淺談粉噴樁在軟基處理中的施工工藝和控制技術

■劉 陽，李晉雅 ■河南省第三公路工程有限公司，河南 鄭州 450000

1 粉噴樁的簡述

粉體噴射深層攪拌法即粉噴樁的總稱，是深層加固處理技術中的一種，主要是通過專用的深層粉體噴射攪拌機，將水泥、石灰粉等粉狀加固料通過壓縮空氣向地基深部噴入，憑借攪拌機的回轉鉆頭葉片，有效混合加固料和原位軟土，就地攪拌從而產生水穩(wěn)性、整體性以及一定強度的樁體，狀體內的加固料和軟土形成一系列的物理化學反應，構成軟土硬結，使樁體和樁間土一同構成復合地基，從而發(fā)揮地基加固的作用。

2 軟基處理中粉噴樁的作用

2．1 置換作用

與樁間土相比，復合地基中樁體的強度和模量都相對較大，在荷載作用下，樁頂應力超出樁間土表面應力。樁能夠將荷載傳遞至較深土層中，使樁間土承擔的荷載減少。該方法的運用會憑借樁的作用，提升復合地基的承載力，減小變形問題的產生。該作用又被稱之為置換作用或樁體效應。

2．2 擠密、振密作用

水泥粉噴樁對樁間土不會產生擠密或振密作用，而對于松散粉細砂、松散填土以及粉土而言，運用非排土和振動成樁工藝能夠減少樁間土的孔隙比，增加密實度，使樁間土的強度和模量得到有效提高。例如:振沖碎石樁、振動沉管擠密碎石樁以及振動沉管CFG樁，都會對其產生良好的擠密作用。

2．3 排水作用

在復合地基中，像碎石樁、砂樁等樁體都會有良好的透水性存在。水泥粉噴樁自身的透水性較差，無法發(fā)揮排水作用，但水泥粉能夠對一定數(shù)量的土中水進行吸收，降低了土的含水量，從而使樁間土的強度得到有效提升。

2．4 減載作用

與天然土相比，水泥粉噴樁體重相對較大，所以，不僅不具備減載作用，而且還會時少量荷載得到增加。該問題在設計和施工地基粉噴樁時所必須關注的。通常情況下，要求粉噴樁從軟土層穿透。若無法穿透，則必須對增加自重而影響下層軟土沉降量等問題。

2．5 樁對土的約束作用

在群樁復合地基中，樁對樁間土產生阻止土體側向變形的作用。相同荷載條件下，無側向約束時土的側向變形較大，增大了豎向變形。由于樁約束了土體的側向變形，使側向變形減小，從而顯著降低了復合地基的沉降變形問題。

3 軟土路基處理中粉噴樁的施工要點

(1)對粉噴樁施工前的組織設計工作做好，對施工技術人員的崗位職責和操作規(guī)程進行制定。(2)為了使水泥粉噴樁的長度得到嚴格控制，要求平整場地，使高差控制在±5mm即可。(3)選用水泥或具有代表性的軟土，根據(jù)設計要求對設計摻灰量下的水泥無側限抗壓強度進行設計，強度與設計要求相符之后即可對施工摻灰量進行確定。(4)在具有代表性的軟土路段下開展工藝性試驗樁，通常樁數(shù)應超過10根，通過試驗樁，使機械性能、樁基下沉、鉆機下沉和提升速度、地層情況、復攪工藝以及下沉和提升遇到的阻力等因素進行掌握。通過檢測認可后確定成樁質量特別是樁強度均勻性的影響等技術參數(shù)，使其作為正式施工依據(jù)得到應用。(5)為了確保噴灰量的均勻性及充分攪拌，必須開展恒壓噴灰施工，運用慢擋開展提鉆噴灰作業(yè)，而鉆進和復攪施工中則需要改為速擋。(6)對噴灰和停灰時間進行嚴格控制，禁止有中斷噴灰問題產生。若出現(xiàn)停電、電機機械故障等因素導致噴灰中斷時，應開展復噴施工，要求復噴重疊孔段應保持在超過1m。(7)當土層有中較低含水量產生時，水泥粉噴樁的樁身會呈現(xiàn)出疏松狀態(tài)，有較低的強度產生。所以，對于硬殼層等較干土層而言，在施工時，應適當進行加水，使含水量控制在45%～60%以內，為樁身的均勻和密實得到有效保障。當土層中有較大含水量存在時，會降低樁體的強度，在施工中若出現(xiàn)較大含水量土層，則應對摻灰量實施適量增加。選用90d齡期的無側限抗壓強度作為加固土強度標準值，通常可控制在0.8～2.0mpa。處理后的復合地基承載力可達到160～180kpa，甚至會超出該范圍。

4 粉噴樁的施工質量控制

(1)人員的控制。開展崗位責任制，做到定機、定崗、定人和定責。沒處施工現(xiàn)場都需要對一名機長進行確定，制定出詳細的機長、操作手以及自檢人員的崗位責任制。對現(xiàn)場施工和質檢人員開展培訓工作，從干部到職工都應做到強化質量意識，凡事參與粉噴樁施工的人員，在上崗之前，都必須對相關施工技術規(guī)范實施了解、掌握，使崗位責任得到明確，避免未經培訓即上崗的現(xiàn)象產生。將質檢人員對工程質量產生的控制作用得到充分發(fā)揮，采用施工隊、項目部全過程對成型后的每根樁實施工地自檢，全部合格之后即可向監(jiān)理組上報并開展抽檢工作。

(2)機械設備的控制。作為確保施工質量的前提，設備在入場時應必須做到以下幾方面要求:①良好的性能。②良好的機架穩(wěn)定性。③先進的稱量工具和能夠自動打印噴粉量。

(3)施工材料的控制。只有施工材料合格才能確保工程達到合格標準，在施工過程中對材料管理臺賬進行建立健全，施工中運用的水泥應通過檢驗合格之后即可入場，入場后的水泥應根據(jù)批量實施報檢，由監(jiān)理工程師抽檢合格之后即可投入施工。應在高處進行水泥堆放，且下面應與地面存在20cm的間距，要求下面有良好的通風效果，水泥堆放場地的四周應處于排水暢通的狀態(tài)，避免陰雨天氣下有積水問題產生。

(4)施工場地的控制。平整施工場地，禁止有積水產生。在施工段兩側設置排水設施，清晰辨別出平面上的布樁位置，且有準確的樁位存在。

(5)粉噴樁機上應存在明顯的反光標記，現(xiàn)場監(jiān)理需要認可所標記的刻度。在夜間施工時應設置照明設施，確保樁架上的標記刻度達到清晰、醒目。

(6)熟練的機械操作，以及均勻的噴粉。水泥劑量和復攪深度應能與要求相滿足。在噴粉時，應一次性將粉量噴足。對于較長樁長的樁而言，應運用措施，使樁身下端每米的水泥劑量達到一定標準。

(7)對鉆孔下鉆深度、停灰面以及噴粉高程實施嚴格控制，確保粉噴樁的深度和噴粉量與設計要求相符。深度誤差應小于5cm，噴入水泥的誤差則不能超過1%。

(8)設置專人記錄攪拌機每次的下沉和提升時間，使時間誤差控制在小于5s。在提升之前，應具備等待送粉至樁底的時間，避免有提升卻未噴粉的情況產生。

5 結語

綜上所述，作為一種效果明顯且經濟的軟基處理加固技術，粉噴樁有較為廣闊的適用范圍存在，且發(fā)展?jié)摿^強。粉噴樁施工工藝較為復雜，最為關鍵的則是施工質量的控制。因此在施工過程中，應開展嚴格控制、運用具有針對性的質量控制措施，做到發(fā)現(xiàn)問題及時解決，只有這樣才能使粉噴樁處理軟基的施工質量和處理效果得到有效保障。

［1］劉松玉，錢國超，章定文．粉噴樁復合地基理論與工程應用［M］．北京:中國建筑工業(yè)出版社，2009．

［2］陳明．公路地基處理［M］．南京:東南大學出版社，2008．