洛陽(yáng)路橋建設(shè)集團(tuán)有限責(zé)任公司 衛(wèi)亮亮 習(xí)曉東

粉噴樁施工技術(shù)

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一、粉噴樁的定義

粉噴樁屬于深層攪拌法加固地基方法的一種形式，也叫固土樁。深層攪拌法是加固飽和軟黏土地基的一種新穎方法。它是利用水泥、石灰等材料作為固化劑的主劑，通過(guò)特制的攪拌機(jī)械就地將軟土和固化劑（漿液狀和粉體狀）強(qiáng)制攪拌，利用固化劑和軟土之間所產(chǎn)生的一系列物理、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(qiáng)度的優(yōu)質(zhì)地基。

二、粉噴樁的加固機(jī)理

1．石灰加固軟土的機(jī)理。

用石灰粉作為固化劑進(jìn)行軟土的加固時(shí)，石灰粉應(yīng)為生石灰經(jīng)研磨而成的生石灰粉。由于生石灰的主要成分是CaO，其次是MgO，當(dāng)通過(guò)噴粉攪拌機(jī)械將生石灰粉拌入軟土后，能立即吸收軟土中的水分，消解成熟石灰（Ca(OH)2），即：

CaO+H2O →Ca（OH）2+15.6千卡/摩爾（熱量）

生石灰在消解過(guò)程中產(chǎn)生的大量熱量會(huì)促進(jìn)軟土中水分的蒸發(fā)，降低含水量。但主要原因是生石灰消解時(shí)，會(huì)吸收土中大量的水分，1kg的CaO完全消解后的理論吸水量是0.32kg，Ca(OH)2與空氣中的CO2發(fā)生炭酸化反應(yīng)生成于溶與水的炭酸鈣，使得軟土強(qiáng)度提高，并與周?chē)馏w形成復(fù)合地基。再者石灰在消解時(shí)體積會(huì)增長(zhǎng)2倍，也能促進(jìn)周?chē)馏w的固結(jié)。

2．水泥加固軟土的機(jī)理。普通硅酸鹽水泥主要是由氧化鈣、二氧化硅、三氧化鋁、三氧化鐵及三氧化硫等組成，在水泥拌入軟土中后，很快于軟土中的水發(fā)生水化反應(yīng)，形成氫氧化鈣、水化硅酸鈣、水化鋁酸鈣及水化鐵酸鈣等化合物。

三、粉噴樁施工工藝

施工程序?yàn)椋赫皆孛妗@機(jī)定位—鉆桿下沉鉆進(jìn)—上提噴粉強(qiáng)制攪拌—復(fù)拌—提桿出孔 —鉆機(jī)移位。

1．操作方法。具體操作方法有以下幾個(gè) 步驟。

（1）對(duì)正樁位，調(diào)整鉆機(jī)機(jī)身，保證鉆桿的垂直度，啟動(dòng)鉆機(jī)下鉆，待攪拌鉆頭接近地面時(shí)，啟動(dòng)空壓機(jī)送氣，開(kāi)始鉆進(jìn)。

（2）鉆到設(shè)計(jì)孔深時(shí)，關(guān)閉送氣閥門(mén)，噴送加固粉料。

（3）確認(rèn)加固粉料已到樁底時(shí)，提升攪拌鉆頭，為便于控制成樁質(zhì)量，一般不得使用III擋提升。

（4）提升到設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高時(shí)，停止噴粉。

（5）打開(kāi)送氣閥，關(guān)閉送料閥，但空壓機(jī)不要停機(jī)，攪拌鉆頭提升到樁頂時(shí)停止提升，在原位轉(zhuǎn)動(dòng)2min，以保證樁頭均勻密實(shí)。

（6）鉆頭再鉆到設(shè)計(jì)樁底，進(jìn)行二次攪拌。

（7）將攪拌鉆頭提出地面，停止主電機(jī)、空壓機(jī)，填寫(xiě)施工記錄。

（8）移動(dòng)到下一個(gè)樁位。

2．操作要點(diǎn)。

具體操作要點(diǎn)如下。

（1）機(jī)身調(diào)平以鉆桿是否垂直為依據(jù)，操作時(shí)以鉆錘、吊線(xiàn)進(jìn)行控制。

（2）鉆頭鉆至設(shè)計(jì)深度時(shí)，應(yīng)有一定的滯留時(shí)間，以保證加固粉料到達(dá)樁底。一般為2～5min。

（3）噴粉或噴氣時(shí)，當(dāng)氣壓達(dá)到0.45MPa時(shí)，管路可能堵塞，此時(shí)應(yīng)停止噴粉，將鉆頭提出地面，切斷空壓機(jī)電源，停止送氣，查明堵塞原因，予以排除。

（4）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)。當(dāng)空氣濕度大、粉體流動(dòng)性差、噴氣壓力大、單位樁長(zhǎng)噴粉量大時(shí)，應(yīng)開(kāi)通灰罐進(jìn)氣閥，以對(duì)料罐加壓。如出現(xiàn)斷粉，應(yīng)及時(shí)補(bǔ)噴，補(bǔ)噴重疊長(zhǎng)度不小于0.5m。

（5）粉體固化料入罐時(shí)必須過(guò)篩，以保證入罐固化劑粒徑最大不超過(guò)0.5cm，無(wú)紙屑石塊等雜物。

（6）噴粉開(kāi)始時(shí)，應(yīng)將電子稱(chēng)顯示屏置零，使噴粉過(guò)程在電子計(jì)量顯示下進(jìn)行。噴粉時(shí)，記錄人員應(yīng)隨時(shí)觀(guān)察電子稱(chēng)的變化顯示，以保證各段噴粉均勻。

四、質(zhì)量控制及檢測(cè)

1．質(zhì)量控制。粉噴樁施工應(yīng)根據(jù)成樁試驗(yàn)確定的技術(shù)參數(shù)進(jìn)行，操作人員應(yīng)隨時(shí)記錄壓力、粉噴量、鉆進(jìn)速度、提升速度等有關(guān)參數(shù)的變化。并應(yīng)滿(mǎn)足以下幾點(diǎn)要求。

（1）嚴(yán)格控制噴粉標(biāo)高和停粉標(biāo)高，不得中斷噴粉，確保樁體長(zhǎng)度；嚴(yán)禁在尚未噴粉的情況下進(jìn)行鉆桿提升作業(yè)。

（2）樁身根據(jù)設(shè)計(jì)要求在地面以下1/2～1/3樁長(zhǎng)并不小于5m的范圍內(nèi)必須進(jìn)行重復(fù)攪拌，使固化料與地基土均勻拌和；施工中發(fā)現(xiàn)噴粉量不足，應(yīng)整樁復(fù)打，復(fù)打的噴粉量應(yīng)不小于設(shè)計(jì)用量。如遇停電、機(jī)械故障等原因，噴粉中斷時(shí)，必須復(fù)打，復(fù)打時(shí)重疊段應(yīng)大于1m。

（3）施工機(jī)具設(shè)備的粉體發(fā)送器必須配置粉料計(jì)量裝置，并記錄水泥的瞬時(shí)噴入量。嚴(yán)禁無(wú)粉料計(jì)量裝置的粉體發(fā)送器投入使用；儲(chǔ)灰罐容量應(yīng)不小于一根樁的用灰量加50kg；當(dāng)儲(chǔ)量不足時(shí)，不得對(duì)下一根樁開(kāi)始施工；鉆頭直徑的磨損量不得大于1cm。

2．質(zhì)量保證措施。

（1）開(kāi)工前及時(shí)進(jìn)行土樣試驗(yàn)、加固料試驗(yàn)和水泥土比例試驗(yàn)，確定每米的噴灰量，做1～2根工藝性試驗(yàn)樁，以掌握該施工場(chǎng)所的各種制樁技術(shù)參數(shù)，如含灰量、鉆進(jìn)速度鉆桿提升速度等，試驗(yàn)結(jié)果經(jīng)監(jiān)理工程師批準(zhǔn)后作為工程樁的施工依據(jù)，并及時(shí)向施工人員進(jìn)行技術(shù)交底。

（2）施工中依據(jù)工程要求召開(kāi)質(zhì)量專(zhuān)題會(huì)議，不得使用不合格的施工機(jī)具及不合格或失效的水泥。

（3）控制鉆頭下沉和提升速度，保證加固范圍內(nèi)每一深度都得到充分?jǐn)嚢?，?yán)格按要求進(jìn)行復(fù)拌。

（4）隨時(shí)檢查施工記錄，對(duì)照施工工藝對(duì)每根樁進(jìn)行質(zhì)量評(píng)定，不合格的樁根據(jù)具體情況采取補(bǔ)救措施。

（5）選取一定數(shù)量的樁體開(kāi)挖，檢查樁體外觀(guān)質(zhì)量、搭接質(zhì)量和整體性。

綜上所述，通過(guò)對(duì)某工程的實(shí)際情況以及根據(jù)筆者的實(shí)際施工情況，對(duì)于粉噴樁處理軟基施工過(guò)程中采取了有效的施工技術(shù)，有力地保證了噴粉樁施工質(zhì)量和處理效果。達(dá)到了預(yù)期的目的，有效地減少了質(zhì)量通病。