粉喷桩施工工艺与质量管理初探

张国宁　邱风群

摘要：结合某铁路段采用大量粉喷桩处理软土地基的工程实践，从施工技术和质量管理两个方面详细阐述了保证粉喷桩工程质量的有效措施，以提高粉喷桩处理软土地基的施工水平，保证施工质量。

关键词：软基处理；粉喷桩；工程质量

中图分类号：TU471 文献标识码：A

文章编号：1674-1145（2009）15-0131-02

一、工程概况

该铁路段工程起点里程为DCDK0+000。终点里程为DCDK2+830。全长2.83km，最宽处为520m。全段软土地基主要分布于水田、水塘、藕塘地段。

地基采用粉喷桩处理有DCDK0+900～DCDKl+100。DCDK1+350～DCDK1+500，DCDK2+100等代表性地段。粉喷桩为正三角形布置，桩径0.5m，桩间距在1.0～1.3m之间，桩长4.0m～10m，桩底为穿透软土至硬底以下不小于0.5m。粉喷桩工程数量共为395000米。

二、粉喷桩的施工技术

（一）试桩

根据设计文件的要求，粉喷桩施工前先做试桩至少两根。经检验合格后确定有关技术参数和施工工艺，用于指导施工。工艺试验参考指标：钻进速度V≤1.5m/rain，平均提升速度VP≤0.8m/ra，拌速度R≈30r/min，钻进、复搅与提升时管道压力：0.1MPa≤P≤0.2MPa，喷灰时管道压力：0.25MPa≤P≤0.40MPa。

（二）施工工艺

粉喷桩主要施工工艺为：粉体喷射搅拌机械就位→预搅下沉→万方数据喷粉搅拌提升至离地面0.5m处→重复搅拌下沉→重复搅拌至离地面0.5m→关闭搅拌机械。

（三）操作方法及技术要点

1．清表。按设计要求清除原地面非适应性土料，场地低洼处回填黏性土，避免回填杂质土，地表过软处采取防止机械失稳或沉陷的措施，并初压平整，测定平整后的地面标高。

2. 放样。根据导线点，准确地按等边三角形放出计划施工区域的粉喷桩桩位，并用木桩作出标记。

3．储料。将水泥提前倒入集料斗，数量稍大于一根桩的量，注意结块、失效、混入纺织带、水泥纸不准倒入斗中。

4．桩机对位。按施工顺序，桩机就位。

5．预搅下沉。启动搅拌机，使钻头边旋转边钻进，根据设计要求，控制桩底标高。为防止堵塞喷射口，边旋转边喷高压气。下钻到与设计高差1m时，调整钻速，让送粉前的土体充分松动、粉碎，利于第一次喷粉。

6．提升喷粉。钻进到位后，调整钻头成反向旋转。旋转时的提升速度和搅拌速度依据试桩所得的合理工艺参数执行，此时粉体发送器开始喷粉，保持送粉空气压力和气流，保证喷粉量。提升过程必须保持与送粉一致，避免先提升后喷粉；喷粉过程中，若发现套管漏气或堵管则立即停止喷粉；时刻观察供粉计量仪的数字变化。若发现明显减少或突然停止，立即记录，以利于补粉或复搅。

7．停粉。当钻头提升到离地面50cm时，发送器应停止喷粉，改送压缩空。不将水泥粉带入剩余的50era土内或带出地表，以防给后面施工成困难。

8．复搅下沉。为了提高上部桩身强度，适应荷载应力传递，进行复搅。复搅深度一般为桩长的1.3，桩长不足5m的进行整桩复搅。第一次停粉后，立即换档下沉，进行复搅。

三、粉喷桩的施工质量管理及其注意事项

（一）设备配置

粉喷桩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、能显示钻杆钻进时电流变化的电流表、显示计；搅管道压力的压力表和计量水泥喷入量的电子秤或流量计。

1．钻机。钻机是粉体喷射搅拌法施工的主要成柱机械。它必须满足：动力大，扭矩大。适合大直径钻头成桩，具有正向钻进，反转提升的功能。提升力大，并能实现均匀提升。

2．粉体发送器。施工时根据钻机的提升速度、钻机的转速、搅拌钻头的类型。通过控制转鼓的转速来选择合理的粉体发送量。

3．空气压缩机。粉体喷射法的粉体喷出是以空气压缩机作为风源。其选型主要受加固工程的地质条件和加固深度所控制。

4．搅拌钻头。粉体喷射搅拌法凭借搅拌钻头叶片的搅拌作用使灰粉与软土混合。因此搅拌钻头的形状直接影响灰、土的搅拌效果。钻头的形式保证于反向旋转提升时，对柱体有压密作用，而不是使灰、土向地面翻升而降低柱体质量。为了确保成桩直径，施工中需要经常检查钻头直径，对不符合要求的钻头，及时给予更换。

（二）室内配比试验

粉喷桩处理软基的效果如何，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。在施工前都必须根据设计文件提供的地质资料。选取典型地段钻探取样，按有关规范要求做室内配比试验。粉喷桩加固料宜采用P032.5级普通硅酸盐水泥，水泥用量按土的天然含水量不同而变化。参考值如下：W土≤50％，水泥用量50kg/m；50％70％时，水泥用量为60～65kg/m。针对工程段的地质条件，采取了水泥用量50kg/m，能满足设计要求。

（三）现场施工管理

粉喷桩属地下隐蔽工程，其质量控制贯穿在施工的全过程，每台钻机必须有专人操作。

1．材料供应。粉喷桩所用水泥由建设单位采用招标方式，确定厂家，负责统一提供，并按规定经监理验收合格后方可使用。

2．加强施工质量管理。（1）经常对设备状况进行详细的检查，检修及保养，使设备处于良好的工作状态；（2）对桩机上的气压表、转速表、电流表、电子秤经过标定，及时更换不合格的仪表；（3）试桩前对施工入员明确技术要求及操作规程；（4）机身调平以钻杆是否垂直为依据。现场操作采用铅锤吊线检查；（5）钻头钻至设计深度，应有一定的滞留时间，以保证加固粉料到达桩底。当用30m送料管时，滞留时间为2～4min；（6）整个试桩过程要保证边喷粉、边提升连续作业；（7）桩顶设计标高与地面标高接近时，地面以下1.0m范围内喷粉、搅拌、提升应采用慢速，当喷粉即将出地面时，停止提升，搅拌数秒钟，以保证桩头均匀密实；（8）喷粉开始时，将电子秤显示屏置零，使喷粉过程在电子计量显示下进行；（9）粉体固化剂入罐时采取过筛措施，以保证入罐固化剂粒径最大不超过0.5cm，并清除纸屑、石块等杂物；（10）严格控制喷粉时间、停粉时间和水泥喷入量。防止桩体上下喷粉不匀、下部水泥剂量不足、上下强度差异大等问题。

参考文献

[1]《铁路路基工程施工质量验收标准)(TBl0414—2003)．