軟基處理粉噴樁施工控制
摘要：粉噴樁是進行軟基處理的一種有效形式之一；本文介紹了粉噴樁施工中對施工設備要求、施工工藝流程、操作方法及技術要點、施工注意事項、施工質量控制及質量檢驗等控制環(huán)節(jié)。
關鍵詞：軟基處理，粉噴樁，施工控制
1、 前言粉體噴射攪拌加固軟土地基，是用于加固飽和軟粘土地基的一種新穎方法，它是利用水泥、砂灰等材料作為固化劑的主劑，通過專用的深層噴射攪拌機械將粉狀加固料用壓縮空氣噴入地基深部，憑借鉆機回轉鉆頭的葉片與原位軟土強制攪拌、混合壓密，吸收地下水，使粉狀加固料與軟土充分混合，進行一系列物理、化學反應，在原地基中形成強度、剛度較大的樁體，同時也使樁周土體性質得到改善，樁體與樁間土形成復合地基共同承擔外荷載。這種柱狀加固體與周圍軟土組成復合地基，提高地基承載力減少地基沉降。
2、 粉噴樁適用范圍
用于軟基的涵洞、擋土墻基礎處理，橋頭軟基處理，可有效地減少基礎沉降、橋頭跳車現(xiàn)象；在高路堤軟基處理中，一般軟土厚度在10m以內，使用粉噴樁打穿淤泥層，效果較好且經濟；對10m以上的深軟基，采用以上的方法均難以達到理想的處理效果，在此情況以建橋為宜。
3、 影響加固質量的關鍵因素
樁體的強度及支承樁體的地層承載力，要求樁長打穿淤泥層，樁尖坐在砂礫層上，且樁身強度達到設計要求。
4、 影響樁身強度的主要因素
4.1水泥滲入比：水泥粉噴樁的強度隨水泥摻入比的增大而增大；
4.2齡期：樁身強度隨齡期增大而增大，三個月齡期強度作為標準強度，28d強度作為標準強度的60％～75％；
4.3土樣含水量：當摻入比相同，樁身強度隨著土樣含水量降低而增大，試驗表明：每米摻入71kg水泥時，土樣含量從92.1％降低到25％，樁身強度從580KPa增加到2600KPa；
4.4攪拌的均勻性：水泥和軟土之間強制攪拌越均勻，樁身強度也越高。
5、粉噴樁施工主要施工設備
5.1鉆機
鉆機是粉體噴射攪拌法施工的主要成樁機械。它必須滿足：
1）動力大，扭矩大，適合大直徑鉆頭成樁。
2）具有正向鉆進，反轉提升的功能。
3）提升力大，并能實現(xiàn)均勻提升。
5.2粉體發(fā)送器
粉體發(fā)送器是定時發(fā)送粉體材料的設備，它是粉體噴射攪拌法加固軟土地基施工機械中的關鍵設備。施工時根據(jù)鉆機的提升速度、鉆機的轉速、攪拌鉆頭的類型，通過控制轉鼓的轉速來選擇合理的粉體發(fā)送量。
5.3空氣壓縮機
粉體噴射法的粉體噴出，是以空氣壓縮機做為風源。其選擇類型主要受加固工程的地質條件和加固深度所控制。
5.4攪拌鉆頭
粉體噴射攪拌法憑借攪拌鉆頭葉片的攪拌作用使灰粉與軟土混合，因此攪拌鉆頭的形狀直接影響灰、土的攪拌效果。鉆頭的形式應保證于反向旋轉提升時，對柱體有壓密作用，而不是使灰、土向地面翻升而降低柱體質量。
另外還有壓力膠管、定位卡具、儀表控制等裝置。
6、施工質量控制
6.1施工準備
1)粉噴樁施工前應準備下列施工技術資料：施工場地的工程地質報告，粉噴樁設計樁位圖，原地面高程數(shù)據(jù)表，加固深度與停灰面高程以及測量資料等。
2)場地平整、清除障礙。如場地低洼，應回填粘性土；施工場地不能滿足機械行走要求時，應鋪設砂土或碎石墊層。壓實度不小于85%。若地表過軟，則應采取防止機械失穩(wěn)措施。
3)施工機具準備，進行機械組裝和試運轉。
4)粉噴樁的施工工藝根據(jù)設計要求的配合比和實測的各項施工參數(shù)通過試樁來確定。試樁10根，通過試樁來確定鉆進速度、提升速度、攪拌速度、噴氣壓力、單位時間噴粉量等。粉噴樁所用的水泥應符合設計要求，并有產品合格證，并經室內檢驗合格才能使用。
6.2工藝性試樁。
粉噴樁正式施工前要先進行成樁試驗，水泥摻入比參考值為48—50kg/m。粉噴樁施工前應做好加固土室內試驗，根據(jù)設計要求的無側限抗壓強度，按7天齡期的試驗成果求出合適的摻入比，7天齡期抗壓強度不小于1100KPa。以確定：a、要穿過軟土層的實際深度；b、了解各軟土的阻力，以確定鉆進及提升速度和噴粉量。在實際工作中根據(jù)其抽芯質量情況發(fā)現(xiàn)，對含水量較大的軟土，提升速度要慢，風量要大才能保證成樁質量；對砂層，特別是粗砂層，提升速度應較淤泥層快，風量應較淤泥層的小。
6.3各主要工序的質量控制要點。
1)嚴格控制水泥材料的質量：工程使用水泥必須有合格產品檢驗單，水泥質量、標號和細度要達到設計要求。對每批水泥都要進行抽檢，方可使用。
2)樁基就位：根據(jù)設計，確定加固放置機體位置的基礎（即加墊砂層），使攪拌樁機機軸保持垂直，以防打斜樁，影響樁基承載力。
3)下鉆：啟動攪拌樁機，鉆頭邊旋轉邊鉆進。為不致于堵塞噴射口，此時并不噴射加固材料，而是噴射壓縮空氣，可使鉆進順利，減小負載扭距。隨著鉆進，準備被加固的土體在原位受到攪動。嚴格掌握下鉆深度，（深度計配合導管套頭與機架高度相對位置不確定，預先畫定標志）、噴粉時間及停粉時間，確保樁長。非特殊情況嚴禁在尚未達到設計樁長及未噴灰的情況下進行鉆機提升作業(yè)。。
4)提升鉆頭并反轉噴粉：在提升過程噴粉攪拌，通過粉體發(fā)送器將水泥粉噴射入攪拌的土體中，使土體和水泥沿深度方向充分拌和。提升速度決定攪拌均勻程度，速度過快，可能使樁拌合不充分，影響成樁質量，速度過慢，施工效率低，故一定要根據(jù)地質情況，決定提升速度，以得到較均勻的水泥土樁，提升速度根據(jù)試樁參數(shù)確定。一般噴粉攪拌時以中、慢擋成樁為好，成孔時以中快擋為好。噴粉量是成樁質量的關鍵，若灰罐電子秤正常則以電子秤顯示為準，使其粉噴量達到設計要求，但有的電子秤難于長時間保證正常工作，在此情況下為不耽誤工期，可在灰罐內加入定量水泥，多次調整送灰系統(tǒng)（如灰罐壓力、送灰器速度等）、送灰速度、打試驗樁、達到設計要求送灰量后，保持此送灰速度不變。
4)提升結束：當鉆頭提升到距地面30～50cm時，發(fā)送器停止向孔內噴射粉料，成樁結束。這時由于裝置的回路是封閉的，粉體不會向空中噴射和飛散。在向土體噴射過程中的最后階段，在攪拌鉆頭距地面30cm處停止噴粉，粉粒不會溢出地面。一般在設計樁頂預加50cm樁長作為破除樁頭用。
5)復拌：停止噴粉，鉆頭邊旋轉邊鉆進，直至設計深度處，再邊提升邊反向旋轉，使土體和粉體充分拌和，土體被充分粉碎，水泥粉被均勻地分散在樁土中，復拌是保證成樁均勻和提高樁體強度的有效措施。
7、質量檢查
7.1檢查記錄
檢查施工過程所有記錄，重點檢查攪拌深度、水泥粉噴入的連續(xù)性及噴入總量，對不合格的樁應進行補樁。
7.2室內灰比試驗
用聚氯乙烯袋封裝要加固的土樣及施工實際用的固化劑，送至實驗室，按擬定的試驗配方稱重后放入攪拌鍋內，用攪拌鏟人工拌韻勻，然后在5*5*5cm的試模內裝入一半試料，擊實試模50下，填入余料再擊50下，最后將試塊表面刮平蓋上塑料布，以防水份蒸發(fā)。試塊成型后1-2天拆模，用天平稱重后放入養(yǎng)護室，分別進行各齡期養(yǎng)護，達到規(guī)定齡期后稱重，用壓力試驗機測定無側限抗壓強度。
7.3開挖檢驗
在已完成的工程樁中按2%比例開挖抽檢，深度0.5～1m，檢查樁位、樁數(shù)、樁身水泥土混合程度及樁頭強度，如發(fā)現(xiàn)漏樁、樁位偏差過大和樁頭、樁身強度偏低，必須及時采取補救措施。
7.4取芯抽樣
在成樁28d后，按2%比例抽檢樁體，從樁頂以0.5、1、1.5m截取三段，鉆孔取大于或等于8cm芯體制作5cm×5cm×5cm的試塊，分別進行無側限抗壓強度試驗。
7.5機器壓試
在荷載板下不同部位埋設土壓力盒，以便了解復合地基的反力分布和應力分布狀況。
檢驗標準如表1
表1粉噴樁施工質量允許偏差值
7.6低應變動態(tài)質量檢測
本檢測辦法的主要內容就是對樁的完整程度的檢測與診斷，即判定樁身是否完好，噴粉是否均勻等等，最終給定綜合判定結果。
7.7復合地基靜載荷試驗
采用接近于復合地基實際工作條件的試驗方法，依據(jù)《建筑地基處理技術規(guī)范》(JGJ79－91)，測定復合地基的軸向承載力，為設計提供基礎設計的校核依據(jù)，確保工程質量和復合地的使用安全。
8、結語
公路軟基處理屬于隱蔽工程，如施工質量控制不好，一但被路堤等構筑物所覆蓋，便構成隱患且不好檢查及補救。因此，緊抓施工環(huán)節(jié)，嚴格施工過程的管理非常重要，只有在施工過程中嚴格控制才能確保工程質量。
參考方獻（1）公路軟土地基處理中的粉噴樁施工；（2）基礎工程設計與地基處理中國鐵道出版社�！ �
