水泥粉噴樁加固公路軟基施工質量控制

胡波

（中鐵十二局集團第二工程公司，山西 太原 030032）

1 引言

粉噴樁是處理公路軟基較為有效的方法之一，粉噴樁加固公路軟土路基施工作業簡便，可以應用于淤泥質土、淤泥、粘性土、人工填土或雜填土等地基的加固，該法比其它方法在各種土質條件下的適用性及加固效果具有更大的優越性。但由于我國攪拌機械的性能及施工監控系統比較落后，加之操作不認真，設計理論不完善，工程中出現了不少事故，暴露了不少問題。

2 施工中影響成樁質量的因素

2.1 混合土攪拌效果

混合土的攪拌效果，直接影響混合土抗壓強度。一般情況下，土體破碎得越細，加固料與土體攪拌得越充分，加固料分布越均勻，則混合土的無側限抗壓強度就越高。在混合土攪拌初期，隨著攪拌次數的增加其強度增加很快，而經過一定的時間后，隨著混合土攪拌時間的延長，混合土的強度幾乎無變化，這表明混合土的攪拌效果與攪拌次數有關。因此在粉噴樁的施工中，我們可以用調節攪拌次數來控制混合土的攪拌效果，即通過控制回轉速度和攪拌頭的提升速度來進行。

2.2 空氣壓縮機的風壓和風量

當空氣壓縮機的排氣壓力不能保證儲粉罐、送粉管道、地下反壓三者之間合適的壓力差，將導致噴粉困難、管道堵塞等，造成噴粉量偏少、不勻、斷樁等樁身缺陷。但若空氣壓縮機的排氣量和排氣壓力過大，又會造成噴粉量偏多、樁體松芯直徑過大等現象，而且容易將粉體噴向地表，導致成樁時水泥沿樁體軸線方向分布不均勻。

為保證樁體不同深度加固料含量相同，應使風壓及風量隨孔深逐漸加大，以抵消圍壓逐漸增大的影響，保持粉噴口內外壓力差為一恒值。這需要通過理論分析和施工前試驗樁施工予以確定。

2.3 空氣中水分的凝結

空氣潮濕會使加固料吸濕變糊，不利于粉體噴送。在壓力作用下，空氣中的水汽凝結成水珠，而空氣從空氣壓縮機中排出時由于體積膨脹、溫度降低也會導致空氣中的水汽凝結成水珠，如果不及時打開空氣壓縮機排水閥或安裝在管道上的氣水分離器的排水閥，將凝結水排除，凝結水就會隨壓縮空氣進入儲粉罐而與加固粉料反應形成硬塊。這樣不但易于堵塞管道，不利于粉體噴送，而且影響混合土的攪拌效果，對成樁質量不利。

3 施工中質量控制措施

3.1 施工準備階段質量控制

對于重要的工程，檢測工作完成后，需修正設計及施工參數。因此在粉噴樁大面積施工前應進行施工工藝性試驗。通過試驗確定適合該場地的各種操作技術參數并以此掌握該場地條件下的成樁經驗。根據水泥粉噴樁施工特點，工藝性試驗應達到以下目的：提出滿足設計水泥噴入量的各種操作參數，如:鉆機提升速度、管道壓力、灰罐壓力等；檢驗水泥的攪拌均勻程度；了解鉆進及提升的阻力情況，并提出相應的實施措施。

3.2 攪拌施工質量控制

整個制樁過程一定要保證邊噴粉、邊提升連續作業，在送灰過程中，如發現壓力突然下降、灰罐加不上壓力等異常情況，應停止提升，原地攪拌，及時判明原因。若由于灰罐內水泥粉體已噴完或容器、管道漏氣所致，應將鉆頭下沉到一定深度后，重新加灰補噴復打，補噴重疊長度不能小于lm。

樁頂設計標高與地面標高接近時，地面以下1m范圍內噴粉、攪拌、提升宜用慢速；當鉆頭提升至地面以下500mm時，粉噴機應停止噴粉；當鉆頭即將出地面時，宜停止提升，攪拌數秒鐘，以保證樁頭均勻密實。

水泥入罐時必須過篩，以保證水泥粒徑最大不超過0.5微米，沒有紙屑、石塊等雜物。

噴粉開始時，應將電子秤顯示屏置零，使噴粉過程在電子計量顯示下進行。噴粉攪拌時，記錄人員隨時觀察電子秤的變化顯示，隨時調整閥門、風壓，保證送灰量的準確性，以保證各段噴粉均勻。

管道堵塞是施工常出的故障，其原因是材料中含有雜物、材料潮濕、管道彎折多、阻力大、管道未及時清理疏通等。管道堵塞是造成噴攪不勻的主要因素之一，施工中應采取措施，盡量避免。

對地下水位較深、基底標高較高的場地，或噴灰量較大、?；颐孑^高的場地，應在施工時加水或在施工區地面加水，以使樁頭部分水泥充分水解水化反應，以防樁頭呈疏松狀態。

3.3 施工中常見質量問題及處理

噴灰量不足或不均勻。水泥粉噴樁施工中的關鍵問題是確保均勻和足額的噴灰量，以保證樁身強度。施工時應根據單樁噴灰量和每米噴灰量來調節供灰的速度，送灰時要密切注意電子秤計量的變化，如發現噴灰量不足，應及時采取復噴或補噴等措施。

斷灰或樁短。檢測中有時發現樁體局部沒有噴灰跡象，造成斷灰，或樁長小于設計值，即樁短，使樁體不能正常傳遞荷載，直接影響復合地基承載力。造成這一現象的原因是：袋裝水泥有結塊、紙屑等異物，使送灰管道或噴嘴堵塞。為避免送灰管道或噴嘴堵塞，要求水泥進灰罐前過篩，并要求管道系統保持干燥狀態；切土下沉時沒有送壓縮空氣，使噴嘴被泥堵塞；操作配合不當，鉆具提升過早，鉆頭下沉到設計深度后，一般應開啟灰泵2-3分鐘，當感覺到灰泵有強烈沖擊感以后，方可提升鉆具。一旦發現堵灰或斷灰，應立即停機，待故障處理完后，再進行噴粉。

樁徑變小。樁徑變小，單樁承載力可能降低，原因是多方面的：空壓機壓力太小，氣流影響范圍不夠，因此應配備相應能量的空壓機增大壓力；樁周土質密實，水泥粉體受阻力大；鉆頭磨損使噴嘴變大，壓力下降。因此，施工過程中應隨時檢查粉噴樁的成樁直徑，對使用的鉆頭須定期復核檢查，其直徑磨耗量不得大于20rnm，一旦超過，就要求更換或加固焊接磨損鉆頭。

復攪不噴灰或不復攪。根據水泥樁的荷載傳遞特性，樁承載能力主要取決于樁身強度。特別是樁頂以下3-5倍樁徑范圍，是承受荷載最集中的部位。粉噴時鉆頭噴出的粉體一般呈脈沖狀，若不充分進行攪拌，灰、土不均勻，粉體在樁中往往呈層狀，形成一種“夾生”，影響樁體強度，有的工程全樁長無灰復攪，也影響了樁體質量，而復攪復噴后樁體強度明顯增高外觀上無成層、斷灰現象。因此為保證樁體受力要求，通常應在樁身上部3-5倍樁徑范圍復攪、復噴。

高含水量地段出現樁體下沉。當土中含水量較高時，孔隙比也較大，土周邊的束縛力極低，當鉆頭反轉提升噴灰時，產生一個垂直向下擠壓力和一個徑向水平推力，由于土呈流塑狀，束縛力極低，樁體在成形過程中向下及向四周水平向排水，樁體往往下沉到地表下0.5m-lm。在公路施工過程中，常常發生此情況。此時若按常規摻入粉體數量，由于水分過多形成不了足夠強度的水泥土樁體，將嚴重影響粉噴樁的強度，如果不作處理將會造成過大的路基沉降。由于樁數較少，當時采取立即回填土并重新復噴復攪，并增加粉體的摻入量的施工工藝，克服這種現象。

4 結語

軟基處理是一個公認的世界性難題，大量的工程實例反映，粉噴樁樁長過大，其質量難以保證；在成樁過程還存在噴粉量不足、攪拌不均勻、膠接不好等先天質量問題。因此，應十分重視施工質量控制，施工時不僅應嚴格把住原材料關，選用正規的機械設備，同時更應加強施工監控，對出現的質量病害及時采取有效措施，從而有效保證成樁質量，發揮粉噴樁最佳的工程效果。

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