粉噴樁處理公路軟土地基施工工藝與檢測方法的探討

      摘要　結(jié)合寧連公路北段高速化完善工程探討了粉噴樁處理公路軟土地基的施工工藝與檢測方法，介紹了噴粉樁施工注意事項。
      寧連公路北段高速化完善工程連云港市境內(nèi)有１３座跨線橋位于軟土地基路段，其土層狀態(tài)基本是表層１～３ｍ厚硬塑層，下８～１０ｍ厚軟、流塑層，再下為硬塑層(或基巖)，采用粉噴樁處理軟土地基，即以水泥作為固化劑，利用深層攪拌機械將水泥與原位軟土進行強制攪拌、壓縮，并吸收周圍水分，經(jīng)過一系列物理化學(xué)作用生成一種特殊的具有較高強度、較好變形特征和水穩(wěn)性的混合柱狀體，它對提高軟土地基承載能力、減少地基的沉降量及保證橋頭高填土路基穩(wěn)定性具有明顯的效果，下面結(jié)合工程實際對粉噴樁處理公路軟土地基施工工藝與檢測方法進行探討。
      １　設(shè)計簡介
      寧連公路北段高速化完善工程(下簡稱“本工程”)粉噴樁設(shè)計樁徑為５０ｃｍ，間距１～２ｍ，按梅花型布置，樁長以穿透軟、流塑層進入硬塑層不少于５０ｃｍ為原則，通常為８～１２ｍ，用于粉噴樁的水泥(４２５＃普通硅酸鹽水泥)為干粉。根據(jù)地基含水量的大小，采用水泥噴入量為４５～６０ｋｇ／ｍ。含水量在４０％以下時，水泥用量為４５ｋｇ／ｍ；含水量在４０～６０％之間，水泥用量為５０ｋｇ／ｍ；含水量在６０～７０％之間，水泥用量為５５ｋｇ／ｍ；含水量＞７０％時，水泥用量為６０ｋｇ／ｍ。設(shè)計要求水泥土２８天無側(cè)限抗壓強度≥１.２ＭＰａ。
      ２　施工準(zhǔn)備
      ２.１　粉噴樁施工前應(yīng)準(zhǔn)備下列施工技術(shù)資料：施工場地的工程地質(zhì)報告，土工試驗報告，室內(nèi)配比試驗報告，粉噴樁設(shè)計樁位圖，原地面高程數(shù)據(jù)表，加固深度與停灰面高程以及測量資料等。
      ２.２　場地平整、清除障礙。如場地低洼，應(yīng)回填粘性土；施工場地不能滿足機械行走要求時，應(yīng)鋪設(shè)砂土或碎石墊層。若地表過軟，則應(yīng)采取防止機械失穩(wěn)措施。
      ２.３　施工機具準(zhǔn)備，進行機械組裝和試運轉(zhuǎn)。
      ２.４　粉噴樁的施工工藝根據(jù)設(shè)計要求的配比和實測的各項施工參數(shù)通過試樁來確定。試樁一般為５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。
      ２.５　粉噴樁所用的水泥(４２５＃普通硅酸鹽水泥)應(yīng)符合設(shè)計要求，并有產(chǎn)品合格證，并經(jīng)室內(nèi)檢驗合格才能使用，嚴(yán)禁使用受潮、結(jié)塊變質(zhì)的加固料。
      ３　施工工藝流程
      ３.１　粉噴樁施工。
      ３.２　操作步驟為：
      ①深層攪拌機械就位。
      ②預(yù)攪下沉(至設(shè)計標(biāo)高)。
      ③攪拌提升，同時噴干水泥粉至地面以下０.５ｍ處(設(shè)計樁頂)。
      ④在樁上部的５ｍ長范圍內(nèi)重復(fù)攪拌一次(１／３～１／２)樁長、樁上部強度要求較高。
      ⑤重復(fù)攪拌提升，直到離地面下０.５ｍ，上部回填５％灰土(或水泥土)并壓實。
      ⑥關(guān)閉攪拌機械移位至下一樁位。
      ４　施工注意事項
      ４.１　控制鉆機下鉆深度、噴粉高程及停灰面，確保粉噴樁長度。
      ４.２　嚴(yán)禁沒有粉體計量裝置的噴粉機投入使用。
      ４.３　定時檢查粉噴樁的成樁直徑及攪拌均勻程度。對使用的鉆頭定期復(fù)核檢查，其直徑磨耗量不得大于２ｃｍ。
      ４.４　當(dāng)鉆頭提升至地面以下０.５ｍ時，噴粉機應(yīng)停止噴粉。
      ４.５　當(dāng)噴粉成樁過程中遇有故障而停止噴粉，在第二次噴粉接樁時，其噴粉重疊長度不得小于１ｍ。
      ４.６　粉噴樁施工時，泵送水泥必須連續(xù)，固化材料的用量以及泵送固化材料的時間應(yīng)有專人記錄，其用量誤差不得大于±１％。
      ４.７　為保證攪拌機的垂直度。應(yīng)檢查起吊設(shè)備的平整度和導(dǎo)向架對地面的垂直度，每工作班檢查不少于２次，使垂直度偏差不超過１％。
      ４.８　攪拌機噴粉提升的速度和次數(shù)必須符合預(yù)定的施工工藝要求，攪拌機每次下沉或提升的時間應(yīng)有專人記錄，深度應(yīng)達到設(shè)計要求，時間誤差不得大于５秒，施工前應(yīng)丈量鉆桿長度，并標(biāo)上明顯標(biāo)志，以便掌握鉆入深度，復(fù)攪深度。施工中出現(xiàn)問題應(yīng)及時處理、做好記錄。
      ４.９　儲灰罐容量應(yīng)不小于一根樁的用灰量加５０ｋｇ，如儲量不足時，不得對下一根樁開鉆施工。
      ４.１０　粉噴樁必須根據(jù)試驗確定的技術(shù)參數(shù)進行施工，操作人員應(yīng)如實記錄壓力、噴粉量、鉆進速度、提升速度、鉆入深度及每根樁的鉆進時間等，監(jiān)理人員應(yīng)隨時檢查記錄情況。
      ５　質(zhì)量檢測
      ５.１　粉噴樁屬地下隱蔽工程，施工質(zhì)量受機具、施工工藝、施工人員的責(zé)任心等多種因素的影響，因而其質(zhì)量控制要貫穿于施工的全過程，并堅持全方位的施工監(jiān)理。
      ５.２　施工過程中必須隨時檢查加固料用量、樁長、復(fù)攪長度及施工中有無異常情況，記錄其處理方法及措施。
      ５.３　成樁７天內(nèi)淺部開挖樁頭，其深度宜為０.５ｍ，目測檢查攪拌的均勻性，測量成樁直徑。檢查頻率為１０％。
      ５.４　在成樁７天內(nèi)采用輕便觸探儀檢查樁的質(zhì)量，觸探點應(yīng)在樁徑方向１／４處，抽檢頻率為２％。
      ５.５　成樁２８天后在樁體上部(樁頂以下０.５ｍ、１.０ｍ、１.５ｍ)分別截?。扯螛扼w進行現(xiàn)場足尺樁身無側(cè)限抗壓強度試驗，檢查頻率為２‰，每一工點不少２根。
      ５.６　成樁２８天后，按１‰頻率或每一工點不少于２根采用鉆孔取芯法對其進行終檢。
      ５.７　粉噴樁施工質(zhì)量允許偏差應(yīng)符合表１規(guī)定。
經(jīng)檢測并參照江蘇省高速公路建設(shè)指揮部《粉噴樁施工質(zhì)量的檢驗與評判方法》進行評分，本工程 ４.２萬根粉噴樁共計４１.８萬延米均達優(yōu)良級。
      ６　結(jié)語
      ６.１　粉噴樁處理高等級公路軟土地基是當(dāng)前最常用的方法之一，目前的粉噴樁施工隊伍大多屬個體私營，一定要加強管理，施工中要加強監(jiān)理，實行全天候、全方位旁站，以確保施工質(zhì)量。
      ６.２　對成樁２８天的粉噴樁采用鉆孔取芯法、動力解探法等進行檢測是行之有效的，一方面可以通過芯樣的抗壓強度試驗掌握樁體的強度，另一方面對整個樁體也是一次全面的檢查，從而保障了粉噴樁的施工質(zhì)量。