水泥粉噴樁施工技術及質量控制

摘要水泥粉噴樁廣泛應用于加固軟土地基，粉噴樁的質量必須滿足軟土地基的加固要求，本文結合實際工作中的經驗和體會，介紹了利用粉噴樁進行軟基處理時，就如何保證軟基處理的施工質量，應采取哪些針對性的質量控制措施，從而為類似工程的施工控制提供有益參考。

關鍵詞粉噴樁；軟土地基；施工工藝；技術措施

1.概述

粉噴樁也叫加固土樁，它是利用粉狀水泥(或石灰)等材料作加固化劑，在鉆孔過程中使用特制的深層攪拌機械將固化劑噴入軟土地基的深層，經攪拌使原位土與固化劑均勻混合并發生一系列物理、化學反應，使軟土硬結成具有整體相互影響，共同作用承擔上部荷載的粉噴樁復合地基。由于粉噴樁具有能有效減少總沉降量、能承受較大的加荷速率、抗側向變形能力強、可大大縮短施工期等優點，目前在高速公路建設領域應用得較為廣泛，特別是對于工后沉降控制要求較高的橋頭路基，采用粉噴樁+碎石墊層+土工布處理軟土地基，對于降低路基沉降過大出現橋頭跳車、路堤變形失穩尤為重要。

在以往的工程實踐中，粉噴樁處理軟土地基施工中常存在如下一些問題：施工單位偷工減料，水泥用量難控制；均勻性差、強度低；沉降得不到有效減少，達不到設計意圖。因此，在施工過程中施工技術人員采取何種科學有效的質量控制措施，來確保粉噴樁處理軟基的加固效果，成為了需要克服的技術難題。

2.施工工藝要求

（1）原材料的要求。粉噴樁水泥一般選用325或425的普通硅酸鹽水泥或礦渣水泥。施工中所用的水泥的品種和標號應符合設計要求。對購進水泥必須經過試驗室抽檢，滿足規范的要求。

水泥的堆放應該符合防雨、防潮的要求，嚴禁使用過期、受潮、結塊、變質的水泥。

（2）根據不同地基土的性質，按設計要求選擇不同形式的施工方式和數量。

（3）施工后的粉噴樁的長度、直徑和間距應滿足設計要求。

3.施工工藝及質量控制

3.1施工準備

1）施工勞動力安排，現場要有施工負責人、記錄員、安全員、機械操作員、投料員、電工等。2）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，原地面高程數據表，加固深度與停灰面高程以及測量資料等。3）為了滿足粉噴樁施工工藝的要求，需對表層土進行開挖場地平整、清除障礙，形成工作面便于施打。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，應鋪設土或碎石墊層。壓實度不小于85%。若地表過軟，應采取防止機械失穩措施。4）施工機具準備。粉噴樁設備配有：粉噴樁鉆機、粉噴機、空壓機和貯灰罐。進行機械組裝和試運轉。5）粉噴樁的施工工藝根據設計要求的配合比和實測的各項施工參數通過試樁來確定。試樁7～9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）施工前首先進行成樁擠密實驗，樁數7～9根，如發現有質量問題應適當調整樁距、水泥量等參數。

3.2試樁

粉噴樁正式施工前要先進行成樁擠密試驗。粉噴樁施工前應做好加固土室內試驗，根據設計要求的無側限抗壓強度，按28天齡期的試驗成果求出合適的摻入比，28天齡期抗壓強度為1100KPa～1300KPa。以確定：1）要穿過軟土層的實際深度；2）了解各軟土的阻力，以確定鉆進及提升速度和噴粉量。

施工要求：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。

3.3三個重要施工環節的質量控制措施

粉噴樁在公路工程中屬于地下隱蔽工程，其質量控制應貫穿于施工的整個全過程，施工員的技術旁站是最主要的工作，技術旁站重點要控制好三個重要施工環節和日水泥用量、日進度兩個指標。

3.3.1樁長按進入持力層控制粉噴樁宜盡量打至持力層上，要穿透軟弱土層到達強度相對較高的持力層，并且進入持力層50cm左右，在施工過程中，樁底設計標高往往與持力層并不一致，施工單位容易出現樁長以設計標高控制的現象，如在樁尖下尚留幾米軟土，則會有較大的工后沉降量，由于排水不暢，預壓很長時間也很難穩定。故粉噴樁實際施工樁長應按進入持力層控制。判別是否進入持力層的方法可由鉆機鉆到最深時的下鉆速度和電流表的讀數來判定，這兩個參數是在工藝試樁時確定的，一般是下鉆速度0.5米/分，電流值是額定電流值的125%以上。

3.3.2粉體計量控制粉噴樁的質量好壞與水泥摻入量的多少及噴粉的均勻性有直接的關系，因此，如何來計量粉體是控制的關鍵。目前一般較為常用的是電子稱重法與鉆機深度相結合的計量裝置，它能在記錄上反映深度、相對應每延米的噴粉量、總灰量等。粉體計量控制主要應注意以下兩點：

要保證噴粉的均勻性，關鍵是掌握好鉆頭的提升速度。因水泥噴入為人工控制，必須避免出現為滿足每米噴粉量的要求，施工人員根據記錄器顯示湊數字，而導致出現噴粉不均勻的現象。對于直徑一定的粉噴樁來說，粉體發送器單位時間內水泥的噴出量Q與攪拌軸提升速度可由下式來確定：

Q=π/4.D2.R.S.V

其中：D：鉆頭直徑（m）；

R：軟土的容重（t/m³）；

S：水泥摻入比；

V：鉆頭提升速度（m/min）

從開始噴灰到鉆頭處出灰有一定時間，鉆機鉆至樁底后，必須預噴停留一段時間，方可提鉆。停留時間由管道長度等確定。噴灰時，水泥在管道內的輸送速度大約為1m/s，如管道長40米，鉆至樁底后即噴粉提鉆，則樁底實際少灰長度接近1米，反而攪動破壞了樁底原狀軟土，使沉降量加大。

3.3.3復攪控制水泥與土攪拌均勻程度是關系到粉噴樁樁體強度的關鍵因素。大量的施工實踐已充分證明粉噴樁復攪與不復攪的質量相差甚大。鉆頭噴出的粉體往往呈脈沖狀，若不充分攪拌，粉體在樁中呈現層狀，形成一種“夾生”，這樣的樁即使水泥摻入量再多也沒有強度。復攪的作用在于通過充分的攪拌使粉體與土及水得到比較完全的接觸與作用，促使樁體的形成。為了確保攪拌的均勻性，施工時要嚴格掌握好鉆機提升速度、攪拌葉旋轉速度等，并應盡量采用全樁復攪以保證質量。

4.結語

總而言之，要想確保粉噴樁的施工質量，我們必須做好事前、事中及事后三個階段的全程控制，只有對每一道工序進行嚴格控制，并嚴把材料質量關，才能確保粉噴樁的最終質量。

參考文獻：

[1]JTJ017-96公路軟土地基路基設計與施工技術規范.北京：人民交通出版社.