水泥粉噴樁的施工技術(shù)

1、水泥粉噴樁的施工技術(shù)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(guò)程中使用特制的深層攪拌機(jī)械將固化劑噴入軟土地基的深層，經(jīng)攪拌使原位土與固化劑均勻混合并發(fā)生一系列物理、化學(xué)反應(yīng)，使軟土硬結(jié)成具有整體相互影響，共同作用承擔(dān)上部荷載的粉噴樁復(fù)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(cè)向變形能力強(qiáng)、可大大縮短施工期等優(yōu)點(diǎn)，目前在高速公路建設(shè)領(lǐng)域應(yīng)用得較為廣泛。在以往的工程實(shí)踐中，粉噴樁處理軟土地基施工中常存在如下一些問(wèn)題：施工單位偷工減料，水泥用量難控制 ; 均勻性差、強(qiáng)度低 ; 沉降得不到有效減少，達(dá)不到設(shè)計(jì)意圖 ; 甚至還有沉降量反

2、而增大了等，影響了加固效果。因此，在施工過(guò)程中施工技術(shù)人員采取何種科學(xué)有效的質(zhì)量控制措施，來(lái)確保粉噴樁處理軟基的加固效果，成為了需要克服的技術(shù)難題。前期準(zhǔn)備工作2.1原材料的進(jìn)場(chǎng)試驗(yàn)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(biāo)號(hào)應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。對(duì)購(gòu)進(jìn)水泥必須經(jīng)過(guò)試驗(yàn)室抽檢，滿足規(guī)范的要求。水泥的堆放應(yīng)該符合防雨、防潮的要求，嚴(yán)禁使用過(guò)期、受潮、結(jié)塊、變質(zhì)的水泥。2.2機(jī)械設(shè)備的檢驗(yàn)每臺(tái)樁機(jī)必須配置可以控制樁身每米噴粉量的記錄器，且記錄器上的任何一個(gè)可操作的按鈕和開(kāi)關(guān)不得用于設(shè)定或操作時(shí)間、深度、噴粉重量、樁位編號(hào)、復(fù)攪深度、復(fù)攪次數(shù)等參數(shù)，防止

3、偽造施工記錄。樁機(jī)上的氣壓表、轉(zhuǎn)速表、電流表、電子稱必須經(jīng)過(guò)標(biāo)定，不合格的儀表必須更換。每臺(tái)樁機(jī)鉆架相互垂直兩面上分別設(shè)置兩個(gè) 0.5Kg 重的吊線錘，并畫(huà)上垂直線。在每臺(tái)樁機(jī)的鉆架上畫(huà)上鉆進(jìn)刻度線，標(biāo)寫(xiě)醒目的深度。鉆頭直徑的磨損量不得大于 1cm。2.3正式開(kāi)工前的工藝試樁不同地段具有不同的地質(zhì)條件，為了克服施工的盲目性，確保粉噴樁加固地基達(dá)到預(yù)期的效果，在粉噴樁施工前必須進(jìn)行工藝試樁，試樁數(shù)量不應(yīng)少于根。試樁的目的是：提供滿足設(shè)計(jì)噴粉量的各種操作參數(shù)。如管道壓力、灰罐壓力、鉆機(jī)提升速度、攪拌葉片旋轉(zhuǎn)速度、攪拌速度等。驗(yàn)證攪拌均勻程度及成樁直徑。確定該地質(zhì)條件下，符合質(zhì)量要求的合理?yè)交伊?。確

4、定該地質(zhì)條件下，合理的工藝流程。確定進(jìn)入持力層的判別方法。施工工藝控制粉噴樁在公路工程中屬于地下隱蔽工程，其質(zhì)量控制應(yīng)貫穿于施工的整個(gè)全過(guò)程，施工員的技術(shù)旁站是最主要的工作，技術(shù)旁站重點(diǎn)要控制好三個(gè)重要施工環(huán)節(jié)和日水泥用量、日進(jìn)度兩個(gè)指標(biāo)。3.1三個(gè)重要施工環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制措施樁長(zhǎng)按進(jìn)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(dá)強(qiáng)度相對(duì)較高的持力層，并且進(jìn)入持力層 50cm左右，在施工過(guò)程中，樁底設(shè)計(jì)標(biāo)高往往與持力層并不一致，施工單位容易出現(xiàn)樁長(zhǎng)以設(shè)計(jì)標(biāo)高控制的現(xiàn)象，如在樁尖下尚留幾米軟土，則會(huì)有較大的工后沉降量，由于排水不暢，預(yù)壓很長(zhǎng)時(shí)間也很難穩(wěn)定。故粉噴樁實(shí)際施工樁長(zhǎng)應(yīng)按進(jìn)入持力

5、層控制。判別是否進(jìn)入持力層的方法可由鉆機(jī)鉆到最深時(shí)的下鉆速度和電流表的讀數(shù)來(lái)判定，這兩個(gè)參數(shù)是在工藝試樁時(shí)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。粉體計(jì)量控制粉噴樁的質(zhì)量好壞與水泥摻入量的多少及噴粉的均勻性有直接的關(guān)系，因此，如何來(lái)計(jì)量粉體是控制的關(guān)鍵。目前一般較為常用的是電子稱重法與鉆機(jī)深度相結(jié)合的計(jì)量裝置，它能在記錄上反映深度、相對(duì)應(yīng)每延米的噴粉量、總灰量等。粉體計(jì)量控制主要應(yīng)注意以下兩點(diǎn)：要保證噴粉的均勻性，關(guān)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(xiàn)為滿足每米噴粉量的要求，施工人員根據(jù)記錄器顯示湊數(shù)字，而導(dǎo)致出現(xiàn)噴粉不均勻的現(xiàn)象。

6、對(duì)于直徑一定的粉噴樁來(lái)說(shuō)，粉體發(fā)送器單位時(shí)間內(nèi)水泥的噴出量 Q與攪拌軸提升速度可由下式來(lái)確定：Q=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(kāi)始噴灰到鉆頭處出灰有一定時(shí)間，鉆機(jī)鉆至樁底后，必須預(yù)噴停留一段時(shí)間，方可提鉆。停留時(shí)間由管道長(zhǎng)度等確定。噴灰時(shí)，水泥在管道內(nèi)的輸送速度大約為 1m/s，如管道長(zhǎng) 40 米，鉆至樁底后即噴粉提鉆，則樁底實(shí)際少灰長(zhǎng)度接近 1 米，反而攪動(dòng)破壞了樁底原狀軟土，使沉降量加大。復(fù)攪控制水泥與土攪拌均勻程度是關(guān)系到粉噴樁樁體強(qiáng)度的關(guān)鍵因素。大量的施工實(shí)踐已充分證明粉噴樁復(fù)攪與不復(fù)攪的質(zhì)量相差甚大。

7、鉆頭噴出的粉體往往呈脈沖狀，若不充分?jǐn)嚢?，粉體在樁中呈現(xiàn)層狀，形成一種“夾生”，這樣的樁即使水泥摻入量再多也沒(méi)有強(qiáng)度。復(fù)攪的作用在于通過(guò)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(shí)要嚴(yán)格掌握好鉆機(jī)提升速度、攪拌葉旋轉(zhuǎn)速度等，并應(yīng)盡量采用全樁復(fù)攪以保證質(zhì)量。3.2日水泥用量與日進(jìn)度指標(biāo)的質(zhì)量控制措施在現(xiàn)場(chǎng)施工過(guò)程中，應(yīng)隨時(shí)抽查鉆機(jī)的水平度和垂直度、鉆進(jìn)深度、噴灰深度、?；覙?biāo)高、復(fù)攪深度、噴灰的管道壓力、灰罐內(nèi)的水泥加入量、剩余水泥量等，并作好相應(yīng)檢查記錄。現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)及時(shí)收取記錄器打印記錄，并校核時(shí)間、樁號(hào)的連續(xù)性等，防止出現(xiàn)弄虛作假現(xiàn)象。每日施工結(jié)束

8、后，所有打印記錄應(yīng)由現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理檢查合格后簽字認(rèn)可?，F(xiàn)場(chǎng)應(yīng)在每日施工結(jié)束后對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)水泥用量和記錄器打印記錄中的水泥用量加以統(tǒng)計(jì)、對(duì)比，并記錄在當(dāng)天的施工日志中。當(dāng)兩者誤差大于 5%時(shí)，必須查明原因后方可在打印記錄上簽字認(rèn)可或采取補(bǔ)樁等處理措施?，F(xiàn)場(chǎng)應(yīng)核對(duì)前后左右的樁的深度和成樁時(shí)間，如果深度相差較大或相同深度的樁成樁時(shí)間相差很大，則認(rèn)為存在攪拌不勻或弄虛作假，并應(yīng)采取補(bǔ)樁處理?，F(xiàn)場(chǎng)應(yīng)根據(jù)鉆桿的提升速度、每臺(tái)樁機(jī)的日工作數(shù)等，確定每日完成延米數(shù)和每根樁的施工時(shí)間。如果某臺(tái)樁機(jī)完成的延米數(shù)超過(guò)規(guī)定值較多或某根樁記錄器打印記錄顯示時(shí)間少于規(guī)定值較多，則認(rèn)為存在攪拌不勻或弄虛作假，并應(yīng)采取補(bǔ)樁處理。質(zhì)量檢測(cè)措施粉噴樁施工完成后，應(yīng)按規(guī)定頻率進(jìn)行取芯、無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度、單樁及復(fù)合地基承載力試驗(yàn)。檢測(cè)時(shí)，對(duì)取芯、單樁及復(fù)合地基承載力試驗(yàn)的樁，應(yīng)由監(jiān)理工程師指定。對(duì)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，如未穿透軟土層、部分?jǐn)嗷?、噴灰不均勻、?qiáng)度不足等，應(yīng)嚴(yán)格進(jìn)行加密、補(bǔ)樁等處理。取芯時(shí)，取芯位置應(yīng)取在樁徑 1/2 處，而不應(yīng)取在樁中心處，因粉噴樁樁體中心是鉆桿占據(jù)的空間，成樁后中心部位強(qiáng)度較低，易造成樁體強(qiáng)度偏小的假象 ; 鉆孔取芯時(shí)要注意保持鉆機(jī)平衡，避免因鉆桿傾斜而造成斜孔，導(dǎo)致取芯失敗 ; 取芯長(zhǎng)度應(yīng)比樁長(zhǎng)長(zhǎng) 50cm左右，以檢驗(yàn)樁底土性狀。在粉噴樁檢測(cè)方法中，應(yīng)以取芯試驗(yàn)