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：通過對粉噴樁復(fù)合地基的形成機理、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程中的關(guān)鍵控制工序、質(zhì)量控制要點和質(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、 粉噴樁簡介粉噴樁是通過特制的深層攪拌機械，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。其長度應(yīng)根

2、據(jù)建筑物對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)穿透軟弱土層到達強度相對較高的土層（簡稱硬土層），但以提高抗滑穩(wěn)定為目的的粉噴樁其樁長應(yīng)根據(jù)危險滑弧的位置決定。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，一般認為水泥作加固料，對含有伊里石、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。受機械設(shè)備的限制，國內(nèi)施工機械加固深度大于15米時，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行室內(nèi)配合比試驗是必要的。1、 土樣的采集、數(shù)量及要求：（1）、按照設(shè)計單位提供的工程地質(zhì)詳細勘察報告，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、 試驗內(nèi)容：（1）、加固料質(zhì)量檢驗主要檢驗加固料的物理、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值等各項指標。（3）、配合比試驗每個孔分別取上、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。求得R7、R28、R90。試件尺寸應(yīng)為70.7mm70.7mm70.7mm的立方體。試件帶模放入保濕室內(nèi)進行濕潤養(yǎng)護，養(yǎng)護溫度宜為2030C，濕度為75%，養(yǎng)護齡期為7天、28天，養(yǎng)生最后一天浸水24小時。加固處理土的強度應(yīng)以無側(cè)限抗壓強度衡量，但在

5、施工時必須同時滿足強度和噴粉量的雙控指標。（二）現(xiàn)場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)配比進行工藝性試樁。可根據(jù)軟土厚度選擇2處有代表性土質(zhì)情況的位置進行試樁，每處不少于5根。試樁檢測項目及數(shù)量（1）、試樁時現(xiàn)場記錄內(nèi)容攪拌頭直徑(mm)；設(shè)計樁長(m)；粉噴深度(m)；停灰面標高(m)；鉆進速度(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、復(fù)攪與提升時管道壓力（Mpa），（參考值0.25MpaP0.4M

6、pa）；復(fù)攪長度（m）；水泥噴入量(Kg)；電流量（A）（正常與否）。（2）、荷載試驗成樁28天后進行單樁承載力試驗（3根）和復(fù)合地基承載力試驗（3組）。（3）、無側(cè)限抗強度試驗每處3根樁，每根樁應(yīng)在樁體三等分段各鉆取芯樣一個，試驗要求見TB1011396附錄C。（4）有效樁長及成樁均勻性檢測隨機抽檢3根樁，用鉆探法或小應(yīng)變動測法。（三）粉噴樁施工1、清表回填進行粉噴樁施工的場地，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），并進行清表處理；場地低洼時，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)計圖施工范圍用全站儀每間隔10米精確放出中樁和

7、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，并插以竹樁等標示物報監(jiān)理復(fù)核。3、 樁機就位根據(jù)施放的樁位確定粉噴樁機體的位置，使機體攪拌軸保持垂直狀態(tài)。4、下鉆啟動攪拌鉆機，鉆頭邊旋轉(zhuǎn)邊鉆進，為了不致堵塞噴射口和減少負載扭距，鉆進時噴射壓縮空氣（不輸送加固料）。鉆進速度應(yīng)小于1.5m/min。如地層壓力較小時可在下鉆時就噴加固料，該方法可充分利用攪拌機械，增加復(fù)攪次數(shù)保證攪拌均勻性。5、鉆進結(jié)束對于摩擦型粉噴樁達到設(shè)計深度時可停止鉆進；對于端承型粉噴樁必須要穿透軟弱土層到達強度相對較高的持力層，并深入硬土層50cm。持力層深度除根據(jù)地質(zhì)資料外，還應(yīng)根據(jù)鉆進時電流表的讀數(shù)來確定

8、，當下鉆速度在0.5m/min（最慢一檔速度）時電流表電流值達70A以上并伴有鉆頭跳動現(xiàn)象時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。如軟土層厚度與設(shè)計樁長不符時，應(yīng)遵循以下原則：（1）、如達到設(shè)計樁長，軟土層仍未穿透時，應(yīng)繼續(xù)鉆進，直至深入下臥硬層50cm。（2）、如未達到設(shè)計樁長，而鉆桿鉆進又十分困難時，至少應(yīng)深入硬層100cm。6、噴粉、提升鉆機噴粉一定要在提升鉆機前先預(yù)噴，預(yù)噴粉的重量是在打試樁時根據(jù)鉆頭到樁底時送（噴）粉機管道壓力噴灰時管道壓力表上的空氣壓力來確定。見附表氣壓（Mpa）0.250.30.350.40.450.50.55預(yù)噴粉量（Kg）

9、15182023191513預(yù)噴應(yīng)在鉆頭到達樁底前1m內(nèi)開始噴粉，但從預(yù)噴開始到提鉆噴粉中間絕對不能斷噴，這樣才能保證樁底噴粉量達到設(shè)計要求。提鉆時鉆頭呈反向以0.50.8m/min的速度邊旋轉(zhuǎn)邊提升，同時粉體發(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，使土體和加固料進行充分拌和。注意鉆機提升時管道壓力不宜過大（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)束當鉆頭提升至距離地面50cm時，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)攪不均勻樁體會變成球形或千層餅形，這樣的樁就是加固料摻入量再多也沒有強度

10、。因而對于一般土質(zhì)，要求全樁復(fù)攪，最好上部60%再進行二次復(fù)攪。若遇到特殊土質(zhì)可適當縮短復(fù)攪長度，但必須保證復(fù)攪長度不小于5米。為了攪拌均勻在復(fù)攪時鉆桿的移動速度要在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、樁機移位樁頂回填復(fù)拌完畢機體移至下一樁位，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就位鉆樁至設(shè)計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)閉攪拌機械移至下一樁位繼續(xù)施工三、 粉噴樁處理地基質(zhì)量通病及防治措施1、 卡鉆產(chǎn)生原因：通過

11、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)停止鉆進或慢速鉆進，嚴重時應(yīng)停鉆，并提升鉆具，改進鉆頭；如在提升鉆桿時卡鉆，則應(yīng)暫時停止噴粉，待正常后再復(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；氣源不足，氣壓不夠；加固料吸濕結(jié)塊；噴口粘結(jié)粉、泥后變小；粉料中混有雜物、大顆粒；部分地層透氣性不良，輸灰管過長。防治措施、方法：復(fù)打并應(yīng)使氣路連接嚴密，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)多次來克服，嚴禁以物體敲擊灰罐罐體；控制輸灰長度并滿足要求。3、 樁體疏松產(chǎn)生原因：加固料

12、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、土樣進行試驗，找出原因，安定性不合格加固料禁用；土層含水量低，在鉆孔時適當注水，或改用注漿法成樁；發(fā)現(xiàn)樁體疏松，可鉆進復(fù)噴一次加強。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、夏季對加固料應(yīng)采取防雨、防潮措施；噴粉時嚴格過篩計量和氣壓檢查；注意控制噴粉與提鉆速度，應(yīng)先噴粉12min后再提鉆攪拌；堵孔應(yīng)將鉆頭提出

13、清理，將上部斷樁打去，在原位復(fù)噴或鄰位補樁。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，或鉆孔攪拌時適當注水，加大樁體含水量。6、 樁體強度不夠產(chǎn)生原因：噴灰量不足；加固料強度不夠；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)，灰流量時高時低，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進行了解和控制，防止管路堵塞；遇松軟土、粘土應(yīng)適當進行調(diào)整，使噴粉均勻。7、 沉樁產(chǎn)生原因：土壤含水量過大；樁底空松、噴灰少；氣壓不穩(wěn)，噴灰不勻，造成斷樁，氣流過大，土體波動；停灰面位置偏低，噴灰量不足。防治措施、方法：取土樣試驗，含水量過大時改變處理措施；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，避免氣流過大；嚴格控制規(guī)定的停灰