粉喷桩处理软基施工控制要点
2010-02-15张钊漯河市公路工程建设总公司
张钊 漯河市公路工程建设总公司
粉喷桩处理软基施工控制要点
张钊 漯河市公路工程建设总公司
粉喷桩处理软土地基技术是目前加固软土地基的一种常用方法。适用于淤泥质粘土、淤泥亚粘土、粉性土、砂性土等各类软土地基的加固。经粉喷桩处理的软土地基，具有整体性和水稳性好的特点，并成为有一定强度的复合体。其应用于软基段的高路堤、桥梁、结构物的基础和两侧，经加固处理后的粉喷桩主体与周围地基共同作用构成复合地基。
道路工程；软基处理；粉喷桩；施工控制
前言
周口市周口大道拓宽改造工程（交通路～沙河桥）K1+200～K1+780属于软土高填路堤，此路段双侧设置桩长10米的A区粉喷桩和桩长8米的B区粉喷桩。加固粉喷桩采用正三角形布置，桩的水泥参量为14%，桩头以下3米复搅，另加2%水泥参量。成桩直径为0.5米。粉喷桩处理后的单桩承载力A区须大于125KN，B区须大于105KN，复合地基承载力A区不小于160KN；B区不小于140KN。
1、粉喷桩的施工准备
1.1 施工准备：施工前准备下列施工技术资料：施工场地的工程地质报告，粉喷桩设计桩位图，原地面高程数据表，加固深度与停灰面高程以及测量资料等；平整场地、清除障碍。如场地低洼，应回填粘性土；施工场地不能满足机械行走要求时，应铺设砂土或碎石垫层。压实度不小于85%。若地表过软，则应采取防止机械失稳措施。
1.2 施工设备：严禁使用非定型产品或自行改装设备；进场设备必须配备性能良好的能显示钻杆钻进时电流变化的电流表，显示管道压力压力表和计量水泥喷入量的电子秤或流量计。
1.3 室内配比实验：粉喷桩处理软基效果如何，很大程度上取决于配比的选择是否适合当地工程地质条件。各标段承包人和监理单位在施工前必须根据设计地质资料和动力搅拌资料，按有关规范要求做室内配比试验。
2、粉喷桩的施工工艺
施工工艺：主要施工工艺为：放样→粉体喷射搅拌机械就位→预搅下沉→喷粉搅拌提升至离地面30cm处→重复搅拌下沉→重复搅拌提升至离地面30cm处→关闭搅拌机械。路面工程在完成粉喷桩施工不少于60天后才能进行。搅拌机每次下沉或提升的时间必须有专人记录，时间误差不大于5秒，提升前要有等待送粉到桩底的时间，防止出现提升却未喷粉的情况。粉喷桩的施工工艺根据设计要求的配合比和实测的各项施工参数通过试桩来确定。试桩不少于5根，通过试桩来确定钻进速度、提升速度、搅拌速度、喷气压力、单位时间喷粉量等。粉喷桩所用的水泥应符合设计要求，并有产品合格证，并经室内检验合格才能使用。
3、施工质量控制注意事项
3.1、关于复搅与提升：在桩顶部3 m范围内应重复搅拌一次,高度至少大于3 m。钻进提升时管道压力不宜过大，以防淤泥向孔壁四周挤压形成空洞。
3.2 关于补喷和废桩问题：如发生意外影响桩身质量时，应在水泥终凝前采取补喷措施，补喷重叠长度≤1.0m。补喷无效时须重新打桩，新桩与废桩的间距≥20cm。
3.3 输灰管须经常检查，不得泄漏及堵塞，管道长度以60m为宜。对钻头定期检查，直径磨耗量≤1cm，钻头直径≯53cm。
3.4 成桩施工顺序从四周边开始向中心进行，相邻两根桩必须跳跃间打。
3.5 桩顶碎石垫层必须在桩体强度达到70%时方可铺筑。
3.6 监理单位必须对粉喷桩施工进行全过程旁站，按实际发生数量进行计量。
4、粉喷桩的检测方法
4.1 桩距、桩径及钻杆倾斜度的检测
在每处粉喷桩施工过程中，随机按规定频率用吊锤对钻杆倾斜度进行现场检测；对已成桩7d的粉喷桩，随机按规定频率挖出桩头，然后用卷尺对桩距、桩径进行检测。
4.2 桩体强度及桩长的检测
4.2.1 对成桩7d的粉喷桩，随机按规定频率进行如下几项检测：
（1）破去桩头0.3m～0.5m表层水泥，进行外观检测，主要检测其桩体外观是否圆顺，水泥土搅拌是否均匀；
（2）用轻便触探仪对开挖出来的桩头进行强度检测，根据N10贯入10cm的锤击次数或N10的连续贯入30cm的锤击次数来判定桩头强度是否合格。不合格的桩，在成桩28d后进行进行钻芯取样检测。
4.2.2 对成桩28d的粉喷桩，随机按规定频率或对有怀疑的桩进行钻芯取样检测，主要有以下几个方面：
（1）检测桩体粉喷是否均匀，桩体有无断粉现象，桩长是否达到设计要求；
（2）对粉喷桩的芯样进行加工，磨制成等高试件做无侧限抗压强度，应尽可能在芯样上、中、下三个部位各磨一组，一组三个试件，用三个试件的代表值评定强度。
根据以上的检测结果确定单桩的质量等级。
4.3 单桩和复合地基承载力检验
对某一场地施工质量有疑问时，最终可以采用静荷载试验，检查复合地基承载力或单桩承载力。静荷载试验每场地不少于3点，取3点试验的代表值，检查其是否满足设计要求。
4.4 无损检测
主要在试验路段，用小应变仪和地质雷达对桩基完整性检测，并与取芯对比，发现由于粉喷桩灰剂量小，被胶结的主体为软土，强度值低，与混凝土桩基差别大、无损检测灵敏度低，难以准确判断粉喷桩的施工质量。因此主要依靠取芯检测来评定桩体强度和完整性。
5、粉喷桩施工质量评定方法
5.1 单桩质量评定
根据粉喷桩施工特点，粉喷桩单桩质量共划分为A类、B类、C类三种等级。
A类桩：
（1）粉喷桩桩长达到设计要求，整体喷粉均匀无断粉现象。
（2）复搅段的桩芯完整且连续，呈柱状（最小长度应大于10cm），复搅段以下，能取出完整的柱状芯样。
（3）粉喷桩上、中、下段强度均满足设计要求。
（4）所取芯样的柱状加块片状取芯率大于90%。
B类桩：
（1）桩长达到设计要求，整桩粉喷局部不均匀，但无断粉现象。
（2）复搅段的芯样大部分完整，呈现柱状，可制成等高试件做无侧限抗压强度试验，局部松散呈块片状；复搅段以下，能取出芯样，但芯样不完整，呈可塑状。
（3）复搅段强度满足设计要求，复搅段以下有一定的强度。
（4）所取芯样的柱状加块片状取芯率大于80%。
C类桩：
（1）桩长达不到设计要求。
（2）桩体喷粉不均匀，有断粉现象。
（3）复搅段的芯样松散无粘聚，大部分呈块片状，不能制成等高试件。
（4）复搅段以下呈软塑、流塑或取不出芯样。
（5）所取芯样的柱状加块片状取芯率小于80%。
其中：A类为优良桩，B类为合格桩，C类为不合格桩。当定为A类或B类时，必须同时具备该类所述条件；当定为C类时，只需具备该类中任一条即可。
5.2 群桩施工质量评定
对照粉喷桩质量控制标准，根据具体的检测结果，采用百分制对粉喷桩施工质量进行评定。凡总分85分以上（含85分）为优良，70分以上（含75分）至85分为合格，70分以下为不合格。评为不合格工程的场地可选3点做静荷载试验，荷载试验代表值如符合要求可进行下道工序。
6、结语
6.1 本评定方法既概括了交通部《公路工程质量检测评定标准》中各项指标，又增加了一些施工控制过程的指标，如复搅深度、单桩水泥用量等，对提高工程质量有一定的好处。
6.2 本评定方法着重强调单桩的质量，通过对单桩质量的准确评定，再由点到面、由局部到整体，比较全面科学。
6.3 单桩质量评定主要通过钻芯取样检测，钻芯频率要适当，布点位置要科学，不同的构造物要采取不同的布点方法，以保证对群桩评定的代表性。
6.4 通过对该工程28万延米粉喷桩的检测验收，最终检测结果与监理旁站反映的问题相吻合，其中有4处做了静载试验比较，结果也是一致的，说明该方法对全面科学地评定粉喷桩施工质量是行之有效的。
