濕噴樁加固軟土地基施工質(zhì)量控制

　摘要：濕噴樁是深層攪拌法的一種，是近幾年用于加固軟粘土地基的一種新興常用方法，它是利用水泥作為固化劑的主劑，通過(guò)特制的深層攪拌機(jī)械，在地基深處就地將軟土和水泥漿強(qiáng)制攪拌，利用水泥和軟土產(chǎn)生的一系列物理-化學(xué)反應(yīng)，使軟土硬結(jié)成具有整體性、水穩(wěn)穩(wěn)定性和一定強(qiáng)度的優(yōu)質(zhì)復(fù)合地基。

　　關(guān)鍵詞：濕噴樁 試樁 復(fù)攪 鉆孔取芯標(biāo)準(zhǔn)貫入

　　1.工程概況

　　南京至太倉(cāng)高速公路南京至常州段NC-JT1-1合同段全長(zhǎng)3km，用濕噴樁處理軟土地基段落長(zhǎng)度629m，計(jì)用23113根，樁長(zhǎng)253102延米，濕噴樁直徑為50cm，間距為1.2 m ~2.0m，樁長(zhǎng)在5.0 m ~15.5m之間，樁位平面置呈正三角形（梅花形）。

　　寧常高速公路標(biāo)地處沿海、沿江、江淮之間的水網(wǎng)地區(qū)，穿越軟弱土地段占全長(zhǎng)的1/4，軟基處理的好壞，直接影響到路基的穩(wěn)定性、整體工程的運(yùn)營(yíng)質(zhì)量及工程的經(jīng)濟(jì)性，因此控制濕噴樁施工質(zhì)量的意義重大。

　　2.濕噴樁加固原理

　　濕噴樁加固軟土地基實(shí)際上就是水泥加固土的過(guò)程，即采用機(jī)械深層攪拌軟土與水泥漿進(jìn)而發(fā)生的一系列物理化學(xué)反應(yīng)形成復(fù)合地基的過(guò)程。

　　2.1水泥的水解和水化反應(yīng)

　　濕噴樁施工是首先將水泥拌和成水泥漿，水泥中各種鈣質(zhì)礦物和水完成部分水解和水化反應(yīng)后，再和軟土中的水繼續(xù)進(jìn)行水解和水化反應(yīng)，生成鈣質(zhì)化合物，這是形成復(fù)合地基強(qiáng)度的主導(dǎo)因素。

　　2.2粘土顆粒與水泥水化物的作用

　　當(dāng)水泥中的各種水化物生成后，一部分自身繼續(xù)硬化，形成水泥骨架；另一部分則與其周?chē)哂幸欢ɑ钚缘恼惩令w粒發(fā)生反應(yīng)。

　　2.2.1離子交換和團(tuán)?；饔?

　　粘土中的化合物表面帶有各種離子，它們和水泥水化生成的鈣離子進(jìn)行當(dāng)量吸附交換，從而提高土體強(qiáng)度；又由于軟土本身具有膠凝性，再和水泥水化作用形成的凝膠粒子結(jié)合起來(lái)，形成水泥土堅(jiān)固聯(lián)結(jié)的團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，使水泥土的強(qiáng)度大大提高。

　　2.2.2凝硬反應(yīng)

　　隨水泥水化作用生成的鈣離子超出交換所用的數(shù)量時(shí)，這部分鈣離子就與組成粘土的化合物反應(yīng)，生成許多不溶于水的結(jié)晶化合物并逐漸硬化，同樣大大的增強(qiáng)了水泥土的強(qiáng)度和水穩(wěn)性。

　　從上述水泥加固土的原理可以看出，使水泥土保持足夠的強(qiáng)度，一要有相應(yīng)數(shù)量的水泥，二是必須使水泥與土充分接觸，即用機(jī)械充分拌和水泥和土。這為濕噴樁施工指明了控制要點(diǎn)。

　　3.現(xiàn)場(chǎng)工藝性試樁

　　為更科學(xué)的指導(dǎo)施工，嚴(yán)格控制濕噴樁施工質(zhì)量，在正式施工前，必須進(jìn)行工藝性試樁，其目的是：

　　a. 驗(yàn)證室內(nèi)配合比。

　　b. 掌握下鉆、提升的困難程度。

　　c. 確定鉆頭進(jìn)入硬土層電流變化程度。

　　d. 確定水泥漿液密度。

　　e. 確定合適的輸漿泵的輸漿量。

　　f. 掌握水泥漿到達(dá)噴漿口的時(shí)間、攪拌機(jī)提升速度、復(fù)攪下沉、復(fù)攪提升速度等參數(shù)。

　　g. 了解施工中冒漿情況及采用下沉噴漿和提升噴漿的不同效果。

　　現(xiàn)場(chǎng)工藝性試樁一般應(yīng)在10根左右，在條件受限時(shí)，每種配合比不得少于2根；試樁施工段落最好選擇在地質(zhì)最差段落，以利于更好的控制后續(xù)施工。

　　4.濕噴樁現(xiàn)場(chǎng)施工控制

　　4.1施工準(zhǔn)備

　　4.1.1施工現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備

　　進(jìn)行濕噴樁施工的場(chǎng)地，必須按照設(shè)計(jì)要求的標(biāo)高進(jìn)行平整，清除一切障礙物、雜物。

　　4.1.2施工機(jī)械準(zhǔn)備

　　濕噴樁施工機(jī)械必須選用配有全自動(dòng)電腦記錄儀的定型產(chǎn)品，施工前必須經(jīng)當(dāng)?shù)赜?jì)量部門(mén)檢驗(yàn)標(biāo)定并鉛封；鉆機(jī)導(dǎo)向架內(nèi)外側(cè)都必須標(biāo)有醒目的刻度（由上而下1m標(biāo)一個(gè)刻度），以便施工時(shí)隨時(shí)觀察下鉆深度；鉆機(jī)導(dǎo)向架中間掛有能反應(yīng)鉆機(jī)垂直度的標(biāo)線；每臺(tái)樁機(jī)必須配備明示標(biāo)牌，標(biāo)明施工技術(shù)要求、樁機(jī)資料、施工配合比等；施工現(xiàn)場(chǎng)必須同時(shí)配備能測(cè)量泥漿比重的比重計(jì)。
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　　4.1.3施工物資準(zhǔn)備

　　現(xiàn)場(chǎng)庫(kù)存必須滿足施工2天的經(jīng)過(guò)檢驗(yàn)合格、質(zhì)量穩(wěn)定的大型廠家生產(chǎn)的水泥和石膏粉。

　　4.2現(xiàn)場(chǎng)施工工藝控制細(xì)則

　　4.2.1主要施工順序

　　放線定樁位→鉆機(jī)就位→下鉆噴漿至設(shè)計(jì)深度→邊攪拌邊提升鉆桿→至樁頂（地面以下25cm）處停止攪拌→全程復(fù)攪一次（如整樁設(shè)計(jì)漿量還有剩余，應(yīng)在復(fù)攪中繼續(xù)噴完）→提升至地面→關(guān)

　　閉攪拌機(jī)械→移至下一樁位繼續(xù)施工。

　　4.2.2施工技術(shù)要求

　　根據(jù)工藝試樁確定的各種施工參數(shù)制定施工要點(diǎn)，必須嚴(yán)格遵守，各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)如下：水灰比為0.5，水泥用量為60kg/m，石膏粉為水泥用量的2%，水泥漿液攪拌時(shí)間必須≥3分鐘，水泥漿比重在1.72~1.78之間；下鉆噴漿速度控制在1.0m/min之內(nèi)；提升速度控制在0.8m/min之內(nèi)；樁身

　　垂直度≤1.5%；采用下鉆噴漿，噴漿口設(shè)在鉆頭最下層葉片左側(cè)，以有利于鉆進(jìn)潤(rùn)滑和多復(fù)攪一遍，又能保證噴 ；提升速度控制在0.8m/min之內(nèi)；樁身垂直度≤1.5%；采用下鉆噴漿，噴漿口設(shè)在鉆頭最下層葉片左側(cè)，以有利于鉆進(jìn)潤(rùn)滑和多復(fù)攪一遍，又能保證噴漿長(zhǎng)度。

　　4.2.3施工工藝

　　4.2.3.1定

　　定位將鉆機(jī)移到指定樁位，對(duì)中雙向調(diào)整鉆機(jī)垂直度。

　　4.2.3.2漿液配制

　　嚴(yán)格控制水灰比，加水應(yīng)經(jīng)過(guò)核準(zhǔn)的定量容器。水泥漿必須充分拌和均勻，檢測(cè)其密度并記錄。

　　4.2.3.3鉆進(jìn)噴漿、復(fù)攪提升開(kāi)動(dòng)漿泵，將經(jīng)過(guò)過(guò)濾的水泥漿送至攪拌頭，開(kāi)始鉆進(jìn)噴漿，鉆進(jìn)噴漿采用設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)和電流突變（進(jìn)入持力層）雙控。在鉆進(jìn)過(guò)程中保持連續(xù)噴漿；鉆進(jìn)至設(shè)計(jì)深度或持力層后原地噴漿攪拌30秒后，開(kāi)始提升復(fù)攪，復(fù)攪原則上為樁身全長(zhǎng)，如無(wú)法進(jìn)行全程復(fù)攪，應(yīng)上報(bào)監(jiān)理工程師批準(zhǔn)。復(fù)攪過(guò)程中，應(yīng)對(duì)局部噴漿不足的樁身部位進(jìn)行補(bǔ)漿。

　　4.2.3.4資料打印

　　成樁后，必須在移動(dòng)鉆機(jī)前打印施工過(guò)程資料和成樁資料，嚴(yán)禁移機(jī)后補(bǔ)打資料。成樁資料打印必須經(jīng)旁站監(jiān)理監(jiān)督并簽字確認(rèn)。

　　4.3施工控制要點(diǎn)

　　根據(jù)濕噴樁加固軟土原理和濕噴樁檢測(cè)實(shí)施細(xì)則，施工控制時(shí)必須保證全樁的水泥用量、保持持續(xù)噴漿及保證噴漿長(zhǎng)度、加強(qiáng)復(fù)攪特別時(shí)上部5m范圍的復(fù)攪，具體如下：

　　a. 為保證濕噴樁的垂直度，首先保證起吊設(shè)備的平整度和導(dǎo)向架的垂直度，控制濕噴樁的垂直度偏差≤1.5%，樁位偏差≤5cm.

　　b. 嚴(yán)格控制鉆機(jī)下鉆深度、漿噴高程及停漿面，確保噴漿長(zhǎng)度和水泥漿液噴入量達(dá)到設(shè)計(jì)要求。如因意外原因斷漿，必須以最早的時(shí)間（3h以?xún)?nèi)）補(bǔ)噴，重疊復(fù)噴50CM以上，超過(guò)3h按照規(guī)定重新補(bǔ)打一根樁。確保全樁水泥用量不得少于試樁時(shí)確定的水泥用量，每米用漿量誤差不得大于5％。

　　c. 水泥漿必須按預(yù)定的配比進(jìn)行水泥、石膏粉和水的拌制，保證每根樁所需的漿液一次單獨(dú)拌制完成，使用前過(guò)篩并在3h內(nèi)用完。漿液儲(chǔ)量不少于一根樁的用量，否則不得進(jìn)行下一根樁的施工；施工時(shí)輸漿管路保持潮濕，以利于輸漿。

　　d. 加強(qiáng)復(fù)攪控制，特別時(shí)上部5m的復(fù)攪，復(fù)攪時(shí)在全樁長(zhǎng)范圍內(nèi)以不大于規(guī)定的速度進(jìn)行勻速?gòu)?fù)攪，以增加水泥土的均勻性且復(fù)攪宜一次完成。

　　e. 對(duì)輸漿管經(jīng)常檢查，不得泄漏和堵塞，管道長(zhǎng)度不得大于60m.定期檢查鉆頭，保持鉆頭直徑誤差在[-1cm~+3cm]之間。

　　f. 合理安排樁位施工順序，先施工一個(gè)區(qū)域四周的樁，形成一個(gè)封閉的區(qū)域，再逐漸往中心施工，有利于整體的成樁質(zhì)量和軟基處理效果。

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　　5.管理控制

　　施工單位和監(jiān)理對(duì)濕噴樁施工必須保持高度的重視，加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)管理和過(guò)程控制，及時(shí)發(fā)現(xiàn)施工中出現(xiàn)的問(wèn)題并予以解決，杜絕質(zhì)量隱患，確保濕噴樁施工質(zhì)量。

　　5.1施工單位管理

　　項(xiàng)目經(jīng)理部建立健全質(zhì)量控制體系，層層把關(guān)。試驗(yàn)室做好原材料的檢驗(yàn)工作；現(xiàn)場(chǎng)安排專(zhuān)人（3臺(tái)鉆機(jī)配1人三班制）24h全過(guò)程旁站，詳細(xì)記錄每根樁的鉆進(jìn)復(fù)攪時(shí)間、水泥用量（點(diǎn)水泥袋數(shù)量）、鉆桿垂直度、電流變化情況、施工樁長(zhǎng)等，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題詳細(xì)記錄并馬上向上級(jí)匯報(bào)；項(xiàng)目部質(zhì)量巡查小組不定時(shí)現(xiàn)場(chǎng)巡查，檢查現(xiàn)場(chǎng)施工情況和旁站人員的工作情況并及時(shí)解決現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)的問(wèn)題。

　　5.2監(jiān)理管理

　　監(jiān)理首先對(duì)施工單位的開(kāi)工報(bào)告、室內(nèi)配合比、施工單位資質(zhì)、進(jìn)場(chǎng)設(shè)備、施工組織設(shè)計(jì)、施工工藝、質(zhì)量控制措施、安全措施等進(jìn)行審查并參與工藝性試樁的工作，并對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工進(jìn)行全過(guò)程旁站，隨時(shí)對(duì)每一根樁的成樁記錄、水泥用量、鉆桿垂直度、施工單位的旁站情況進(jìn)行抽檢并對(duì)施工單位的資料現(xiàn)場(chǎng)簽字確認(rèn)，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題詳細(xì)記錄并馬上向上級(jí)匯報(bào)。監(jiān)理組安排專(zhuān)人不定時(shí)巡查。

　　6.結(jié)束語(yǔ)

　　正是由于施工前對(duì)水泥加固軟土的原理進(jìn)行分析，對(duì)濕噴樁檢測(cè)實(shí)施細(xì)則進(jìn)行學(xué)習(xí)，針對(duì)施工控制要點(diǎn)落實(shí)到過(guò)程控制中，同時(shí)又加強(qiáng)了對(duì)原材料的控制和現(xiàn)場(chǎng)的管理，再有監(jiān)理的嚴(yán)格檢查、監(jiān)督工作，所施工的23113根濕噴樁，總樁長(zhǎng)253102萬(wàn)延米。在施工結(jié)束7天后用輕便觸探器進(jìn)行樁身質(zhì)量檢查，同時(shí)量成樁的樁徑、樁距，合格率100%，成樁28天后經(jīng)省高指用鉆孔取芯、標(biāo)準(zhǔn)貫入檢查，優(yōu)良率達(dá)到95%以上，達(dá)到了預(yù)定的目標(biāo)，得到了業(yè)主的好評(píng)和認(rèn)可。