的粉噴樁質(zhì)量檢查方法。

粉噴樁 軟基加固 施工 質(zhì)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(zhì)土，即我們常說的軟土。軟土具有親水性強(qiáng)而透水性差，孔隙較大且土粒間連接結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定的物理特性，所以在此類地區(qū)上修筑公路，一定要先對軟土地基進(jìn)行加固處理，否則由于其壓縮性較大，當(dāng)路基受到交通載荷或者自身重力的作用，會導(dǎo)致路基不均勻沉降，從而引起路面結(jié)構(gòu)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(yīng)該根據(jù)路堤厚度、軟土層厚度、軟基壓縮性及現(xiàn)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(jīng)濟(jì)效益。粉噴樁是一種軟土地基加固的常用技術(shù)，最早是在1967年由瑞典的BPA公司提出，1974年這項技術(shù)取得專業(yè)并且得以在工程中實際運(yùn)用。粉噴樁是在鉆機(jī)向軟基內(nèi)鉆孔時，通過回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)盤和加壓機(jī)構(gòu)對鉆頭施加壓力，當(dāng)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(nèi)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(jīng)濟(jì)效益，能夠以較小的投入達(dá)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(zhì)量進(jìn)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(huán)節(jié)和質(zhì)量檢測方法進(jìn)行分析和論述。

2 施工準(zhǔn)備階段的質(zhì)量控制措施

(1)施工資料的準(zhǔn)備。軟基處理前首先要掌握各土層的物理、力學(xué)指標(biāo)，比如土體的容量、承載力、摩擦力、孔隙比、含水率，液性指標(biāo)、塑性指數(shù)等，只有基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)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(shù)等施工數(shù)據(jù)的準(zhǔn)備性。另外，還需要對地質(zhì)剖面圖、地下水情況、地面標(biāo)高、軟土層厚度、分層情況進(jìn)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(zhì)量要符合設(shè)計要求。水泥一般選用普通水泥或者礦渣水泥，其進(jìn)場、使用、保管須有專人負(fù)責(zé)，禁止使用結(jié)塊、受潮的劣質(zhì)水泥，并在材料進(jìn)場前對水泥進(jìn)行各項物理、力學(xué)指標(biāo)實驗，水泥入罐時要經(jīng)過篩網(wǎng)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(jī)械的準(zhǔn)備。粉噴樁的施工機(jī)械主要是由行走機(jī)構(gòu)、動力機(jī)構(gòu)、操作機(jī)構(gòu)、粉體發(fā)送器、空氣壓縮機(jī)、攪拌鉆頭組成，主機(jī)是由一臺能完成鉆進(jìn)及攪拌工作的鉆機(jī)，為保證不同的提升和鉆進(jìn)速度來滿足不同樁身強(qiáng)度的要求，必須確保鉆機(jī)足夠的靈活性和速度可變性。為確保成樁質(zhì)量，粉體發(fā)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(rèn)真的做好粉量記錄，確保摻入量符合設(shè)計要求，并由轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速控制粉體的定量輸出。

3 施工過程中的工藝及質(zhì)量控制

(1)正式施工前的工藝性試樁。為保證成樁質(zhì)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(qiáng)度等技術(shù)參數(shù)，在全面施工前，首先進(jìn)行工藝性試樁，在實驗過程中，要根據(jù)粉噴樁設(shè)備的操作，確定每臺機(jī)組各自的鉆進(jìn)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(fù)攪遍數(shù)等信息，為施工提供可靠的依據(jù)。(2)施工前的場地平整和調(diào)整鉆機(jī)。首先，要按照施工圖紙對場地進(jìn)行清理，包括石塊、垃圾等，場地低洼路段應(yīng)排水清淤再回填平整，鋪設(shè)好砂墊層。為保證施工機(jī)械在軟泥地段的正常運(yùn)行，要對其進(jìn)行表面處治，排除地表水。樁位放線時，根據(jù)可靠的水準(zhǔn)點及控制樁，用經(jīng)緯儀將樁位精確放樣，標(biāo)出每根樁的位置。組裝架設(shè)粉噴樁機(jī)設(shè)備，事先檢查主機(jī)各部分和噴粉系統(tǒng)的安裝和連接狀況，做好必要的緊固調(diào)整工作，灰罐裝滿料后，進(jìn)料口應(yīng)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(jī)在樁位鉆孔，至設(shè)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(tǒng)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(jìn)行充分拌和混合，形成水泥、水、土混合體。(4)一根樁應(yīng)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(biāo)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(yīng)隨樁體的實際情況而定，為避免樁機(jī)移動路線過長，在每個施工段應(yīng)調(diào)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(jìn)行，樁機(jī)移動最長距離不超過50m為宜。(6)當(dāng)鉆頭提升到地面以下約50cm時，噴粉系統(tǒng)停止向孔內(nèi)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(xiàn)松散層，提高樁體質(zhì)量，在樁體上部3.5m范圍內(nèi)，宜再鉆進(jìn)提桿復(fù)噴(水泥用量為10kg／m)一次，樁體即告完成，復(fù)噴樁體強(qiáng)度可達(dá)到1.2Mpa左右。(7)噴粉樁應(yīng)自然養(yǎng)護(hù)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(jī)和推土機(jī)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(yīng)用人工在周邊鑿槽，在用錘擊破碎。

4 質(zhì)量檢查方法

對粉噴樁進(jìn)行質(zhì)量檢查時，應(yīng)該在室外實驗的基礎(chǔ)上，采用多種方法進(jìn)行綜合評價。

(1)樁身定位檢查：當(dāng)全部樁完成后，進(jìn)行基槽開挖，樁頂會露出1m左右的高度，按照設(shè)計高度樁長截掉多余的部分，再用經(jīng)緯儀進(jìn)行測量樁的偏位、樁頂標(biāo)高、開挖標(biāo)高情況。(2)樁身強(qiáng)度實驗：制樁后7天內(nèi)，用輕便觸探法進(jìn)行一般性實驗，然后抽樣鉆心取樣，試驗抗壓強(qiáng)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(guī)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(zhì)量，實驗結(jié)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(nèi)，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(jié)塊水泥或未拌勻的土團(tuán)來檢查噴粉樁攪拌均勻程度，同時根據(jù)觸探擊數(shù)(N10)來判斷樁身強(qiáng)度，對N10貫入10cm擊數(shù)不能少于10擊，少于10擊或者每擊大于10mm的區(qū)段直接可認(rèn)為所檢查段不符合要求，應(yīng)進(jìn)行處理。

[1]林宇澄.軟弱土地基深層粉噴攪拌樁施工技術(shù)探討[J].福建建設(shè)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.