水泥粉噴樁地基處理施工應(yīng)用及質(zhì)量控制【摘要】粉噴樁地基處理施工方法以其特有的適用條件及優(yōu)點(diǎn)在地基處理中應(yīng)用越來(lái)越廣泛，本文結(jié)合陜西電力銀河集團(tuán)東大街115號(hào)住宅區(qū)粉噴樁地基處理的實(shí)踐應(yīng)用就設(shè)計(jì)和施工中應(yīng)著重控制的幾個(gè)方面作一初步探討和總結(jié)。【關(guān)鍵詞】粉噴樁施工原理質(zhì)量控制概述：陜西電力銀河集團(tuán)115號(hào)住宅區(qū)位于西安市東大街，地上為3棟六層框架，地下為整體地下車(chē)庫(kù)，筏板基礎(chǔ)。該場(chǎng)地基坑底東邊距石油勘探儀器廠家屬樓3米，西邊距立豐地產(chǎn)3米，場(chǎng)地狹小，場(chǎng)地地層依次為人工填土層（層厚4.8—9.4米），黃土層（層厚2.4—7米），古土壤層（層厚3—3.8米），黃土層（層厚4.6—5.6米）。其地下水埋深位于地表下7.4—7.9米。基坑自地表向下挖深6.5米，鑒于場(chǎng)地狹小且不允許有震動(dòng)，地下水位較淺等原因，地基處理方案經(jīng)分析比較最終定為水泥粉噴樁地基處理，設(shè)計(jì)承載力200KN。設(shè)計(jì)粉噴樁樁徑∮500，樁深6.5米，樁底深入古土壤1米。地基處理施工完成后進(jìn)行了單樁復(fù)合地基載荷試驗(yàn)，單樁極限荷載滿足400KN/m2，取安全系數(shù)K=2，則容許承載力為200KN/m2，滿足設(shè)計(jì)要求。水泥粉體噴射攪拌樁是粉體噴射攪拌樁的一種，又都屬于深層攪拌樁（其相互關(guān)系見(jiàn)圖1）。水泥粉體噴射攪拌樁（簡(jiǎn)稱(chēng)水泥粉噴樁）是將水泥粉等用壓縮氣體輸送到軟土地基中，然后通過(guò)攪拌與軟土均勻拌和，粉料與軟土發(fā)生物理化學(xué)反應(yīng)，形成堅(jiān)硬、連續(xù)、水穩(wěn)性好的樁體。水泥噴射攪拌樁水泥噴射攪拌樁粉體噴射攪拌樁粉體噴射攪拌樁石灰粉噴射攪拌樁石灰粉噴射攪拌樁深層攪拌樁深層攪拌樁水泥漿深層攪拌樁水泥漿深層攪拌樁圖1水泥粉噴樁施工方法是將部分原位土體攪拌形成水泥土樁，故其對(duì)環(huán)境和周?chē)馏w破壞作用甚微，施工操作簡(jiǎn)便，噪音低，無(wú)振動(dòng)，無(wú)污染，對(duì)環(huán)境無(wú)不良影響，且這種方法造價(jià)低，質(zhì)量可靠，施工期短。適用于在人口密集的城區(qū)使用，是飽和黃土軟弱地基處理的一種有效手段。這種攪拌技術(shù)早在第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束后就出現(xiàn)在美國(guó)，50——60年代日本引入這項(xiàng)技術(shù)用于加固高含水量軟弱地基。我國(guó)于70年代末對(duì)這項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行了開(kāi)發(fā)和應(yīng)用于工程實(shí)踐，曾先后在武漢、江蘇、浙江、福建、天津、上海、廣東、新疆等地應(yīng)用，效果良好。在西安市老城區(qū)及其四周、南郊和東郊地下水位較淺，這種樁型普遍適用。水泥粉噴樁成樁機(jī)理軟土與水泥采用機(jī)械攪拌加固的基本原理，是基于水泥土的物理化學(xué)反應(yīng)過(guò)程。在水泥加固土中，水泥的水解和水化反應(yīng)完全是在具有一定活性的介質(zhì)——土的圍繞下進(jìn)行，所以硬化速度緩慢且作用復(fù)雜，水泥中的水硬性膠凝材料如CaO.SiO2、Al2O3、Fe2O3等與土中的水反應(yīng)生成鋁酸三鈣、硅酸二鈣、鐵鋁酸四鈣等水化物，這些水化物凝結(jié)后硬化，從而提高水泥混合土的整體強(qiáng)度，并沿?cái)嚢枭疃刃纬蓤A柱體堅(jiān)固的水泥土樁體。棄躁粉噴樁施工常螺用機(jī)械昌粉噴攪拌機(jī)械但一般由攪拌主馳機(jī)、粉體固化前材料供給機(jī)、降空壓機(jī)、攪拌攪頭和動(dòng)力部分伏組成。犯攪拌主機(jī)常用緣的有鐵道部武嶄漢工程機(jī)械研宇究所生產(chǎn)遮的歪PH-披5晝型、上海探礦沖機(jī)械廠生產(chǎn)逐的娘GPF-仁5租型等噴粉樁機(jī)括。辮常用的粉體固客化供給機(jī)為國(guó)牙產(chǎn)躲Y指P稍—擺1驅(qū)型粉體噴射機(jī)漸，其最大送粉幸壓祥力固0.5Mp超a煉；最大送粉量并100kg同/mi言n昌。這里特別值圈得提出的是對(duì)墻加固料的計(jì)量躁經(jīng)過(guò)以往離的露“舍體積諸法功”經(jīng)計(jì)量和采抄用災(zāi)“牢電子鞋稱(chēng)沈”蹲計(jì)量，進(jìn)而發(fā)尺展到今天采用絕的計(jì)算機(jī)計(jì)量餓系統(tǒng)，這套系駱統(tǒng)主要由檢測(cè)廈管、變送器、斃微型計(jì)算機(jī)、帽顯示器及打印翅記錄儀等五部倉(cāng)分組成。通過(guò)將這套系統(tǒng)，使錯(cuò)樁體每米的送蒙粉量一目了然扒，使施工質(zhì)量萬(wàn)得到了有效控膠制。皆水泥粉噴樁的肚施工辭粉噴樁施工工怠藝流程（見(jiàn)誕圖堅(jiān)2閱）為：空壓機(jī)送氣調(diào)平空壓機(jī)送氣調(diào)平鉆進(jìn)放線、定位鉆孔對(duì)位演孫鉆進(jìn)放線、定位鉆孔對(duì)位送風(fēng)機(jī)送灰送風(fēng)機(jī)送灰停灰、停氣噴灰、攪拌、提升停灰、停氣噴灰、攪拌、提升轉(zhuǎn)入下一個(gè)循環(huán)設(shè)計(jì)樁頂成樁設(shè)計(jì)孔深錯(cuò)螞炎轉(zhuǎn)入下一個(gè)循環(huán)設(shè)計(jì)樁頂成樁設(shè)計(jì)孔深復(fù)攪1/3樁長(zhǎng)復(fù)攪1/3樁長(zhǎng)殲圖們2描鳳粉噴樁施工流路程圖質(zhì)其施工順序?yàn)轳Y將攪拌鉆頭對(duì)偷準(zhǔn)樁位后，啟各動(dòng)鉆機(jī)邊正向秀旋轉(zhuǎn)邊鉆進(jìn)，雷至設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)拼停止鉆進(jìn)，然湯后使攪拌鉆頭影反向旋轉(zhuǎn)，同普時(shí)啟動(dòng)粉體發(fā)范送器送粉，一局邊緩慢提升，唇不斷噴射水泥鵲粉與土體拌和圣均勻，直至樁功頂設(shè)計(jì)標(biāo)高為趙止。在整個(gè)下臉鉆與上拔的過(guò)涉程中空壓機(jī)沿棟鉆桿中心同時(shí)非送散風(fēng)息(艙鉆桿為空呢心霜)誦。一般來(lái)說(shuō)，躬成一根射7席米完的樁需少要薦2學(xué)0獨(dú)分鐘左右。湖糖暴五叢.借質(zhì)量控制要點(diǎn)元粉噴樁的施工否方法簡(jiǎn)單但我攔們必須非常重把視這種樁的過(guò)刷程質(zhì)量控制，過(guò)理解這種樁的翁成樁機(jī)理與控現(xiàn)制要點(diǎn)，否則捉，就可能出現(xiàn)施不合格的工程捆質(zhì)量。我們從睡設(shè)計(jì)、施工兩倘方面進(jìn)行分析夫：壯(貫一掩)歪首先我們對(duì)規(guī)雀范中復(fù)合地基吸承載力進(jìn)行分然析，指出設(shè)計(jì)涂中應(yīng)注意的幾鞏個(gè)問(wèn)題：湯復(fù)合地基承載豬力規(guī)范要求按描下式進(jìn)行計(jì)算剛f庭s帳p撐，輝k鴿=m*R田d梯k熄/A敲P旅+無(wú)β尺（坡1-蝕m緒）朝f也s蹈，修k父犧梁票羅痕放（誠(chéng)1辟）脆f耽s首p允，劑k蘆—濾—課復(fù)合地基承載林力標(biāo)準(zhǔn)值謙（許Kp擋a速）；嫩m通枝—違—吼面積置換率跌；見(jiàn)m=n*A年p迫/A旺聰嫩稈銳誰(shuí)（拿2磨）噴其憶中柳柿n蘆—墊—誠(chéng)樁根數(shù)；雞賢臺(tái)A躺—賓—外加固總面積笑（瓜m墊2各）。舌R懷d撫k跌—起—紙單樁豎向承載恐力標(biāo)準(zhǔn)值藏（認(rèn)K相N償）；艷單樁豎向承載柏力可按下面兩由式計(jì)算，取其今中較小值；蝴R倘d嗓k選=撕η墊f顆c講u第，利k茄A緞p舞槳暖捎姿眾到號(hào)閱（標(biāo)3姻）關(guān)R舅d階k成=q寸a少U擔(dān)p巡L+a*Ap語(yǔ)*q勻p準(zhǔn)帖芝涼塔男賓害（存4窩）菌f鞋c鑄u保，熔k控—糊—軌與粉噴樁樁身蚊加固土配比相李同的室內(nèi)加固冬土試塊的無(wú)側(cè)復(fù)限抗壓強(qiáng)度平穿均值醫(yī)（厚Kp浩a肯）。興鉆經(jīng)η鐮良—鍋—赴樁身強(qiáng)度折減傻系數(shù)，鄙取獅0.3銅5忘—拒0.絞5逃。材銷(xiāo)角脈淚q課a窯—式—隸樁周土的摩擦劇力；叫U彎p累—鈴—販樁的周長(zhǎng)誼（扭m迷）吹L仙屢—醉—申樁長(zhǎng)算（胳m奉）。債q腿p侵梢—陷—直樁端天然地基件土承載力標(biāo)準(zhǔn)轟值花（藏Kp焰a影）；客a喪糖—饞—成樁端天然地基姿土的承載力折魚(yú)減系數(shù)含。畝截A物P冰—朽—喉樁的截面積易（幅m匯2釀）；撓f堤s沒(méi)，皆k建—犯—綢樁間土的承載哈力標(biāo)準(zhǔn)值。稱(chēng)β—搭—票樁間土承載力寄折減系數(shù)；當(dāng)閃樁尖為軟弱土喉層時(shí)可勤取庭0.樸5叉—棍1.妖0喬；當(dāng)樁尖為硬比土層時(shí)可祖取督0.闖1脫—見(jiàn)0.躍4寇。感β芒與樁端土的軟騾硬和樁身強(qiáng)度法有關(guān)，民用建來(lái)筑允許有較大反的相對(duì)沉降，短如樁端為軟土濫時(shí)，各樁和樁傍間土均能發(fā)揮討各自作用，取懇大值。當(dāng)沉降耀要求嚴(yán)格時(shí)騰，制β以取小值。舟綜合憲（侍1光）朵—杠—諸（傅4礦）式可以看出孝，鞋f險(xiǎn)s潑p陰，猛k暫與延m陸、吼R巖d呀k涂、死f助s飄，命k勒、嘆q傻a菜、鹿L枝、彎q捎p核給成正比，提高練粉噴樁復(fù)合地犁基承載力，應(yīng)妻從提高樁面積滿置換率、樁周?chē)?guó)土的摩擦力、潮樁長(zhǎng)、樁端天躺然地基土承載漫力標(biāo)準(zhǔn)值等四只個(gè)方面入手。警有條件時(shí)，設(shè)柳計(jì)前應(yīng)進(jìn)行試藏樁，確定該地嚷層情況下的單男樁承載力及復(fù)說(shuō)合地基承載力某。僻粉噴樁一般按延三角和正方形朋整片布置，置曾換率根據(jù)試驗(yàn)站及計(jì)算確定，姨規(guī)范要求置換僅率不宜低益于蹲11.6盤(pán)%綱（樁間距喝1.窗4幣米占）。一般設(shè)計(jì)社取置換率參數(shù)摧為詠10攤%梨—庫(kù)20吹%共。遵樁周土的摩擦辜力與各地層的崇土質(zhì)密切相關(guān)餡，水泥一般適辱用于淤泥質(zhì)土樸、粘性土、粉校土、素填土、剝雜填土、飽和瓜黃土、中粗砂瓦、沙礫等地基話加固。選用這禮種加固方案前狹，應(yīng)提取詳細(xì)枝的工程地質(zhì)勘譽(yù)察資料，重點(diǎn)懲注意土的含水駕量、粘粒含量陳、持力層的工辱程性質(zhì)。當(dāng)?shù)夭突鐾列蘌鐘H致值小睬于銳4運(yùn)或天然含水量柳大刷于丙70輪%亭時(shí)不宜采用粉脹噴樁加固。或粉噴樁的長(zhǎng)度通在滿足強(qiáng)度計(jì)誓算要求的同時(shí)硬，尚應(yīng)滿足變矩形計(jì)算要求。撫增加樁長(zhǎng)對(duì)變址形是有利的，夾粉噴樁穿透軟迎弱土層到達(dá)強(qiáng)鴉度高的持力層擊，則沉降量很英小，但對(duì)穩(wěn)定邁性來(lái)說(shuō)，樁長(zhǎng)喇應(yīng)由危險(xiǎn)滑弧飾的位置決定。甲原則上樁長(zhǎng)應(yīng)魯穿透軟弱土層肉到達(dá)下臥強(qiáng)度距較高之土層。簡(jiǎn)但考慮樁間土貞的復(fù)合地基作扮用，粉噴樁樁叮底不應(yīng)進(jìn)入硬盟土層過(guò)深，否謀則經(jīng)濟(jì)上不合凝算且偏于不安責(zé)全；同時(shí)在置外換率相同的條應(yīng)件下，樁長(zhǎng)增榮加，樁身軸向饞應(yīng)力呈衰減變炭化，深部地基夕所提供的摩擦擾阻力和端承力吹不能充分發(fā)揮胡，因此粉噴樁陪設(shè)計(jì)一般不宜矮過(guò)長(zhǎng)。受機(jī)械啊設(shè)備的限制，脾加固深度大于級(jí)1慰5束米雷時(shí)噴粉量難以愉保證，故加固鑰深度一般不大沉于胞1陽(yáng)5醬米溝。灣（二）在施工師過(guò)程中，從以社下幾個(gè)方面對(duì)盛質(zhì)量進(jìn)行控制瘡：垂直度毅規(guī)范要求粉噴卸樁垂直度允許寧偏愁差此1齊%典，施工中采用誕十字交叉方法堵控制左,南垂直于鉆機(jī)方勸向用吊線錘方殊法控制；平行孔與鉆機(jī)方向采繭用水平尺控制對(duì)（用這種方法押控制后我們用闊經(jīng)緯儀對(duì)其進(jìn)也行了校驗(yàn)，逼7膛米庸鉆桿誤差不大紛于諷2cm鳥(niǎo)，可以滿足設(shè)秩計(jì)要求）。噴粉量捷固結(jié)料噴粉量饑可以從電腦顯緊示儀器上顯示糞出來(lái)，電腦顯喚示儀上顯示每良10cm皆的噴粉量，但燥固結(jié)料噴灑的久均勻程度與人潑工操作有很大汗關(guān)系，應(yīng)確保息每米水泥量噴置灑均勻，從而淚保證成樁質(zhì)量篇均勻。深度蜻繡擔(dān)粉噴樁成樁深號(hào)度從電腦記錄吳儀及深度記錄攝儀均可顯示，堤但這里應(yīng)強(qiáng)調(diào)場(chǎng)指出的是記錄古儀記錄深度是撓以鉆桿開(kāi)始轉(zhuǎn)懸動(dòng)的一瞬間開(kāi)存始的，施工中約鉆頭距地面有邪一定的距離，彼從而使記錄儀才顯示的不是實(shí)堤際樁長(zhǎng)，而是禽實(shí)際樁長(zhǎng)加上失鉆頭與地面距貢離之和。施工盼中為了消除這浸種誤差，一種棍方法是采取鉆遣頭挨地以后，馬先將記錄儀復(fù)拼位至以地面為簡(jiǎn)零點(diǎn)開(kāi)始記錄秩；另一種方法擔(dān)是測(cè)出地面與猜鉆頭之間距離升，加在成樁深用度記錄中，使糧深度記錄加長(zhǎng)縱，從而保證樁每長(zhǎng)。含水量纖止粥粉噴樁適用條諷件為含水量不悅小曬于兔30繩%它的地層，一般絲情況下地表附張近含水量較低冊(cè)，這時(shí)就應(yīng)該糞在成樁過(guò)程中巾加水。施工中將采用的加水方舊法一般是用水爆管沿鉆桿外壁茅加水。一般施花工人員在復(fù)攪染下鉆時(shí)才加水行，認(rèn)為其他時(shí)沖候由于有空壓警機(jī)送風(fēng)，使水暑從地下溢出而旅加不進(jìn)去水，否我們認(rèn)為這時(shí)薦雖有水溢出，勺但畢竟是少量糠的，還是應(yīng)該曾全過(guò)程加水。復(fù)攪深度佩坑帳規(guī)范規(guī)定粉噴束樁成樁后上板部菌1/再3章深度（且不小扯于爺3潮米區(qū)）應(yīng)予以重新蟲(chóng)攪拌，這樣做樣有利于提高上呼部樁體水泥土潔的均勻程度，版避免形舊成花“剖千層康餅寫(xiě)”綁，從而提高樁漫身承載力。拔鉆速度票規(guī)范規(guī)定鉆桿舌上拔速度書(shū)為賺5貧0墳——暑80cm業(yè)/min嘴,第一般來(lái)說(shuō)，太望快了水泥噴灑層不勻，樁身質(zhì)衰量不能保證；型太慢了鉆頭對(duì)肆土體的切削力具又減小，達(dá)不晃到攪拌的目的扛。施工中常采邀用嚴(yán)3餐檔上拔（一般黎提速蕉為草6莫0肆——俯75cm芬/mi彩n賠）。輕便觸探試驗(yàn)封粉噴樁成談樁脅3離天后，樁頭已語(yǔ)難以用鐵锨鏟下動(dòng)，這時(shí)可用住輕便觸探方法最測(cè)試樁頭和淺服層樁身強(qiáng)度。燙輕便觸探一般輕在成閘樁經(jīng)3煩天道后寬7哪天前進(jìn)行，一題般暈以濫3竄0惹擊的下沉量不奪超過(guò)乎10cm訪為合格，觸探蓋點(diǎn)應(yīng)選計(jì)在污1/病4墻樁徑處。同時(shí)橡，我們這時(shí)應(yīng)聞測(cè)量樁體直徑柳，看其是否滿蠢足設(shè)計(jì)要求。榨這里應(yīng)強(qiáng)調(diào)指敲出的是應(yīng)經(jīng)常減對(duì)鉆頭直徑進(jìn)槍行檢查，磨損掠后及時(shí)進(jìn)行修額補(bǔ)。辯水泥土室內(nèi)試摸驗(yàn)謠對(duì)水泥的摻入音比，規(guī)范要求啟應(yīng)訂為丑10班%含—饑15厲%擺。在滿足規(guī)范減和設(shè)計(jì)要求的物基礎(chǔ)上，現(xiàn)場(chǎng)跑施工前應(yīng)采集青施工地點(diǎn)土層汽中的最差土樣硬及施工所用水宋泥送試驗(yàn)室作廳室內(nèi)配合比試斗驗(yàn)檢測(cè)開(kāi)其廈7且天的水泥土無(wú)善側(cè)限抗壓強(qiáng)度軟，確定每米水奴泥用量。野六姻.盡鳳常見(jiàn)故障及處鍛理方法峰粉噴樁施工過(guò)卸程中常會(huì)出現(xiàn)弊部分機(jī)械故障贏，影響了成樁述效率，其出現(xiàn)輕故障常有：1.堵管督其原因之一在色于提鉆速度太侄慢，噴灰孔阻彼力太大而堵塞爹；原因之二在斤于水泥太濕，獲顆粒之間摩擦浪力座大；還有就是面鉆桿進(jìn)水泥處雖卡脖，送風(fēng)受閃阻而堵塞。憶心嗽預(yù)防措施：施沃工時(shí)拔鉆用合眾適檔位；下雨捕時(shí)，水泥要有規(guī)保護(hù)措施，天逼晴后及時(shí)晾曬策。鞋拍樣解決故障措施眨：鉆桿頂部拆蓄開(kāi)捅開(kāi)鉆桿；燕鉆頭清凈后用樓鐵絲捅開(kāi)灰孔豆；卸掉鉆頭清雞理鉆桿孔。罩2置.招卡鉆桿采定要鉆桿上拔時(shí)，凱鉆桿周?chē)难a(bǔ)誕心軸將鉆桿卡孟死而不能上拔錯(cuò)，其原因在于掠鉆桿磨損嚴(yán)重污，與補(bǔ)心軸間部隙太大；或補(bǔ)心心軸磨損嚴(yán)重秒，使鉆桿棱角陰卡在補(bǔ)心軸中芒。細(xì)灌雀預(yù)防措施：及兆時(shí)檢查鉆桿及漠補(bǔ)心軸，磨損周時(shí)及時(shí)修理或博換掉。產(chǎn)解決故障措施奇：拆開(kāi)補(bǔ)心軸斬，將鉆桿從補(bǔ)晝心軸間拔開(kāi)。丟退七唇.濱疤需要說(shuō)明的問(wèn)燙題遣在粉噴樁作輕吃便觸探試驗(yàn)時(shí)瑞，規(guī)范指出觸挨探點(diǎn)應(yīng)挪在錯(cuò)1/航4朝樁徑處，這是屆因?yàn)闃吨行你@陣頭噴不到水泥瞇且無(wú)法攪拌，界所以強(qiáng)度極低姻，甚至我們有炕時(shí)說(shuō)這種樁鄙是微“腦空心莊樁麗”饑。這就要求我逆?zhèn)円环矫嬉岛莸桶毋@速度；猾另一方面，對(duì)速含水量較低的接土層要全施工隨過(guò)程加水，以核促進(jìn)樁體中心年強(qiáng)度的提高。暈對(duì)樁體水泥摻站量也不必拘泥脹于沿樁長(zhǎng)均勻珠摻加，按荷載決隨深度增加而