《熱加工工藝》雜志創(chuàng)刊于1972年，1986年公開(kāi)發(fā)行，2004年以前為雙月刊，2004年起改為月刊，2006年起改為半月刊。本刊由國(guó)家科委批準(zhǔn)，中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司主管，熱加工工藝研究所和中國(guó)造船工程學(xué)會(huì)船舶材料學(xué)術(shù)委員會(huì)主辦，是全國(guó)性熱加工技術(shù)期刊。
　　摘要：在軟弱地基的處理中, 應(yīng)依據(jù)不同軟弱地基情況和不同結(jié)構(gòu)對(duì)承載力的要求, 處理的方法多種多樣。本文介紹某道路工程采用水泥粉體噴射攪拌樁進(jìn)行軟基處理的應(yīng)用。

　　關(guān)鍵詞：熱加工工藝,水泥粉噴樁道路軟基處理,應(yīng)用

　　前言

　　水泥粉噴樁是“水泥粉體噴射攪拌樁”的簡(jiǎn)稱，它是利用水泥作固化劑，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)，形成樁體的方法，使軟土硬結(jié)成具有整體性，水穩(wěn)性和一定強(qiáng)度的優(yōu)質(zhì)地基。水泥粉噴樁是軟基加固，提高地基土的承載力和穩(wěn)定性較好的方法。目前粉噴樁在軟基處理領(lǐng)域應(yīng)用得較為廣泛。

　　一、水泥粉噴樁的加固原理

　　作為深層攪拌加固地基技術(shù)之一的粉體噴射攪拌加固土樁技術(shù)，即粉噴樁技術(shù)。該方法的固化劑是水泥，軟土和水泥通過(guò)特制的攪拌機(jī)械強(qiáng)制攪拌，通過(guò)水泥和軟土見(jiàn)的物理化學(xué)反應(yīng)，水泥水解的Ca2+和土中的礦物質(zhì)(SiO2，Si3Al2)形成微晶凝膠(該物質(zhì)不溶于水)，微晶凝膠硬化后形成水穩(wěn)性和整體性較好和強(qiáng)度較高柱狀體，上部結(jié)構(gòu)被柱狀體和土體一起承擔(dān)，使得地基得到加固，形成優(yōu)質(zhì)地基。在處理淤泥、淤泥質(zhì)土、砂性土、泥炭土、粉土等飽和軟粘土具有較好的效果。

　　二、工程概況

　　自貢市丹陽(yáng)街市政道路全段長(zhǎng)約2.4 km，其樁號(hào)K0+260～K0+300 段為多年沉積水溏，地質(zhì)勘察揭示了本段地層為淤泥質(zhì)粉砂土層，平均層厚為6.4 m，工程性能差，不能直接作為道路持力層，經(jīng)多方案的技術(shù)與經(jīng)濟(jì)比較分析決定采用粉噴樁技術(shù)對(duì)該段軟基進(jìn)行處理。粉噴樁設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)為7 m，樁平面布置呈梅花形，樁間距為1.5 m，在涵洞基礎(chǔ)下粉噴樁間距為1.2 m。

　　1、粉噴樁施工方法

　　(1)施工現(xiàn)場(chǎng)的準(zhǔn)備工作

　　a粉噴樁施工前應(yīng)準(zhǔn)備下列施工技術(shù)資料：施工場(chǎng)地的工程地質(zhì)報(bào)告、土工試驗(yàn)報(bào)告、室內(nèi)配比試驗(yàn)報(bào)告、粉噴樁設(shè)計(jì)樁位圖、原地面高程數(shù)據(jù)表、加固深度與�；颐娓叱桃约皽y(cè)量資料等。

　　b場(chǎng)地平整、清除障礙。如場(chǎng)地低洼應(yīng)回填黏性土;施工場(chǎng)地不能滿足機(jī)械行走要求時(shí)，應(yīng)鋪設(shè)砂土或碎石墊層;若地表過(guò)軟，則應(yīng)采取防止機(jī)械失穩(wěn)措施。

　　c根據(jù)施工圖紙畫(huà)出樁位平面布置圖。

　　d根據(jù)樁位平面布置圖，在施工現(xiàn)場(chǎng)用鋼尺定出每根粉噴樁的樁位，并做好標(biāo)記，每根樁的樁位誤差不得大于5 cm。

　　e在施工現(xiàn)場(chǎng)搭設(shè)水泥棚，水泥棚的底部用土填高，使之比周圍地面高出30～50 cm，并鋪設(shè)一層木板，然后鋪設(shè)一層彩條布，最后再鋪設(shè)一層塑料薄膜，以確保水泥不受潮變硬。水泥棚內(nèi)的水泥儲(chǔ)存量應(yīng)不少于60 t。

　　f對(duì)進(jìn)場(chǎng)的機(jī)具設(shè)備進(jìn)行組裝和調(diào)試，確保機(jī)具的完好率，保證滿足施工要求。粉體噴射機(jī)安放的位置與攪拌機(jī)施工最遠(yuǎn)處之間的距離不宜超過(guò)60 m，否則，送粉管的阻力增大，送粉量就不穩(wěn)定。

　　g一切準(zhǔn)備工作結(jié)束后進(jìn)行試樁，以確定成樁的各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)。確定好鉆進(jìn)速度、提升速度、提升時(shí)的管道壓力及噴灰時(shí)管道壓力等技術(shù)參數(shù)。掌握水泥攪拌的均勻程度及下鉆、提升的困難程度，確定合適的技術(shù)處理措施。

　　(2)施工方法

　　a定位。做好復(fù)測(cè)工作，在以后的施工中應(yīng)經(jīng)常檢查樁位標(biāo)記是否被移動(dòng)，確保粉噴樁樁位的準(zhǔn)確性。機(jī)具移至樁位處并使鉆頭正對(duì)竹簽，復(fù)核機(jī)架的垂直度。

　　b啟動(dòng)空壓機(jī)送氣，鉆機(jī)正轉(zhuǎn)并垂直鉆進(jìn)。當(dāng)控制雙螺旋攪拌頭到達(dá)設(shè)計(jì)樁底標(biāo)高時(shí)，鉆機(jī)反向轉(zhuǎn)動(dòng)，啟動(dòng)送灰機(jī)送灰，待水泥送至噴灰口(一般約1 min)后再提升鉆頭，根據(jù)電子稱重裝置顯示的噴灰量調(diào)節(jié)調(diào)速電機(jī)，這樣邊噴粉，邊攪拌，邊提升。

　　c當(dāng)鉆頭提升至地面下0.25 m 時(shí)停止送灰，關(guān)閉送灰機(jī)。此時(shí)鉆機(jī)迅速換檔，重復(fù)攪拌，直至電流表達(dá)到100 A 以上停止復(fù)攪。

　　d復(fù)攪結(jié)束后，關(guān)閉空壓機(jī)，消散所有管道壓力，鉆機(jī)主電機(jī)停機(jī)。

　　e開(kāi)啟液壓步履，鉆機(jī)移位。

　　2、粉噴樁施工的質(zhì)量控制措施

　　(1)粉噴樁施工前質(zhì)量控制措施

　　a加強(qiáng)對(duì)施工機(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)，防止偽造施工記錄;樁機(jī)上的氣壓表、轉(zhuǎn)速表、電流表、電子秤必須經(jīng)過(guò)標(biāo)定，不合格的儀表必須更換。

　　b加強(qiáng)對(duì)原材料的檢驗(yàn)。粉噴樁所用水泥必須經(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。

　　c施工前必須進(jìn)行工藝試樁。由于地質(zhì)條件的不同，為了克服盲目性，確保粉噴樁加固地基收到預(yù)期的效果，在粉噴樁施工前必須進(jìn)行工藝試樁。

　　(2)粉噴樁施工過(guò)程中的質(zhì)量控制措施

　　a樁長(zhǎng)按進(jìn)入持力層控制。粉噴樁宜盡量打至持力層上，并且要進(jìn)入持力層50 cm 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)于設(shè)計(jì)標(biāo)高控制的現(xiàn)象，如在樁尖下預(yù)留幾米軟土，則會(huì)有較大的工后沉降量。故粉噴樁實(shí)際施工樁長(zhǎng)應(yīng)按進(jìn)入持力層控制。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。

　　b粉體計(jì)量控制。粉噴樁的質(zhì)量好壞與水泥摻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。目前一般較為常用電子稱重法與鉆機(jī)深度相結(jié)合的計(jì)量裝置，它能記錄反映深度、相對(duì)應(yīng)每延長(zhǎng)的噴粉量、總灰量等。粉體計(jì)量控制主要應(yīng)注意兩點(diǎn)：一是要保證噴粉的均勻性，關(guān)鍵是掌握好鉆頭的提升速度;二是從開(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。

　　c復(fù)攪拌控制。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)量相差很大。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。當(dāng)樁長(zhǎng)較長(zhǎng)、土體天然含水量較高、黏性重時(shí)，應(yīng)采用“二噴二攪”的施工工藝，即：鉆進(jìn)，鉆至樁底后慢檔提升、噴灰、攪拌至�；颐�;鉆進(jìn)、復(fù)攪、復(fù)噴至樁底，提升、攪拌至�；颐�，移位。防止出現(xiàn)“沉樁”現(xiàn)象。

　　3、質(zhì)量檢驗(yàn)

　　( 1) 施工過(guò)程中必須隨時(shí)檢查噴灰量、樁長(zhǎng)、復(fù)攪長(zhǎng)度以及是否進(jìn)入硬土層及施工中有無(wú)異常情況,記錄處理方法及措施。

　　( 2) 粉噴樁成樁7 d 后,由施工單位進(jìn)行開(kāi)挖自檢,觀察樁體成型情況及攪拌均勻程度,測(cè)量成樁直徑,并如實(shí)做好記錄。

　　( 3) 成樁28 d后在樁體上部(樁頂以下0. 5、1. 0、1. 5 m)截取整段樁體并分成3段進(jìn)行樁身無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)。

　　( 4) 在所述( 1) ～ ( 3)條檢查合格的前提下,進(jìn)行全樁長(zhǎng)的鉆芯抽檢,主要檢查:

　　a 是否貫穿軟土層(特殊路段參照設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)) ;

　　b樁身的長(zhǎng)度;

　　c 噴灰量是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求;

　　d樁身成型情況;

　　e水泥土攪拌均勻程度;

　　f樁身的強(qiáng)度。

　　結(jié)束語(yǔ)

　　總之，用粉噴樁加固軟基, 提高地基承載力是實(shí)踐證明行之有效、經(jīng)濟(jì)合理的處理手段,但由于各種因素,施工質(zhì)量難以得到很好的控制,需要不斷積累資料和完善軟土地基處理技術(shù)規(guī)范,使粉噴樁在軟土地基處理中發(fā)揮更好的作用,使粉噴樁技術(shù)更加完善,施工質(zhì)量進(jìn)一步提高。

　　參考文獻(xiàn)

　　[1] 李治平,常存德,徐培華.西寶高速公路水泥粉噴樁加固軟基施工監(jiān)理[J]. 華東公路. 2005(03)

　　[2] 陳

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