胡波

（中鐵十二局集團(tuán)第二工程公司，山西 太原 030032）

1 引言

粉噴樁是處理公路軟基較為有效的方法之一，粉噴樁加固公路軟土路基施工作業(yè)簡(jiǎn)便，可以應(yīng)用于淤泥質(zhì)土、淤泥、粘性土、人工填土或雜填土等地基的加固，該法比其它方法在各種土質(zhì)條件下的適用性及加固效果具有更大的優(yōu)越性。但由于我國(guó)攪拌機(jī)械的性能及施工監(jiān)控系統(tǒng)比較落后，加之操作不認(rèn)真，設(shè)計(jì)理論不完善，工程中出現(xiàn)了不少事故，暴露了不少問(wèn)題。

2 施工中影響成樁質(zhì)量的因素

2.1 混合土攪拌效果

混合土的攪拌效果，直接影響混合土抗壓強(qiáng)度。一般情況下，土體破碎得越細(xì)，加固料與土體攪拌得越充分，加固料分布越均勻，則混合土的無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度就越高。在混合土攪拌初期，隨著攪拌次數(shù)的增加其強(qiáng)度增加很快，而經(jīng)過(guò)一定的時(shí)間后，隨著混合土攪拌時(shí)間的延長(zhǎng)，混合土的強(qiáng)度幾乎無(wú)變化，這表明混合土的攪拌效果與攪拌次數(shù)有關(guān)。因此在粉噴樁的施工中，我們可以用調(diào)節(jié)攪拌次數(shù)來(lái)控制混合土的攪拌效果，即通過(guò)控制回轉(zhuǎn)速度和攪拌頭的提升速度來(lái)進(jìn)行。

2.2 空氣壓縮機(jī)的風(fēng)壓和風(fēng)量

當(dāng)空氣壓縮機(jī)的排氣壓力不能保證儲(chǔ)粉罐、送粉管道、地下反壓三者之間合適的壓力差，將導(dǎo)致噴粉困難、管道堵塞等，造成噴粉量偏少、不勻、斷樁等樁身缺陷。但若空氣壓縮機(jī)的排氣量和排氣壓力過(guò)大，又會(huì)造成噴粉量偏多、樁體松芯直徑過(guò)大等現(xiàn)象，而且容易將粉體噴向地表，導(dǎo)致成樁時(shí)水泥沿樁體軸線(xiàn)方向分布不均勻。

為保證樁體不同深度加固料含量相同，應(yīng)使風(fēng)壓及風(fēng)量隨孔深逐漸加大，以抵消圍壓逐漸增大的影響，保持粉噴口內(nèi)外壓力差為一恒值。這需要通過(guò)理論分析和施工前試驗(yàn)樁施工予以確定。

2.3 空氣中水分的凝結(jié)

空氣潮濕會(huì)使加固料吸濕變糊，不利于粉體噴送。在壓力作用下，空氣中的水汽凝結(jié)成水珠，而空氣從空氣壓縮機(jī)中排出時(shí)由于體積膨脹、溫度降低也會(huì)導(dǎo)致空氣中的水汽凝結(jié)成水珠，如果不及時(shí)打開(kāi)空氣壓縮機(jī)排水閥或安裝在管道上的氣水分離器的排水閥，將凝結(jié)水排除，凝結(jié)水就會(huì)隨壓縮空氣進(jìn)入儲(chǔ)粉罐而與加固粉料反應(yīng)形成硬塊。這樣不但易于堵塞管道，不利于粉體噴送，而且影響混合土的攪拌效果，對(duì)成樁質(zhì)量不利。

3 施工中質(zhì)量控制措施

3.1 施工準(zhǔn)備階段質(zhì)量控制

對(duì)于重要的工程，檢測(cè)工作完成后，需修正設(shè)計(jì)及施工參數(shù)。因此在粉噴樁大面積施工前應(yīng)進(jìn)行施工工藝性試驗(yàn)。通過(guò)試驗(yàn)確定適合該場(chǎng)地的各種操作技術(shù)參數(shù)并以此掌握該場(chǎng)地條件下的成樁經(jīng)驗(yàn)。根據(jù)水泥粉噴樁施工特點(diǎn)，工藝性試驗(yàn)應(yīng)達(dá)到以下目的：提出滿(mǎn)足設(shè)計(jì)水泥噴入量的各種操作參數(shù)，如:鉆機(jī)提升速度、管道壓力、灰罐壓力等；檢驗(yàn)水泥的攪拌均勻程度；了解鉆進(jìn)及提升的阻力情況，并提出相應(yīng)的實(shí)施措施。

3.2 攪拌施工質(zhì)量控制

整個(gè)制樁過(guò)程一定要保證邊噴粉、邊提升連續(xù)作業(yè)，在送灰過(guò)程中，如發(fā)現(xiàn)壓力突然下降、灰罐加不上壓力等異常情況，應(yīng)停止提升，原地?cái)嚢?，及時(shí)判明原因。若由于灰罐內(nèi)水泥粉體已噴完或容器、管道漏氣所致，應(yīng)將鉆頭下沉到一定深度后，重新加灰補(bǔ)噴復(fù)打，補(bǔ)噴重疊長(zhǎng)度不能小于lm。

樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高與地面標(biāo)高接近時(shí)，地面以下1m范圍內(nèi)噴粉、攪拌、提升宜用慢速；當(dāng)鉆頭提升至地面以下500mm時(shí)，粉噴機(jī)應(yīng)停止噴粉；當(dāng)鉆頭即將出地面時(shí)，宜停止提升，攪拌數(shù)秒鐘，以保證樁頭均勻密實(shí)。

水泥入罐時(shí)必須過(guò)篩，以保證水泥粒徑最大不超過(guò)0.5微米，沒(méi)有紙屑、石塊等雜物。

噴粉開(kāi)始時(shí)，應(yīng)將電子秤顯示屏置零，使噴粉過(guò)程在電子計(jì)量顯示下進(jìn)行。噴粉攪拌時(shí)，記錄人員隨時(shí)觀察電子秤的變化顯示，隨時(shí)調(diào)整閥門(mén)、風(fēng)壓，保證送灰量的準(zhǔn)確性，以保證各段噴粉均勻。

管道堵塞是施工常出的故障，其原因是材料中含有雜物、材料潮濕、管道彎折多、阻力大、管道未及時(shí)清理疏通等。管道堵塞是造成噴攪不勻的主要因素之一，施工中應(yīng)采取措施，盡量避免。

對(duì)地下水位較深、基底標(biāo)高較高的場(chǎng)地，或噴灰量較大、?；颐孑^高的場(chǎng)地，應(yīng)在施工時(shí)加水或在施工區(qū)地面加水，以使樁頭部分水泥充分水解水化反應(yīng)，以防樁頭呈疏松狀態(tài)。

3.3 施工中常見(jiàn)質(zhì)量問(wèn)題及處理

噴灰量不足或不均勻。水泥粉噴樁施工中的關(guān)鍵問(wèn)題是確保均勻和足額的噴灰量，以保證樁身強(qiáng)度。施工時(shí)應(yīng)根據(jù)單樁噴灰量和每米噴灰量來(lái)調(diào)節(jié)供灰的速度，送灰時(shí)要密切注意電子秤計(jì)量的變化，如發(fā)現(xiàn)噴灰量不足，應(yīng)及時(shí)采取復(fù)噴或補(bǔ)噴等措施。

斷灰或樁短。檢測(cè)中有時(shí)發(fā)現(xiàn)樁體局部沒(méi)有噴灰跡象，造成斷灰，或樁長(zhǎng)小于設(shè)計(jì)值，即樁短，使樁體不能正常傳遞荷載，直接影響復(fù)合地基承載力。造成這一現(xiàn)象的原因是：袋裝水泥有結(jié)塊、紙屑等異物，使送灰管道或噴嘴堵塞。為避免送灰管道或噴嘴堵塞，要求水泥進(jìn)灰罐前過(guò)篩，并要求管道系統(tǒng)保持干燥狀態(tài)；切土下沉?xí)r沒(méi)有送壓縮空氣，使噴嘴被泥堵塞；操作配合不當(dāng)，鉆具提升過(guò)早，鉆頭下沉到設(shè)計(jì)深度后，一般應(yīng)開(kāi)啟灰泵2-3分鐘，當(dāng)感覺(jué)到灰泵有強(qiáng)烈沖擊感以后，方可提升鉆具。一旦發(fā)現(xiàn)堵灰或斷灰，應(yīng)立即停機(jī)，待故障處理完后，再進(jìn)行噴粉。

樁徑變小。樁徑變小，單樁承載力可能降低，原因是多方面的：空壓機(jī)壓力太小，氣流影響范圍不夠，因此應(yīng)配備相應(yīng)能量的空壓機(jī)增大壓力；樁周土質(zhì)密實(shí)，水泥粉體受阻力大；鉆頭磨損使噴嘴變大，壓力下降。因此，施工過(guò)程中應(yīng)隨時(shí)檢查粉噴樁的成樁直徑，對(duì)使用的鉆頭須定期復(fù)核檢查，其直徑磨耗量不得大于20rnm，一旦超過(guò)，就要求更換或加固焊接磨損鉆頭。

復(fù)攪不噴灰或不復(fù)攪。根據(jù)水泥樁的荷載傳遞特性，樁承載能力主要取決于樁身強(qiáng)度。特別是樁頂以下3-5倍樁徑范圍，是承受荷載最集中的部位。粉噴時(shí)鉆頭噴出的粉體一般呈脈沖狀，若不充分進(jìn)行攪拌，灰、土不均勻，粉體在樁中往往呈層狀，形成一種“夾生”，影響樁體強(qiáng)度，有的工程全樁長(zhǎng)無(wú)灰復(fù)攪，也影響了樁體質(zhì)量，而復(fù)攪復(fù)噴后樁體強(qiáng)度明顯增高外觀上無(wú)成層、斷灰現(xiàn)象。因此為保證樁體受力要求，通常應(yīng)在樁身上部3-5倍樁徑范圍復(fù)攪、復(fù)噴。

高含水量地段出現(xiàn)樁體下沉。當(dāng)土中含水量較高時(shí)，孔隙比也較大，土周邊的束縛力極低，當(dāng)鉆頭反轉(zhuǎn)提升噴灰時(shí)，產(chǎn)生一個(gè)垂直向下擠壓力和一個(gè)徑向水平推力，由于土呈流塑狀，束縛力極低，樁體在成形過(guò)程中向下及向四周水平向排水，樁體往往下沉到地表下0.5m-lm。在公路施工過(guò)程中，常常發(fā)生此情況。此時(shí)若按常規(guī)摻入粉體數(shù)量，由于水分過(guò)多形成不了足夠強(qiáng)度的水泥土樁體，將嚴(yán)重影響粉噴樁的強(qiáng)度，如果不作處理將會(huì)造成過(guò)大的路基沉降。由于樁數(shù)較少，當(dāng)時(shí)采取立即回填土并重新復(fù)噴復(fù)攪，并增加粉體的摻入量的施工工藝，克服這種現(xiàn)象。

4 結(jié)語(yǔ)

軟基處理是一個(gè)公認(rèn)的世界性難題，大量的工程實(shí)例反映，粉噴樁樁長(zhǎng)過(guò)大，其質(zhì)量難以保證；在成樁過(guò)程還存在噴粉量不足、攪拌不均勻、膠接不好等先天質(zhì)量問(wèn)題。因此，應(yīng)十分重視施工質(zhì)量控制，施工時(shí)不僅應(yīng)嚴(yán)格把住原材料關(guān)，選用正規(guī)的機(jī)械設(shè)備，同時(shí)更應(yīng)加強(qiáng)施工監(jiān)控，對(duì)出現(xiàn)的質(zhì)量病害及時(shí)采取有效措施，從而有效保證成樁質(zhì)量，發(fā)揮粉噴樁最佳的工程效果。

[1]葉觀寶.地基加固新技術(shù)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2002

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[3]程鑫.粉噴樁的原理及在工程中的應(yīng)用[J].公路交通科技，2006.S2