軟土地基處理中粉噴樁的應用與質量檢驗

姚運昌

（安 徽 省 水利部淮河水利委員會科學研究院 合肥 230088）

1 引言

目前常用的地基處理方法按加固原理共分八大類：置換、排水固結、灌入固化物、振密或擠密、加筋、冷處理、托換、糾斜等。其中工程中常用的有置換、灌入固化物、振密或擠密、加筋。粉噴樁作為灌入固化物處理地基基礎方法的一種形式，在我國大部分地區有廣泛應用。本文根據一些施工與質量控制經驗，就粉噴樁的施工與質量檢驗進行探討。

2 粉噴樁處理軟土地基的優點

粉噴樁加固軟土地基原理是在攪動軟土的過程中噴射水泥粉，通過水泥粉與軟土及空隙水的相互作用后形成網絡狀膠凝體骨架或水泥結石，從而提高復合地基的抗剪強度和承載力[1]。

采用粉噴樁方法加固軟土地基具有許多優點，如能有效減少地基的總沉降量，采用粉噴樁加固后路基在填筑過程中側向位移減少，提高地基土的承載力，適應快速填筑施工等。

3 粉噴法施工后水泥土的強度影響因素

3.1固化劑的選用及摻量

普通硅酸鹽水泥的活性高，其早期和后期強度均較好，因而加固效果優于其他品種水泥。一般來說水泥土的無側限抗壓強度隨水泥的摻量的增加而提高，摻量在7%～20%為最佳。同時在樁體的不同部位采用變摻量的施工工藝，效果更好。

3.2水泥標號對強度的影響

水泥標號直接影響水泥土的強度，一般水泥標號提高一個強度等級，水泥土的強度可提高20%左右。

3.3待加固土體性質

土體的含水率、密度、有機質含量等因素對粉噴樁的強度影響比較大，土體含水率不宜太低也不宜太高，較為合適范圍是50%～85%；土體越松散、有機質含量越高，加固效果越差。

3.4養護齡期和溫度

水泥攪拌樁處理的復合地基，水泥土強度同混凝土一樣隨齡期的增長而增大，但增長規律不盡相同，水泥土的強度在齡期超過28d后仍有明顯的增長，90d后強度增長才變緩慢；據一些資料反映，處理后的地基水泥土強度真正穩定需達3年時間。在相同的齡期條件下，水泥土樁的強度隨養護溫度的升高而提高。

4 施工工藝

4.1技術要點

粉噴樁施工技術要點主要為粉噴、粉土體均勻密度及后期固化強度3個要素。噴粉要控制好壓力及進粉量，粉土體均勻密度要控制好鉆頭旋轉速度及提升速度。

噴粉操作一般在噴氣操作后進行，其操作程序是：開通噴粉球閥和蝶閥，按無極變速器電機啟動按鈕，使旋鈕供料器送至噴射管，噴入土層[2]。

4.2施工中應注意的問題

（1）粉噴樁適用于處理淤泥、淤泥質土、粉土，以及含水率較高、承載力不大于120kPa的粘性土地基，且處理深度不宜大于15m。

（2）粉噴樁施工場地應平整，確保施工區地下無障礙物；當場地承載力不能滿足樁機的施工要求時，應考慮做灰土層以保證樁機的平穩施工。

（3）粉噴樁施工前應進行室內模擬實驗，針對場地地質情況，選擇合適的固化劑及摻量，為設計提供各種配比的強度參數。在工程樁施工前，先做3根試樁，以確定合理的噴粉量、鉆頭提升速度、噴粉壓力等技術參數。

（4）開動攪拌機鉆進500mm后，邊鉆進邊噴氣，以防止土體顆粒堵塞噴粉孔，影響噴粉均勻性。

（5）粉噴樁噴粉量不應強求上下一致，樁上部可適當增加噴粉量及攪拌次數，一般情況可按樁長的1/3進行復攪。

（6）施工中要專人負責質量控制，嚴格控制噴粉量及均勻性，杜絕斷噴。

5 粉噴樁的質量檢驗

粉噴樁施工后的質量檢驗包括開挖檢驗、輕便觸探檢驗、取樣檢驗、完整性檢驗和荷載試驗。軟土地基的處理效果是通過施工的全過程質量控制和現場進行檢驗來反映[2]。

開挖檢驗：基槽開挖后，檢查樁位偏差、樁數、樁徑、水泥土均勻性及樁頭強度等，若發現漏樁、樁位偏差過大和樁頭強度偏低等，以便可以及時采取補救措施。

輕便觸探檢驗：抽取已施工完成樁數的2%，采用輕便觸探法進行樁身質量檢驗，1d齡期的擊數N10＞15，7d齡期的擊數N10＞40，經檢驗合格率大于等于90%。

取芯抽樣：在成樁28d后，按設計要求比例抽查樁體，從樁頂以下按比例分段取樣制作試塊，分別進行無側限抗壓強度試驗；既可以檢驗樁身強度，又可以檢驗樁身的完整性及攪拌的均勻程度。

低應變檢驗：成樁28d后，按設計要求比例進行低應變完整性檢驗，檢驗樁體是否有斷樁等情況。

荷載試驗：按照規范要求，承載力檢驗分單樁承載力及復合地基承載力檢驗,一般主要進行復合地基承載力檢驗。荷載試驗前應采取措施，防止試驗場地地基土含水率變化或地基土擾動，以免影響試驗結果。試驗加載等級可分為8～12級，最大加載壓力不應小于設計要求壓力值的2倍；當壓力-沉降曲線上極限荷載能確定，而起值不小于對應比例界限的2倍時，可取比例界限；當其值小于對應比例界限的2倍時，可取極限荷載的一半；當壓力-沉降曲線是平緩的光滑曲線時，復合地基承載力特征值取s/b或s/d等于0.006所對應的壓力。荷載試驗的試驗點數量不應少于3點，當滿足其極差不超過平均值的30%時，可取其平均值為復合地基承載力特征值[3]。荷載試驗最能反映處理后的復合地基承載力能否滿足設計要求，不會導致今后結構物產生過大沉降等。

6 結束語

粉噴樁加固的復合地基處理技術，是一項比較經濟簡便的地基處理技術。適用于深層淤泥、粉土、含水率較高的粘土等，加固效果明顯，施工簡便、造價低廉且工期短。同時也存在一些局限性，在使用該方法時應注意以下問題:

（1）加固后的復合地基承載力要求不宜太高，加固深度不宜太深。

（2）雖為復合地基，但樁位應盡量布置在結構基礎以內，以減少基礎的沉降，且土壤含水率應適中。

（3）施工場地新回填土不宜較厚，否則實施效果不經濟。

（4）土中有機質含量不宜過高，當地基土中有機質含量大于1%時加固效果受一定影響，使水泥的水化反應受到抑制。

（5）此施工工藝受人為因素影響較大，施工現場必須全過程進行質量控制。

[1]粉體噴射攪拌法處理軟土地基技術規范（Q/SL1143-95）.

[2]軟土地基深層攪拌加固技術規程（YBJ225-91）.

[3]建筑地基處理技術規范（JGJ79-2002）.