摘 要:本文研究了粉噴樁在處理路基軟基方面的應(yīng)用，首先對(duì)粉噴樁改造軟基的原理進(jìn)行了分析，然后介紹了粉噴法施工的具體流程和相應(yīng)的組織管理和質(zhì)量保證措施，最后把粉噴法和其他處理軟基的方法進(jìn)行了比較，表明了粉噴法施工速度快、造價(jià)低的優(yōu)點(diǎn)。

關(guān)鍵詞:路基軟基 粉噴法 施工

中圖分類號(hào):U416文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1674-098X(2012)04(a)-0123-01

粉噴樁處理軟基技術(shù)是利用水泥或者石灰作為固化劑，通過(guò)專門的深層攪拌噴射機(jī)械，把膠凝材料以粉狀噴入地層深部中，并且通過(guò)鉆機(jī)回轉(zhuǎn)使得原位的軟土能夠均勻攪拌混合。粉噴法最早是由瑞典的Kjeid Paus教授在1967年提出，并且在1971 年首次試驗(yàn)成功，在1974年取得了穩(wěn)定路堤和深基坑的專利，此后這種方法在歐美被廣泛應(yīng)用。國(guó)內(nèi)最早在1983年開始相應(yīng)的試驗(yàn)研究，并于1984年7月第一次在廣東云浮硫鐵礦鐵路工程中使用。從此粉噴樁在我國(guó)的高速公路路基處理中發(fā)揮了顯著作用，目前國(guó)內(nèi)工程當(dāng)中使用的粉噴樁大多深至10～15m，其中最大樁長(zhǎng)已經(jīng)超過(guò)27m。

1 原理

當(dāng)固化劑和軟土拌和以后，固化劑中的礦物首先同軟土中的水發(fā)生水化反應(yīng)，形成含水硅酸鈣、氫氧化鈣、含水鋁酸鈣劑、含水鐵酸鈣等水化物，其中的氫氧化鈣和含水硅酸鈣溶易溶于水，這就使得水泥顆粒表面再次暴露在水中，繼續(xù)跟水發(fā)生反應(yīng)，這樣周圍水溶液中的離子濃度逐漸達(dá)到飽和，生成物將以膠體形式析出。隨著時(shí)間的增長(zhǎng)，水化物的強(qiáng)度進(jìn)一步增加，形成水泥石骨料，提高地基承載力。其中的一部分還會(huì)繼續(xù)與軟土中的鈉鹽和鉀鹽等繼續(xù)發(fā)生反應(yīng)，其中的鈣離子跟鈉離子和鉀離子等進(jìn)行了離子交換，這種交換作用可以把軟土融入到形成的水泥石骨料中，形成更大的圖團(tuán)顆粒，實(shí)現(xiàn)提高土強(qiáng)度的目的。不過(guò)水泥土的性質(zhì)與混凝土仍有很大區(qū)別，在工程中需要注意如下幾點(diǎn)。

(1)水泥土和石灰土的強(qiáng)度與齡期成正增長(zhǎng)，但強(qiáng)度增長(zhǎng)規(guī)律跟混凝土均有區(qū)別，并且兩者的強(qiáng)度增長(zhǎng)也有不同。(2)固化劑摻合比和加固土中的含水率對(duì)水泥土的強(qiáng)度影響較大。施工前一般要根據(jù)設(shè)計(jì)要求來(lái)進(jìn)行相應(yīng)的水泥土標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)，以試驗(yàn)為依據(jù)得到最佳的摻合比。

軟土中的水對(duì)于水泥土和石灰土的強(qiáng)度都有不利影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果也表明含水量愈低，無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度也越大，反之則越小。軟土中的含水率對(duì)于攙和比也會(huì)有影響，從便于施工和經(jīng)濟(jì)的角度考慮，在含水量較低的軟土中可以適當(dāng)?shù)慕档蛽胶媳?對(duì)于軟土含水量過(guò)高的地段則應(yīng)該增大摻合比。實(shí)際工程中摻合比的選用還應(yīng)該根據(jù)具體試驗(yàn)確定。

2 施工流程

目前國(guó)內(nèi)在粉噴樁處理軟基方面已經(jīng)又了豐富的經(jīng)驗(yàn)，高速公路軟基這一難題已經(jīng)得到了很好地解決。目前通行的施工流程如下所示。

(1)進(jìn)行開工前的施工組織設(shè)計(jì)，機(jī)械、人員和原材料必須準(zhǔn)時(shí)到崗到位，其中對(duì)于技術(shù)人員要進(jìn)行相應(yīng)的崗前培訓(xùn)，由設(shè)計(jì)人員來(lái)進(jìn)行技術(shù)交底，同時(shí)對(duì)原材料進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量檢測(cè)，并制定施工期間相應(yīng)的規(guī)章規(guī)范。

(2)做好五通一平或者七通一平的工作，建立良好的施工環(huán)境。

(3)進(jìn)行試樁工作，試樁總數(shù)不應(yīng)該少于10根，并且試樁的位置要選在有代表性的軟基地段，以此來(lái)全面了解粉噴樁的性能。并且要通過(guò)試驗(yàn)樁使得技術(shù)人員對(duì)于機(jī)械性能和地層情況有進(jìn)一步的了解，并加強(qiáng)各操作手的配合，在鉆機(jī)的下鉆和提升速度、阻力、單位時(shí)間的噴灰量、如何進(jìn)行復(fù)攪等方面得到初步的技術(shù)參數(shù)，以進(jìn)一步指導(dǎo)施工。

(4)采用噴樁機(jī)來(lái)進(jìn)行施工，其中Ph-5型粉噴樁機(jī)目前在國(guó)內(nèi)應(yīng)用廣泛。噴灰機(jī)和空壓機(jī)需要牢靠安裝在地基上，特別是空壓機(jī)要其底座安裝墊木且卡牢風(fēng)管來(lái)克服其振動(dòng)影響。對(duì)于鉆機(jī)要方便其行走作業(yè)和上灰加科，并置于的平坦位置。

(5)施工過(guò)程中噴灰時(shí)間和?；視r(shí)間要嚴(yán)格控制，噴灰過(guò)程應(yīng)完整，不得隨意中斷，同時(shí)為了保證噴灰量的均勻噴灰時(shí)要采用恒壓慢擋。鉆桿提升作業(yè)嚴(yán)禁在噴灰未完成時(shí)進(jìn)行，同時(shí)鉆進(jìn)和復(fù)攪要采用中速檔。

(6)加強(qiáng)監(jiān)理工作，粉噴樁的摻灰量要均勻并嚴(yán)格達(dá)到設(shè)計(jì)的要求，堅(jiān)持按每延米來(lái)計(jì)灰，一旦發(fā)現(xiàn)某段噴灰量少于設(shè)計(jì)量時(shí)，應(yīng)及時(shí)補(bǔ)噴灰來(lái)保證設(shè)計(jì)強(qiáng)度。另外求粉噴樁必須要打穿軟土層，樁底應(yīng)該置于持力層基巖上，并且要對(duì)整樁進(jìn)行復(fù)攪。

3 施工組織管理和質(zhì)量控制措施

3.1 粉噴樁施工前的質(zhì)量控制措施

首先對(duì)于施工機(jī)械設(shè)備的檢驗(yàn)要加強(qiáng)，對(duì)于每臺(tái)樁機(jī)都要配置記錄器來(lái)控制每米噴粉量，樁機(jī)上的儀表，如氣壓表、轉(zhuǎn)速表和電流表都必須經(jīng)質(zhì)量檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)進(jìn)行標(biāo)定，及時(shí)更換不合格的儀表。同時(shí)鉆頭直徑的磨損量不得超過(guò)1cm。

其次加強(qiáng)對(duì)原材料的檢驗(yàn)。施工所用水泥必須要經(jīng)過(guò)抽檢，要滿足規(guī)范的相關(guān)要求。選擇水泥供應(yīng)商時(shí)也注意選擇有信譽(yù)的大型企業(yè)。水泥在堆放過(guò)程中要主義防雨和防潮，過(guò)期和受潮的水泥嚴(yán)禁使用。

最后施工前必須進(jìn)行試樁工作，試樁要在不同的地質(zhì)條件下進(jìn)行，并且數(shù)量不少于1根，這是為了克服施工時(shí)盲目性，確保軟基處理可以達(dá)到預(yù)期的效果。

3.2 施工過(guò)程中質(zhì)量保證措施

首先，施工過(guò)程中要根據(jù)工程要求每周召開相關(guān)的質(zhì)量專題會(huì)議。

其次對(duì)于鉆頭下沉和提升速度要嚴(yán)格控制，保證加固范圍內(nèi)都能得到充分地?cái)嚢?，并且要按要求進(jìn)行復(fù)拌。

最后對(duì)于施工記錄要隨時(shí)檢查，及時(shí)發(fā)現(xiàn)施工過(guò)程中的不合格樁，進(jìn)行相應(yīng)的補(bǔ)救措施。

3.3 粉噴樁現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量檢測(cè)

粉噴樁質(zhì)量的檢測(cè)方法跟檢測(cè)其它樁的方法一樣，目前可用的手段有很多。但是每一種方法都難以得到全面的結(jié)果，因此采用多種方法來(lái)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，并且通常以一定的室內(nèi)試驗(yàn)為輔助。

首先檢測(cè)的是樁的偏位和樁頂標(biāo)高測(cè)量等方面，這通過(guò)經(jīng)緯儀和水準(zhǔn)儀進(jìn)行測(cè)量就可以得到結(jié)果。

其次檢查樁的成形、樁徑、缺樁、樁項(xiàng)強(qiáng)度、樁頂質(zhì)量、樁位偏離等情況，這些項(xiàng)目除了樁頂?shù)膹?qiáng)度外，其余通過(guò)肉眼即可檢查確定;對(duì)于樁頂強(qiáng)度可以采用簡(jiǎn)單的檢測(cè)法，通過(guò)一根平頭鋼筋的試壓來(lái)判斷施工質(zhì)量。

最后是檢測(cè)樁身的強(qiáng)度。這也是檢測(cè)的重點(diǎn)，通常成樁后7天就可以通過(guò)輕便觸探器對(duì)樁進(jìn)行檢查。輕便觸探器只能得到定性的檢查結(jié)果，因此對(duì)于檢查有問(wèn)題的樁要進(jìn)一步進(jìn)行精確的檢查，即用鉆機(jī)取芯樣后進(jìn)行無(wú)側(cè)限的抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，來(lái)側(cè)定樁體的強(qiáng)度。

4 結(jié)語(yǔ)

最后來(lái)比較一下粉噴樁法其他幾種加固方法，如砂井法、旋噴法和水泥漿攪拌法，在處理軟件方面的優(yōu)缺點(diǎn)。同砂井法相比較，粉噴樁對(duì)于建(構(gòu))筑物過(guò)大沉降問(wèn)題能有效控制，但砂井法無(wú)法做到這點(diǎn)，并且砂井法施工速度明顯教慢;同水泥漿攪拌法相比，水泥漿攪拌法在施工中需加水，但水泥水化不能消耗全部用水量從而使得多余水分進(jìn)人土中，對(duì)樁的強(qiáng)度不利，而粉體攪拌法施工過(guò)程中無(wú)須加水;同旋噴法相比較，旋噴法不能起到排水固結(jié)的作用，并且成樁直徑也不固定，而且相對(duì)于粉噴法設(shè)備要求高成本高。通過(guò)對(duì)比不難看出，粉噴法相對(duì)于其他方法在施工速度、造價(jià)方面具有明顯的優(yōu)勢(shì)，其在將來(lái)的建設(shè)中將會(huì)有更好的應(yīng)用前景。

參考文獻(xiàn)

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