水泥粉噴樁加固軟土地基的施工和質(zhì)量控制

1、水泥粉噴樁加固軟土地基的施工和質(zhì)量控制摘要：粉體噴射攪拌樁處理軟土地基技術(shù)是加固軟土地基的一種新方法，應(yīng)用于軟基段的高路堤、橋梁、結(jié)構(gòu)物的基礎(chǔ)和兩側(cè)，經(jīng)加固處理后的粉噴樁主體與周圍地基共同作用構(gòu)成復(fù)合地基，提高了地基承載能力，增加了路基和結(jié)構(gòu)物的穩(wěn)定性。文中對粉噴樁所用設(shè)備的性能、施工工藝、結(jié)構(gòu)物的布樁形式、質(zhì)量保證措施、施工組織、現(xiàn)場施工記錄及檢測項目、質(zhì)量標準均作了較詳細的介紹。 關(guān)鍵詞詞：水泥 粉噴樁 軟基處處理 施工工工藝 質(zhì)量控控制水泥粉噴樁樁是用于于加固軟軟土地基基的一種種常用方方法，它它是用水水泥等材材料作為為固化劑劑，通過過專用的的粉體攪攪拌機械械用壓縮縮空氣將將粉體送送到軟弱

2、弱地層中中，憑借借鉆頭葉葉片，在在地基深深處就地地將軟土土和固化化劑強制制攪拌，在原位進行強制攪拌，形成土和固化劑的混和物，利用固化劑與軟土之間所產(chǎn)生的物理、化學(xué)反應(yīng)，使軟土硬結(jié)成具有整體性、水穩(wěn)性和一定強度的良好地基。由于水泥粉噴樁使用范圍廣，地基處理工程費用一般較低，因此廣泛應(yīng)用于各種成因的軟粘土。作為處理軟土地基手段之一的深層粉體攪拌樁，在我國土建工程中，已得到廣泛使用。其結(jié)構(gòu)型式，可分為塊式、壁式、格子式和樁式四種。在公路工程中，采用樁式為主，適用于加固淤泥、淤泥質(zhì)土、粘土、粉土等軟弱地層，尤其是高路堤和橋頭接坡等。 在高速公路路軟基處處理中，粉粉噴樁施施工是隱隱蔽工程程，現(xiàn)有有施工機

3、機具無法法自動地地、準確確地控制制其施工工質(zhì)量。為為了保證證粉噴樁樁的施工工質(zhì)量，不不僅要在在施工過過程中控控制好原原材料質(zhì)質(zhì)量，做做好室內(nèi)內(nèi)配比試試驗、現(xiàn)現(xiàn)場工藝藝試驗，加加強施工工技術(shù)的的管理監(jiān)監(jiān)督，把把好樁位位測量放放樣及各各道工序序的檢查查關(guān)，還還須對施施工好的的現(xiàn)場樁樁體進行行最終質(zhì)質(zhì)量檢測測，以對對其施工工質(zhì)量進進行全面面而準確確的判斷斷和評定定。1 工程概概況 威（山山東威海海）烏（內(nèi)內(nèi)蒙烏海海）線辛辛莊子至至鄧王段段高速公公路是20008年北京京奧運會會青島賽賽區(qū)的必必經(jīng)之路路，工期期緊，質(zhì)質(zhì)量要求求高，辛辛莊子至至鄧王段段位于黃黃河入海?？冢氐刭|(zhì)復(fù)雜雜，第二二合同段段主線長

4、長11.4KMM。屬于于黃河沖沖刷堆積積而成的的軟基，受受海水的的影響為為鹽堿地地。在橋橋頭地段段、路基基特殊地地段設(shè)計計粉噴樁樁，樁徑徑50ccm，長度10m，梅花花形布置置，對于于不同的的結(jié)構(gòu)形形式、不不同的橋橋頭地段段及路基基地段采采用1.220m和1.880m不同樁樁間距。樁樁總計長長度11994600m，粉噴噴樁毎立立方米水水泥用量量為4850KKg ，90天無側(cè)側(cè)限抗壓壓強度大大于等于于2.55MPaa。2 工藝藝原理粉噴樁是用用改制的的螺旋鉆鉆機，將將鉆桿鉆鉆至設(shè)計計要求的的土層深深度，鉆鉆頭到達達下部持持力層后后，用壓壓縮空氣氣將水泥泥粉或生生石灰經(jīng)經(jīng)鉆桿內(nèi)內(nèi)孔輸送送至鉆頭頭上

5、特制制的噴嘴嘴，隨同同鉆頭旋旋轉(zhuǎn)向四四周土體體噴射，同同時鉆桿桿以一定定的速度度提升。鉆鉆頭上的的葉片將將其四周周一定范范圍內(nèi)的的土體自自下而上上的不斷斷切割，使使之疏松松，并與與水泥或或生石灰灰攪拌混混合膠結(jié)結(jié)，硬化化后即可可形成一一定直徑徑的強度度高于原原地基的的固結(jié)體體。粉體噴射攪攪拌樁的的材料要要求粉噴樁用的的水泥干干粉，水水泥強度度等級不不低于32.5Mppa，早強強型普通通硅酸鹽鹽水泥最最佳。水水泥應(yīng)有有生產(chǎn)廠廠家的出出廠合格格證和質(zhì)質(zhì)檢單，使使用前應(yīng)應(yīng)對水泥泥按規(guī)定定進行批批量抽檢檢，嚴禁禁使用不不合格或或受潮結(jié)結(jié)塊的水水泥。3.1粉噴噴樁配合合比設(shè)計計粉噴樁一般般在圖紙紙設(shè)計時

6、時確定了了水泥的的用量范范圍，應(yīng)應(yīng)根據(jù)水水泥的品品種和軟軟土的實實際情況況，粉噴噴樁配合合比必須須經(jīng)室內(nèi)內(nèi)試驗確確定。在在粉噴樁樁位置不不利條件件下取土土，進行行天然密密度和天天然含水水量試驗驗。根據(jù)據(jù)設(shè)計要要求的水水泥用量量范圍，計計算每米米風(fēng)干土土加入水水泥的百百分數(shù)，按1%的水泥用量遞增或減少，按不同的水泥用量制做多組試件無側(cè)限強度試件，根據(jù)強度試驗確定最佳水泥用量。在室內(nèi)試驗時，水泥用量范圍要比設(shè)計減少或增大2kg/m。根據(jù)土的天天然干密密度計算算每個試試件的干干土質(zhì)量量，根據(jù)據(jù)風(fēng)干土土的含水水量計算算每個試試件恢復(fù)復(fù)到天然然含水量量時的加加水量，并并預(yù)留3%的加水水量在加加入水泥泥時

7、加入入。將土土和水?dāng)嚁嚢杈鶆騽蚝蠓旁谠诿芊獾牡娜萜鲪瀽炌粒鶕?jù)每個個試件的的風(fēng)干土土質(zhì)量計計算每個個試件加加入的水水泥質(zhì)量量，在加加入水泥泥時加入入剩余的的3%的水，拌拌和均勻勻的加有有水泥的的混合料料應(yīng)在1h內(nèi)按公公路工程程無幾結(jié)結(jié)合料穩(wěn)穩(wěn)定材料料試驗規(guī)規(guī)程進進行制件件和無側(cè)側(cè)限強度度試驗。4 粉體體噴射攪攪拌樁施施工工藝藝4.1 施工流流程及施施工工藝藝水泥粉噴樁樁的主要要施工流流程為：施工準準備鉆機就就位鉆進提升噴噴粉攪拌拌升到設(shè)設(shè)計標高高后再復(fù)復(fù)鉆提升復(fù)復(fù)拌升到設(shè)設(shè)計標高高后停機機下一樁樁循環(huán)施施工。4.2工藝藝性試樁樁。粉噴樁正式式施工前前要先施施工510根樁進進行工藝藝性試樁樁，

8、以確確定：要穿過過軟土層層的實際際深度；了解各各軟土的的阻力，以以確定鉆鉆進及提提升速度度和噴粉粉量。在在實際工工作中根根據(jù)其抽抽芯質(zhì)量量情況發(fā)發(fā)現(xiàn)，對對含水量量較大的的軟土，提提升速度度要慢，風(fēng)風(fēng)量要大大才能保保證成樁樁質(zhì)量；對砂層層，特別別是粗砂砂層，提提升速度度應(yīng)較淤淤泥層快快，風(fēng)量量應(yīng)較淤淤泥層的的小。工工藝性試試樁確定定的參數(shù)數(shù)見表一一。表一試樁確確定的施施工參數(shù)數(shù)鉆進及提升升速度/（m/mmin）攪拌速度轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)/miin灰罐壓力MPa空氣壓力MPa氣體流量L/s0.500.8500.40.200.4 204.3施工工要點4.3.11 施工準準備施工準備主主要是進進場道路路準備、施施工

9、作業(yè)業(yè)面準備備和備料料準備和和配合比比室內(nèi)試試驗。原地面整平平：清除除施工現(xiàn)現(xiàn)場的障障礙物及及雜物(石塊、樹樹根、垃垃圾等)。在低低洼處、河河塘溝渠渠中應(yīng)先先清除淤淤泥，再再回填不不含腐植植質(zhì)的土土。在結(jié)結(jié)構(gòu)物處處應(yīng)清除除至樁頂頂標高以以上約30ccm。清理理范圍應(yīng)應(yīng)使粉噴噴樁機有有足夠的的施工操操作場地地并符合合設(shè)計的的長度和和寬度。施工放樣：在整平平的地面面上，放放出結(jié)構(gòu)構(gòu)物中樁樁及縱橫橫軸線，并并在施工工范圍外外的適當(dāng)當(dāng)?shù)攸c將將軸線用用樁固定定。根據(jù)據(jù)樁距，按按梅花形形式布設(shè)設(shè)在地面面上，用用小竹片片(或其它它樁志)定出樁樁位，其其總數(shù)應(yīng)應(yīng)與設(shè)計計數(shù)量相相符。鉆機就位使鉆桿垂直直，鉆頭頭

10、對準樁樁位，然然后檢查查導(dǎo)向桿桿的垂直直，并將將噴氣口口(水泥干干粉噴射射口)清理干干凈。4.3.33作好進進尺標記記在機架的后后面或兩兩側(cè)，用用油漆或或其他物物品，表表明進尺尺深度。一一般每50ccm一道，以以米為單單位，用用數(shù)字表表明，以以便檢查查鉆進深深度。4.3.44鉆進開機向噴射射口送壓壓縮空氣氣，氣壓壓一般為為0.3300.335MPPa，然后后開動驅(qū)驅(qū)動裝置置，同時時啟動攪攪拌翼(鉆頭)，邊轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動，邊邊下鉆，鉆鉆進速度度一般采采用0.50.88m/mmin，直鉆鉆至要求求深度。4.3.55噴粉及及提升當(dāng)鉆至設(shè)計計標高時時，根據(jù)據(jù)土質(zhì)情情況和要要求的噴噴灰量，加加大空氣氣壓力，同同

11、時開啟啟貯料筒筒的閥門門，使水水泥干粉粉隨壓縮縮空氣，通通過攪拌拌翼下部部的孔口口，噴入入土中，此此時應(yīng)邊邊噴邊攪攪拌邊提提鉆桿。要要求噴入入灰量不不小于配配合比的的要求，空空氣壓力力一般為為0.44MPaa。當(dāng)鉆鉆頭提升升至樁頂頂標高時時，停止止噴粉，但但仍需攪攪拌。4.3.66復(fù)攪攪當(dāng)鉆頭提至至地面標標高時，再再按上述述鉆進的的方法下下鉆，此此時只攪攪拌不噴噴粉，復(fù)復(fù)攪轉(zhuǎn)速速采用3050rr/miin。4.3.77提鉆停停鉆邊提鉆，邊邊攪拌，提提鉆的速速度一般般為0.5500.66m/mmin，至整整平面后后停攪，此此時制樁樁完成。補噴在成樁過程程中，發(fā)發(fā)生意外外事故(如停電電、送粉粉管堵

12、塞塞或提升升太快等等)影響成成樁質(zhì)量量時，應(yīng)應(yīng)在8h內(nèi)，采采取重鉆鉆補噴，復(fù)復(fù)攪等措措施，補補噴的重重疊長度度應(yīng)不小小于0.55m，并在在施工原原始記錄錄里填報報備查。4.3.99移位制樁完成成，檢查查原始記記錄，若若未發(fā)現(xiàn)現(xiàn)問題即即可移動動機架至至下一樁樁位，重重復(fù)上述述步驟。 平坑洼當(dāng)粉噴樁施施工完畢畢后，形形成的原原地面坑坑洼處，應(yīng)應(yīng)大致整整平，為為路基或或結(jié)構(gòu)物物施工創(chuàng)創(chuàng)造條件件。4.4各主主要工序序的質(zhì)量量控制要要點。樁基就位位：根據(jù)據(jù)設(shè)計，確確定加固固放置機機體位置置的基礎(chǔ)礎(chǔ)（即加加墊砂層層），使使攪拌樁樁機機軸軸保持垂垂直，以以防打斜斜樁，影影響樁基基承載力力。下鉆：啟啟動攪拌拌

13、樁機，鉆鉆頭邊旋旋轉(zhuǎn)邊鉆鉆進。為為不致于于堵塞噴噴射口，此此時并不不噴射加加固材料料，而是是噴射壓壓縮空氣氣，可使使鉆進順順利，減減小負載載扭距。隨隨著鉆進進，準備備被加固固的土體體在原位位受到攪攪動。提升鉆頭頭并反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)：在提提升過程程噴粉攪攪拌，通通過粉體體發(fā)送器器將水泥泥粉噴射射入攪拌拌的土體體中，使使土體和和水泥沿沿深度方方向充分分拌和。要要根據(jù)地地質(zhì)情況況，決定定提升速速度，以以得到較較均勻的的水泥土土樁，提提升速度度根據(jù)試試樁參數(shù)數(shù)確定。提升結(jié)束束：當(dāng)鉆鉆頭提升升到距地地面3050ccm時，發(fā)發(fā)送器停停止向孔孔內(nèi)噴射射粉料，成成樁結(jié)束束。這時時由于裝裝置的回回路是封封閉的，粉粉體不會

14、會向空中中噴射和和飛散。在在向土體體噴射過過程中的的最后階階段，在在攪拌鉆鉆頭距地地面30ccm處停止止噴粉，粉粉粒不會會溢出地地面。一一般在設(shè)設(shè)計樁頂頂預(yù)加50ccm樁長作作為破除除樁頭用用。復(fù)拌：停停止噴粉粉，鉆頭頭邊旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)邊鉆進進，直至至設(shè)計深深度的1/3處，再再邊提升升邊反向向旋轉(zhuǎn)，使使土體和和粉體充充分拌和和，土體體被充分分粉碎，水水泥粉被被均勻地地分散在在樁土中中，復(fù)拌拌的深度度一般位位設(shè)計樁樁長的1/3，復(fù)拌拌是保證證成樁均均勻和提提高樁體體強度的的有效措措施。5粉體噴噴射攪拌拌樁的施施工注意意事項（1）事先先應(yīng)挖除除地表和和地下的的障礙物物(如：石石塊、樹樹根等)，并將將地面大

15、大致整平。當(dāng)當(dāng)表面土土質(zhì)過硬硬時，應(yīng)應(yīng)采取措措施，防防止施工工機械失失穩(wěn)。（2）粉噴噴樁所用用的水泥泥，運至至工地后后注意妥妥善保管管，選擇擇高處堆堆放，四四周應(yīng)挖排水溝溝，不用用時應(yīng)加加以覆蓋蓋，防止止受雨淋淋、受潮潮、結(jié)塊塊。（3）每次次鉆桿下下沉前，均均應(yīng)用垂垂球線檢檢查鉆桿桿的傾斜斜度，并并調(diào)整到到不大于于1.0方能能開鉆。（4）每根根樁開鉆鉆后必須須連續(xù)施施工(包括復(fù)復(fù)攪)，嚴格格控制噴噴灰時間間和停灰灰時間，不不得間斷斷。嚴禁禁在未噴噴灰的情情況下提提升鉆桿桿。（5）成樁樁過程中中，應(yīng)嚴嚴格控制制每根樁樁的用灰灰量。方方法是將將每根樁樁的水泥泥用量再再加501000kg事先裝裝入水

16、泥泥罐中，成成樁后核核查水泥泥罐的水水泥剩余余量，使使水泥用用量的誤誤差不大大于1，并并作好施施工記錄錄。（6）攪拌拌翼下沉沉?xí)r，一一般不得得用水沖沖，當(dāng)遇遇到較硬硬土層下下沉困難難，經(jīng)主主管技術(shù)術(shù)人員或或現(xiàn)場監(jiān)監(jiān)理人員員同意后后方可注注入少量量的水。(7)在邊邊坡附近近施工時時，應(yīng)采采取措施施確保邊邊坡的穩(wěn)穩(wěn)定。(8)施工工中及移移動機時時，應(yīng)注注意不要要碰掉樁樁位標志志。(9)為了了不影響響交通，施施工應(yīng)半半幅路基基施工完完后，再再施工另另半幅路路工。(100)每日的的施工原原始記錄錄應(yīng)交現(xiàn)現(xiàn)場施工工負責(zé)人人核查，正正確無誤誤后，交交現(xiàn)場監(jiān)監(jiān)理人員檢查查簽認。(11)做做好施工工中的安安全

17、工作作。6 質(zhì)量量保證措措施6.1 作室內(nèi)內(nèi)配方試試驗應(yīng)在施工前前至少90d選取有有代表性性的土樣樣，進行行摻配試試驗，并并提供28d和90d的強度度，應(yīng)不不小于2.55MPaa作為配配方的依依據(jù)。6.2試樁樁(1)每個個路段在在正式施施打前，應(yīng)應(yīng)進行試試樁。通通過試樁樁方式驗驗證機械械性能及及工藝是是否能滿滿足施工工要求。(2)取得得符合設(shè)設(shè)計要求求的各種種數(shù)據(jù)，如如：鉆進進速度、攪攪拌速度度、提升升速度、鉆鉆頭形式式、空氣氣壓力、每每米用灰灰量的控控制等。(3)核查查工程地地質(zhì)情況況與設(shè)計計是否相相符。6.3加加強自檢檢切實作作好原始始記錄，發(fā)發(fā)現(xiàn)問題題及時處處理。粉噴樁施工工應(yīng)根據(jù)據(jù)成樁

18、試試驗確定定的技術(shù)術(shù)參數(shù)進進行；操操作人員員應(yīng)隨時時記錄壓力、噴噴粉量、鉆鉆進速度度、提升升速度等等有關(guān)參參數(shù)的變變化。嚴格控制噴噴粉標高高和停粉粉標高，不不得中斷斷噴粉，確確保樁體體長度；嚴禁在尚未噴粉粉的情況況下進行行鉆桿提提升作業(yè)業(yè)。施工中，發(fā)發(fā)現(xiàn)噴粉粉量不足足，應(yīng)整整樁復(fù)打打，復(fù)打打的噴粉粉量應(yīng)不不小于設(shè)設(shè)計用量。如遇遇停電、機機械故障障等原因因，噴粉粉中斷時時，必須須復(fù)打，復(fù)復(fù)打重疊疊孔段應(yīng)應(yīng)大于1m。施工機具設(shè)設(shè)備的粉粉體發(fā)送送器必須須配置粉粉料計量量裝置，并并記錄水水泥的瞬瞬時噴入量和和累計噴噴入量。嚴嚴禁無粉粉料噴入入計量裝裝置的粉粉體發(fā)送送器投入入使用。儲灰罐容量量應(yīng)不小小于

19、一根根樁的用用灰量加加50kkg；當(dāng)儲儲量不足足時，不不得對下一根樁開開鉆施工工。（6）鉆頭頭直徑的的磨損量量不得大大于1cm。粉體噴射攪攪拌樁的的質(zhì)量檢檢驗7.1粉噴噴樁的質(zhì)質(zhì)量要求求：樁位中心偏偏差小于于5cm；樁頂、樁底底標高與與設(shè)計標標高小于于5cm；樁垂直偏差差不超過過1；噴灰量(每每米誤差差)：-25kg；樁徑誤差：-25cmm (6)樁身身強度：(900d)不小于2.55MPaa。粉噴樁的質(zhì)質(zhì)量檢驗驗標準見見表2：粉體樁施工工質(zhì)量允允許偏差差表序號項目單位規(guī)定值或允允許偏 差檢查頻率檢查方法1樁軸偏移（縱縱橫）mm每根樁用經(jīng)緯儀或或鋼尺丈丈量2鉆桿傾斜度度每根樁用經(jīng)緯儀或或垂線量

20、量測3樁底高程不高于設(shè)計計標高每根樁噴粉前檢查查鉆桿沉沉入長度度4樁頂高程不低于設(shè)計計標高每根樁檢查停止噴噴粉時鉆鉆桿高程程5單位噴粉量量kg+5、-2每根樁計量儀或現(xiàn)現(xiàn)場計量量檢查6粉體90無無側(cè)限抗抗壓強度度MPa不小于設(shè)計計標高樁數(shù)的柱頭或抽芯芯取樣7.3成成樁試驗驗當(dāng)粉噴樁成成樁后90d，可采采用截取取成樁柱柱體或鉆鉆取芯樣樣進行檢檢驗，其其方法為為： (1)在樁頂頂標高往往下，分分別截取取0.5、1.0、1.55m三個柱柱體積原原樣進行行無側(cè)限限抗壓試驗，其其抗壓強強度應(yīng)2.55MPaa。(2)分別別鉆取0.5、1.0、1.55m三部分分的芯樣樣50mmm的圓柱柱體進行行無側(cè)限限抗壓試試驗，其其抗壓強強度2