2015年巖土師基礎(chǔ)知識考點:水泥粉噴樁處理

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　　1、引言

　　水泥粉噴樁是“水泥粉體噴射攪拌樁”的簡稱，就是用改制的螺旋鉆機將鉆頭鉆至設(shè)計的土層深度，用壓縮空氣將水泥粉經(jīng)鉆桿內(nèi)孔輸送至鉆頭上，邊噴粉邊旋轉(zhuǎn)，同時嚴(yán)格按照設(shè)計確定的提升速度提升攪拌機，使水泥與軟土攪拌在一起，使之發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成樁體的方法，用于提高地基土的承載力和穩(wěn)定性。粉噴樁于20世紀(jì)70年代首先由日本和瑞典分別提出、推廣和應(yīng)用，我國于20世紀(jì)80年代初引入此項技術(shù)。由于粉噴樁具有能有效減少總沉量、承受較大的加荷速率、抗側(cè)向變能能力強、可大大縮短施工期等優(yōu)點，目前在軟基處理領(lǐng)域應(yīng)用得較為廣泛。但由于其是地下隱蔽工程，影響質(zhì)量的因素較多，容易出現(xiàn)工程質(zhì)量問題，因此必須加強粉噴樁的施工及監(jiān)理質(zhì)量控制。

　　2、施工準(zhǔn)備階段的質(zhì)量控制

　　2.1原材料的質(zhì)量控制

　　粉噴樁水泥一般選用325或425的普通硅酸鹽水泥或礦渣水泥。施工中所用的水泥的品種和標(biāo)號應(yīng)符合設(shè)計要求。對購進水泥，采用承包人自檢和監(jiān)理抽檢的方式進行復(fù)核驗證，滿足規(guī)范的要求，必須具有廠家保質(zhì)單位和出廠試驗報告并經(jīng)監(jiān)理工程師查驗，并盡量不采用那些產(chǎn)量小、質(zhì)量不穩(wěn)定的小水泥廠生產(chǎn)的水泥。水泥入罐時應(yīng)經(jīng)篩網(wǎng)過篩，最大粒徑不超過5mm，不得含有紙屑、塑料布、垃圾等雜物。監(jiān)理試驗室也應(yīng)隨機分批對所使用的水泥材料進行抽驗，確保水泥材料質(zhì)量。另外水泥的堆放應(yīng)該符合標(biāo)準(zhǔn)、防潮的要求，嚴(yán)禁使用過期、受潮、結(jié)塊、變質(zhì)的水泥。

　　2.2機具設(shè)備的性能控制

　　深層攪拌機是施工的關(guān)鍵。粉噴樁機嚴(yán)禁使用非定型產(chǎn)品或自行改裝設(shè)備，進場的設(shè)備必須是性能良好的能顯示鉆桿鉆進時電流變化的電流表、顯示管道壓力的壓力表和計量水泥噴入量的電子秤(或電腦計量裝置)。所有的電流表、壓力表和電子秤(或電腦計量裝置)等量器、衡器具必須經(jīng)過計量部門標(biāo)定，合格后方可用于工程施工。

　　2.3測量放樣的控制

　　為保證水泥粉噴樁加固軟土工程質(zhì)量，要嚴(yán)格按設(shè)計要求布點定位。因此，應(yīng)將施工場地事先予以整平，清除障礙物。監(jiān)理工程師應(yīng)會同施工單位對工程導(dǎo)線點水準(zhǔn)點進行復(fù)測，在滿足設(shè)計文件精度后，辦理現(xiàn)場交樁手續(xù)。施工單位根據(jù)控制點及水準(zhǔn)點按方格網(wǎng)平差放樣，用鋼尺量距。按要求控制定位偏差，并填寫放樣報驗單，提交監(jiān)理工程師審核批準(zhǔn)。監(jiān)理工程師應(yīng)進行復(fù)測檢查，確保放樣準(zhǔn)確。施工單位應(yīng)派專人做好工程控制樁、水準(zhǔn)點及放樣測量記錄并對施工所測放的軸線及樁位布置點加以妥善保護以便后用。

　　2.4施工前進行室內(nèi)配比試驗

　　在施工前，取含水量較大的地點取樣進行室內(nèi)配比試驗，測定軟土的天然含水量、孔隙比、液塑限、有機質(zhì)含量、有機質(zhì)含量、PH值和不同摻入量水泥土各齡期的無側(cè)限抗壓強度，以檢驗粉噴樁加固該種軟土的適用性和設(shè)計摻灰量下的樁身強度能否達到設(shè)計要求。在試驗過程中，監(jiān)理人員應(yīng)進行全過程旁站監(jiān)督或進行平行試驗，以保證試驗結(jié)果準(zhǔn)確可靠。

　　2.5施工前必須進行工藝試樁

　　水泥與土攪拌是否均勻是影響水泥粉噴樁加固效果的關(guān)鍵因素之一。因此在粉噴樁大面積施工前應(yīng)進行施工工藝性試驗。通過試驗確定適合該場地的各種操作技術(shù)參數(shù)并以此掌握該場地條件下的成樁經(jīng)驗。根據(jù)水泥粉噴樁施工特點，工藝性試驗應(yīng)達到以下目的。

　　(1)、提出滿足設(shè)計水泥噴入量的各種操作參數(shù)，如鉆機提升速度、攪拌葉片旋轉(zhuǎn)速度、管道壓力、灰罐壓力等;

　　(2)、檢驗水泥的攪拌均勻程度及成樁直徑;

　　(3)、確定該地質(zhì)條件下，符合質(zhì)量要求的合理摻灰量;

　　(4)、了解鉆進及提升的阻力情況，并提出相應(yīng)的實施措施;

　　(5)、確定進入持力層的判別方法。

　　3、施工階段的質(zhì)量控制

　　粉噴樁屬地下隱蔽工程，其質(zhì)量控制應(yīng)貫穿在施工的全過程，并應(yīng)堅持全方位全過程的施工監(jiān)理。各施工標(biāo)段承包人必須對粉噴樁質(zhì)量、進度負(fù)責(zé)，每臺鉆機必須有專人操作。在施工過程中，現(xiàn)場旁站是監(jiān)理最主要的工作，旁站監(jiān)理應(yīng)熟悉施工工藝和各項施工參數(shù)，并對施工過程進行全過程，全方位、全天候的旁站。

　　粉噴樁主要施工工藝為：清理場地→填筑排水坡→測量定位→粉體噴射攪拌機械就位→預(yù)攪下沉→噴粉攪拌提升至離地面0.3m處→重復(fù)攪拌下沉→重復(fù)攪拌提升直至離地面0.3m→關(guān)閉攪拌機械。

　　(1)、施工開始前，將原地面整平至粉體攪拌樁施工高程處，清除樁位處地上、地下的一切障礙物，對于河塘及構(gòu)造物處的粉噴樁，應(yīng)先回填粘性土，碾壓至一定的壓實度并有一定的排水坡。

　　(2)、鉆機就位應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計樁位及規(guī)范要求，用全站儀或經(jīng)緯儀定位，并用水平尺在鉆機桿或轉(zhuǎn)盤的兩正交方向檢驗垂直度和水平度，樁位平面誤差不得超過5cm，鉆桿傾斜度要小于1.5%。監(jiān)理人員還應(yīng)檢查主機各部的連接、液壓系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、噴粉系統(tǒng)各部安裝調(diào)試情況及灰罐、管路的密封連接情況是否正常，做好必要的調(diào)整緊固工作，灰罐應(yīng)按設(shè)計投料量投一次料打一根樁，以確保成樁質(zhì)量，灰罐裝滿后，進料口應(yīng)加蓋密封，排除異常情況后方可施工。

　　(3)、嚴(yán)格控制鉆孔下鉆深度、噴粉高程及停灰面，確保粉噴樁長度和噴粉量達到規(guī)定要求。深度誤差不得大于5cm，水泥損耗量平均不得大于1kg/m。粉噴樁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)值來確定，當(dāng)鉆桿鉆進時電流表的讀數(shù)明顯上升，說明已進入硬土層，如能持續(xù)50cm以上則說明已進入持力層。旁站監(jiān)理人員應(yīng)注意觀察鉆桿上標(biāo)注的刻度，確保已鉆至設(shè)計樁長。

　　(4)、攪拌機每次下沉或提升的時間必須有專人記錄，時間誤差不得大于5s，提升前要有等待送粉到達樁底的時間，防止出現(xiàn)提升卻未噴粉的情況，具體時間由工藝試樁得出。在樁上部1/3范圍內(nèi)應(yīng)重復(fù)攪。