粉噴樁施工工藝

1、粉噴樁施工工藝和質(zhì)量控制顏魯博 倪紅珍（山東省交通工程總公司）摘要：通過(guò)對(duì)粉噴樁復(fù)合地基的形成機(jī)理、施工工藝以及質(zhì)量通病的總結(jié)論述，揭示了粉噴樁在施工過(guò)程中的關(guān)鍵控制工序、質(zhì)量控制要點(diǎn)和質(zhì)理通病的防治措施。關(guān)鍵詞：粉噴樁 加固料 預(yù)噴 復(fù)攪拌 持力層一、 粉噴樁簡(jiǎn)介粉噴樁是通過(guò)特制的深層攪拌機(jī)械，在地基深處利用壓縮空氣向軟弱土層內(nèi)輸送石灰、水泥等粉狀加固料，不向地基內(nèi)注入水分使其與原位軟弱土混合、壓密。并通過(guò)加固料與軟弱土之間的離子交換作用、凝聚作用、化學(xué)作用等一系列作用使軟弱土硬結(jié)成具有整體性、水穩(wěn)性和一定強(qiáng)度的柱狀加固土。它與原位軟弱土層組成復(fù)合地基。粉噴樁可分為端承型和摩擦型。其長(zhǎng)度應(yīng)根

2、據(jù)建筑物對(duì)地基承載力和變形要求，結(jié)合地層情況合理選用。原則上粉噴樁應(yīng)穿透軟弱土層到達(dá)強(qiáng)度相對(duì)較高的土層（簡(jiǎn)稱硬土層），但以提高抗滑穩(wěn)定為目的的粉噴樁其樁長(zhǎng)應(yīng)根據(jù)危險(xiǎn)滑弧的位置決定。加固料水泥一般適用于淤泥質(zhì)土、粘性土、粉土、素填土（包括吹填土）雜填土、飽和黃土、中粗砂、砂礫等地基加固。根據(jù)室內(nèi)試驗(yàn)，一般認(rèn)為水泥作加固料，對(duì)含有伊里石、氯化物和水鋁英石等粘土礦物的粘性土以及有機(jī)質(zhì)含量高，PH值較低的粘性土加固效果較差。加固料石灰一般適用于粘性土顆粒含量大于20%，粉粒及粘粒含量之和大于35%，粘土的塑性指數(shù)大于10，液性指數(shù)大于0.7，土的PH值為48，有機(jī)質(zhì)含量小于11%，土的天然含水量大于3

3、0%的偏酸性的土質(zhì)加固。受機(jī)械設(shè)備的限制，國(guó)內(nèi)施工機(jī)械加固深度大于15米時(shí)，噴粉量難以保證，故粉噴樁加固深度不宜大于15米。目前粉噴樁常用的加固方法及形式有：1、 按加固斷面形狀分為：樁式加固、格子式加固、豎式加固、塊體式加固。2、 按支承形式可分為：承力層支承式、非承力層支承式。二、 粉噴樁施工（一）室內(nèi)配合比試驗(yàn)粉噴樁作為一種軟土地基處理方法，它的選擇合理與否很大程度上取決于工程地質(zhì)條件，故而粉噴樁施工前進(jìn)行室內(nèi)配合比試驗(yàn)是必要的。1、 土樣的采集、數(shù)量及要求：（1）、按照設(shè)計(jì)單位提供的工程地質(zhì)詳細(xì)勘察報(bào)告，選取有代表性的土層位置，鉆孔取出一定數(shù)量的試樣土。（2）、不同土層分別取出試驗(yàn)所需

4、且有富余的土樣。（3）、土樣中含貝殼、樹枝、草根等雜物應(yīng)清除。（4）、記錄土樣采集的方法、位置、深度、取樣日期。2、 試驗(yàn)內(nèi)容：（1）、加固料質(zhì)量檢驗(yàn)主要檢驗(yàn)加固料的物理、力學(xué)性能參數(shù)。（2）、軟土的天然含水量、干容重、濕容重、塑限、液限、PH值等各項(xiàng)指標(biāo)。（3）、配合比試驗(yàn)每個(gè)孔分別取上、中、下三組軟土，根據(jù)事先擬定的配合比分別做室內(nèi)配合比試驗(yàn)。求得R7、R28、R90。試件尺寸應(yīng)為70.7mm×70.7mm×70.7mm的立方體。試件帶模放入保濕室內(nèi)進(jìn)行濕潤(rùn)養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)溫度宜為20±30C，濕度為75%，養(yǎng)護(hù)齡期為7天、28天，養(yǎng)生最后一天浸水24小時(shí)。加固處理

5、土的強(qiáng)度應(yīng)以無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度衡量，但在施工時(shí)必須同時(shí)滿足強(qiáng)度和噴粉量的雙控指標(biāo)。（二）現(xiàn)場(chǎng)工藝性試樁為了確保各種操作技術(shù)參數(shù)，在粉噴樁大面積施工前，必須按室內(nèi)配比進(jìn)行工藝性試樁?？筛鶕?jù)軟土厚度選擇2處有代表性土質(zhì)情況的位置進(jìn)行試樁，每處不少于5根。試樁檢測(cè)項(xiàng)目及數(shù)量（1）、試樁時(shí)現(xiàn)場(chǎng)記錄內(nèi)容攪拌頭直徑(mm)；設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)(m)；粉噴深度(m)；?；颐鏄?biāo)高(m)；鉆進(jìn)速度(m/min)，（參考值V1.5m/min）；攪拌速度（轉(zhuǎn)/min）,（參考值R=30轉(zhuǎn)/min50轉(zhuǎn)/min）；平均提升速度，（參考值VP0.5m/min-0.8m/min）；氣體流量(L/S)；鉆進(jìn)、復(fù)攪與提升時(shí)管道壓力（Mpa

6、），（參考值0.25MpaP0.4Mpa）；復(fù)攪長(zhǎng)度（m）；水泥噴入量(Kg)；電流量（A）（正常與否）。（2）、荷載試驗(yàn)成樁28天后進(jìn)行單樁承載力試驗(yàn)（3根）和復(fù)合地基承載力試驗(yàn)（3組）。（3）、無(wú)側(cè)限抗強(qiáng)度試驗(yàn)每處3根樁，每根樁應(yīng)在樁體三等分段各鉆取芯樣一個(gè)，試驗(yàn)要求見TB1011396附錄C。（4）有效樁長(zhǎng)及成樁均勻性檢測(cè)隨機(jī)抽檢3根樁，用鉆探法或小應(yīng)變動(dòng)測(cè)法。（三）粉噴樁施工1、清表回填進(jìn)行粉噴樁施工的場(chǎng)地，事先應(yīng)予以平整，清除樁位處地上地下的一切障礙物（如石頭樹根等），并進(jìn)行清表處理；場(chǎng)地低洼時(shí)，應(yīng)先填粘性土。溝塘處需打粉噴樁，應(yīng)考慮抽水、清淤回填及平整。2、施工放樣根據(jù)設(shè)計(jì)圖施工范

7、圍用全站儀每間隔10米精確放出中樁和邊樁，其間用鋼尺放出每根粉噴樁樁位，樁間距偏差應(yīng)小于100mm，并插以竹樁等標(biāo)示物報(bào)監(jiān)理復(fù)核。3、 樁機(jī)就位根據(jù)施放的樁位確定粉噴樁機(jī)體的位置，使機(jī)體攪拌軸保持垂直狀態(tài)。4、下鉆啟動(dòng)攪拌鉆機(jī)，鉆頭邊旋轉(zhuǎn)邊鉆進(jìn)，為了不致堵塞噴射口和減少負(fù)載扭距，鉆進(jìn)時(shí)噴射壓縮空氣（不輸送加固料）。鉆進(jìn)速度應(yīng)小于1.5m/min。如地層壓力較小時(shí)可在下鉆時(shí)就噴加固料，該方法可充分利用攪拌機(jī)械，增加復(fù)攪次數(shù)保證攪拌均勻性。5、鉆進(jìn)結(jié)束對(duì)于摩擦型粉噴樁達(dá)到設(shè)計(jì)深度時(shí)可停止鉆進(jìn)；對(duì)于端承型粉噴樁必須要穿透軟弱土層到達(dá)強(qiáng)度相對(duì)較高的持力層，并深入硬土層50cm。持力層深度除根據(jù)地質(zhì)資料

8、外，還應(yīng)根據(jù)鉆進(jìn)時(shí)電流表的讀數(shù)來(lái)確定，當(dāng)下鉆速度在0.5m/min（最慢一檔速度）時(shí)電流表電流值達(dá)70A以上并伴有鉆頭跳動(dòng)現(xiàn)象時(shí)表明鉆頭已深入持力層，如能持續(xù)50cm以上則表明鉆頭已深入持力層應(yīng)停止鉆進(jìn)。如軟土層厚度與設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)不符時(shí)，應(yīng)遵循以下原則：（1）、如達(dá)到設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)，軟土層仍未穿透時(shí)，應(yīng)繼續(xù)鉆進(jìn)，直至深入下臥硬層50cm。（2）、如未達(dá)到設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)，而鉆桿鉆進(jìn)又十分困難時(shí)，至少應(yīng)深入硬層100cm。6、噴粉、提升鉆機(jī)噴粉一定要在提升鉆機(jī)前先預(yù)噴，預(yù)噴粉的重量是在打試樁時(shí)根據(jù)鉆頭到樁底時(shí)送（噴）粉機(jī)管道壓力噴灰時(shí)管道壓力表上的空氣壓力來(lái)確定。見附表氣壓（Mpa）0.250.30.350.40

9、.450.50.55預(yù)噴粉量（Kg）15182023191513預(yù)噴應(yīng)在鉆頭到達(dá)樁底前1m內(nèi)開始噴粉，但從預(yù)噴開始到提鉆噴粉中間絕對(duì)不能斷噴，這樣才能保證樁底噴粉量達(dá)到設(shè)計(jì)要求。提鉆時(shí)鉆頭呈反向以0.50.8m/min的速度邊旋轉(zhuǎn)邊提升，同時(shí)粉體發(fā)射器以0.25-0.4Mpa的噴粉壓力將加固料噴入被攪拌的土體中，使土體和加固料進(jìn)行充分拌和。注意鉆機(jī)提升時(shí)管道壓力不宜過(guò)大（以不堵塞出氣孔為原則），以防鉆孔淤泥向孔壁四周擠壓形成空洞。7、提升結(jié)束當(dāng)鉆頭提升至距離地面50cm時(shí)，發(fā)送器停止向孔內(nèi)噴射加固料，成樁結(jié)束。8、復(fù)拌復(fù)攪是否均勻是確定成樁質(zhì)量的重要因素。復(fù)攪不均勻樁體會(huì)變成球形或千層餅形，這

10、樣的樁就是加固料摻入量再多也沒有強(qiáng)度。因而對(duì)于一般土質(zhì)，要求全樁復(fù)攪，最好上部60%再進(jìn)行二次復(fù)攪。若遇到特殊土質(zhì)可適當(dāng)縮短復(fù)攪長(zhǎng)度，但必須保證復(fù)攪長(zhǎng)度不小于5米。為了攪拌均勻在復(fù)攪時(shí)鉆桿的移動(dòng)速度要在0.5m/min以下，而鉆桿的回轉(zhuǎn)攪拌速度要在92轉(zhuǎn)/min以上，這樣才能把土質(zhì)打散、拌勻使土體和加固料充分拌和。9、樁機(jī)移位樁頂回填復(fù)拌完畢機(jī)體移至下一樁位，樁頂50cm范圍用參有同劑量加固料的土回填。粉噴樁施工工藝框圖放線定樁位鉆機(jī)就位鉆樁至設(shè)計(jì)深度邊攪拌噴粉邊提升鉆桿至樁頂（底面以下50cm）處停止攪拌、噴粉全程復(fù)攪一次，提升至地面關(guān)閉攪拌機(jī)械移至下一樁位繼續(xù)施工三、 粉噴樁處理地基質(zhì)量通

11、病及防治措施1、 卡鉆產(chǎn)生原因：通過(guò)含水量低的粘土層，或板結(jié)的硬土層，或局部遇到障礙物（如石頭樹根）。防治措施、方法：應(yīng)停止鉆進(jìn)或慢速鉆進(jìn)，嚴(yán)重時(shí)應(yīng)停鉆，并提升鉆具，改進(jìn)鉆頭；如在提升鉆桿時(shí)卡鉆，則應(yīng)暫時(shí)停止噴粉，待正常后再?gòu)?fù)打。2、 噴粉不暢或堵塞產(chǎn)生原因：氣路連接部分密封不嚴(yán)；氣源不足，氣壓不夠；加固料吸濕結(jié)塊；噴口粘結(jié)粉、泥后變?。环哿现谢煊须s物、大顆粒；部分地層透氣性不良，輸灰管過(guò)長(zhǎng)。防治措施、方法：復(fù)打并應(yīng)使氣路連接嚴(yán)密，供氣保持充足，氣壓穩(wěn)定并滿足要求；防止加固料受潮，并過(guò)篩；遇噴粉不暢應(yīng)迅速操縱噴粉閥，由開到關(guān)，由關(guān)到開，反復(fù)多次來(lái)克服，嚴(yán)禁以物體敲擊灰罐罐體；控制輸灰長(zhǎng)度并滿足

12、要求。3、 樁體疏松產(chǎn)生原因：加固料安定性不合格；土層含水量太低，或遇松散雜填土，造成粉體流失，使樁體含水量不夠；土壤含水量低，復(fù)打也易產(chǎn)生疏松。防治措施、方法：先取加固料、土樣進(jìn)行試驗(yàn)，找出原因，安定性不合格加固料禁用；土層含水量低，在鉆孔時(shí)適當(dāng)注水，或改用注漿法成樁；發(fā)現(xiàn)樁體疏松，可鉆進(jìn)復(fù)噴一次加強(qiáng)。4、 夾層斷樁產(chǎn)生原因：加固料潮濕，或有異物堵管；管道漏氣或供氣不足或氣壓不穩(wěn)；噴粉孔磨損，被粘土堵塞；提鉆速度過(guò)快，先提鉆后噴粉；灰噴完后未察覺，噴灰中斷，仍在攪拌成樁。防治措施、方法：雨季、夏季對(duì)加固料應(yīng)采取防雨、防潮措施；噴粉時(shí)嚴(yán)格過(guò)篩計(jì)量和氣壓檢查；注意控制噴粉與提鉆速度，應(yīng)先噴粉12

13、min后再提鉆攪拌；堵孔應(yīng)將鉆頭提出清理，將上部斷樁打去，在原位復(fù)噴或鄰位補(bǔ)樁。5、 空心樁產(chǎn)生原因：土壤含水量太低；中心部分氣壓減小，造成樁體四周強(qiáng)度高，中部為土芯，形成空心樁；另外土干氣壓偏大，加固料從兩側(cè)噴出，也易產(chǎn)生中間無(wú)加固料的空心現(xiàn)象。防治措施、方法：遇含水量低于20%的干土，應(yīng)改為噴漿攪拌法施工，或鉆孔攪拌時(shí)適當(dāng)注水，加大樁體含水量。6、 樁體強(qiáng)度不夠產(chǎn)生原因：噴灰量不足；加固料強(qiáng)度不夠；加固料安定性不合格，鉆桿提升速度不均；噴粉管路輕微堵塞，造成氣壓不穩(wěn)，灰流量時(shí)高時(shí)低，噴灰不勻；遇局部松軟土漏灰；遇粘土攪不開；以減壓閥調(diào)定的灰罐與噴灰管間存在壓差，也常會(huì)影響到定量噴粉。防治措施、方法：控制噴粉量；用合格加固料，控制提升速度，經(jīng)常觀察電子稱或流量計(jì)進(jìn)行了解和控制，防止管路堵塞；遇松軟土、粘土應(yīng)適當(dāng)進(jìn)行調(diào)整，使噴粉均勻。7、 沉樁產(chǎn)生原因：土壤含水量過(guò)大；樁底空松、噴灰少；氣壓不穩(wěn)，噴灰不勻，造成斷樁，氣流過(guò)大，土體波動(dòng)；?；颐嫖恢闷?，噴灰量不足。防治措施、方法：取土樣試驗(yàn)，含水量過(guò)大時(shí)改變處理措施；提升鉆桿前先噴灰；保持氣壓穩(wěn)定，噴灰均勻，避免斷樁；調(diào)整氣壓，避免氣流過(guò)大；嚴(yán)格控制規(guī)定的?；颐婧蛧娀伊?/p>