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1、西安佳信公路工程咨询有限公司浅谈软基处理中粉喷桩施工监理的质量控制2006 年 4 月 8 日 技术交流出处： 作者：1、概 述粉喷桩施工是利用专用的喷粉搅拌钻机将水泥等粉体固化剂喷入软土地基中，并将软土与固化剂强制搅拌，利用固化剂与软土之间产生的一系列物理化学反应，使软土结成具有一定强度的桩体并形成复合地基。粉喷桩具有有效减少路基总沉降量、承受较大的加荷速率、抗侧向变形能力强、可大大缩短施工期等优点。该技术于 20 世纪 70 年代由日本和瑞典研究、推广和应用，我国于 80 年代初引进使用，是目前使用较为普遍的软基处理方式之一。在以往的工程实践中，粉喷桩处理由于管理和现场质量控制不到位，常常
2、出现一些问题，如施工单位偷工减料导致水泥用量难以控制、桩体均匀性差、成桩强度偏低，以致地基实际沉降量较大。因此，施工过程中监理应采取科学、有效的质量控制措施，确保粉喷桩处理的加固效果。本文结合江苏省连徐、沿江、淮盐高速公路等项目施工监理经验，简要分析软基处理粉喷桩施工过程中的质量控制。2、粉喷桩施工准备阶段监理工作2.1 加强对施工机械设备的检验（1）每台桩机必须配备可以控制桩身每米喷粉量的记录器，且记录器应具有设定时间、深度、喷粉量、桩位编号、复搅深度、复搅次数等参数的功能。但在实际控制时，为防止施工单位弄虚作假，应辅以人工纪录，便于对照；（2）桩机上的气压表、转速表、电流表、电子称必须经过
3、标定，不合格的仪表必须更换；西安佳信公路工程咨询有限公司（3）每台桩机机架相互垂直两面上分别设置两个 0.5Kg 重的吊锤，并画上垂直线；（4）在每台桩机的机架上用红色油漆标示钻进深度线；（5）钻头直径的磨损量不得大于 1cm。2.2 加强原材料检验（1）粉喷桩所用水泥必须经过试验室抽检，满足规范要求方可使用。不宜使用产量小、质量不稳定的小水泥厂生产的水泥；（2）水泥的堆放应注意防雨、防潮，严禁使用过期、受潮、结块、变质的水泥。2.3 施工前必须进行工艺性试桩不同地段具有不同的地质条件，为了克服盲目性，确保粉喷桩加固地基收到预期的效果，在粉喷桩施工前必须进行工艺性试桩，试桩数量一般不少于 5
4、根。试桩的目的：（1）提供满足设计喷粉量的各种操作参数。如管道压力、灰罐压力、钻机提升速度、钻进速度、搅拌速度等；（2）验证搅拌均匀程度及成桩直径；（3）确定该地质条件下，符合质量要求的合理掺灰量；（4）确定该地质条件下，合理的工艺流程；（5）确定进入持力层的判别方法。3、粉喷桩施工监理过程中的质量控制西安佳信公路工程咨询有限公司粉喷桩施工过程中，监理应重点控制好“三个环节、两项指标”。3.1 控制好三个环节3.1.1 桩长按进入持力层控制从粉喷桩实际使用效果看，采用粉喷桩处理地基沉降量比塑料排水板处理要减小 25%49%，沉降的分布亦有明显改变，在桩身范围内的沉降量减小很多，而桩尖以下的软土
5、沉降量有所增大。在桩长 11m范围内的沉降量与桩尖以下沉降量的比值达 1:1.5。而且由于大部分荷载由桩体承受，所以桩周土中孔隙压力较低，而桩尖以下土体中的孔隙压力较大，而且很难消散，因此粉喷桩宜尽量打进持力层（一般控制为 qc=800kpa），并进入持力层 50cm 左右。在施工过程中，桩底设计标高往往与持力层并不一致，施工单位容易出现桩长按设计标高控制的现象，导致工后沉降量较大，预压时间延长且地基难以稳定，故粉喷桩实际施工桩长应按进入持力层控制。判别是否进入持力层的方法可由钻机钻到最深时的下钻速度和电流表的读数来判定，这两个参数在工艺性试桩时由监理确定，直观反映为下钻速度 0.5 米/ 分
6、、电流值为额定电流值的 125%以上。3.1.2 粉体计量控制粉喷桩质量的好坏与水泥掺入量的多少及喷粉的均匀性有直接的关系，因此如何计量粉体是控制的关键。目前一般较为常用的是电子称重法与钻机深度相结合的计量装置，它能在记录上反映深度、每延米的相应喷粉量、总灰量等。粉体计量控制主要应注意以下两点：（1）保证喷粉的均匀性，关键是掌握好钻头的提升速度。因水泥喷入为人工控制，应避免施工人员为满足每米喷粉量的要求，而根据记录器显示凑数字。对于直径一定的粉喷桩来说，粉体发送器单位时间内水泥的喷出量 Q 与搅拌轴提升速度可由下式来确定：西安佳信公路工程咨询有限公司Q=/4.D2.R.S.V其中：D：钻头直径
7、（m ）R：软土的容重（t/m3 ）S：水泥掺入比V：钻头提升速度（m/min）（2）从开始喷灰到钻头处出灰要经过一定时间，钻机钻至桩底后，必须预喷停留一段时间，方可提钻，停留时间取决于管道长度、管道压力等因素。喷灰时，水泥在管道内的输送速度大约为 1m/s，如管道长40 米，钻至桩底后即喷粉提钻，则桩底实际少灰长度接近 1 米，反而扰动了桩底原状土，使沉降量加大。3.1.3 复搅控制水泥与土搅拌均匀程度是关系到粉喷桩桩体强度的关键因素。大量的施工实践表明，粉喷桩复搅与不复搅的质量相差甚大。钻头喷出的粉体往往呈脉冲状，若不充分搅拌，粉体在桩中呈现层状，形成“夹生” ，这样的桩即使水泥掺入量再多
8、也难以产生足够强度。复搅的作用在于通过充分的搅拌使粉体与土、水得到比较完全的接触与作用，促使桩体的成形。为了确保搅拌的均匀性，施工时要严格掌握好钻机提升速度、搅拌叶旋转速度等，并应尽量采用全桩复搅以保证质量。当桩长较长、土体天然含水量较高、粘性大时，为防止出现“沉桩 ”现象，应采用“ 二喷二搅”的施工工艺，即：钻进 钻至桩底后慢档提升、喷灰、搅拌至停灰面；再钻进复搅复喷至桩底后提升、搅拌至停灰面。3.2 日水泥用量和日进度两项指标的控制（1）对于粉喷桩施工，现场监理应全过程旁站。在旁站过程中，应随时抽查钻机的水平度、垂直度、钻进深度、喷灰深度、停灰标高、复搅深度、管道压力、灰罐内的水泥加入量、
9、剩余水泥量等，并做好相西安佳信公路工程咨询有限公司应检查记录。（2）现场监理应及时收取记录器打印记录，并校核时间、桩号的连续性等，防止施工单位弄虚做假。每日施工结束后，所有打印记录应由现场监理检查合格后签字认可。（3）现场监理应在每日施工结束后对现场水泥用量和打印记录中的水泥用量加以统计、对比，并在当日的监理日志中做好纪录。当两者误差大于 5%时，必须查明原因后方可在打印记录上签字认可或采取补桩等处理措施。（4）现场监理应核对前后左右的桩的深度和成桩时间，如果深度相差较大或相同深度的桩成桩时间相差很大，则认为存在搅拌不匀或弄虚作假，并应采取补桩处理。（5）现场监理应根据钻杆的提升速度、每台桩机
10、的日工作数等，确定每日完成延米数和每根桩的施工时间。如果某台桩机完成的延米数超过规定值较多或某根桩打印记录显示时间少于规定值较多，则认为存在搅拌不匀或弄虚作假，并应采取补桩处理。4、检测阶段监理的质量控制粉喷桩检测应以取芯试验为主，通过该方法，可以直观地掌握整个桩体的完整性、搅拌的均匀程度、桩体垂直度、桩长、是否达到持力层、含灰量等。粉喷桩施工完成后，应按规定频率进行取芯、无侧限抗压试验、单桩及复合地基承载力试验。检测时现场监理应全过程旁站，对取芯、单桩及复合地基承载力试验的桩，应由监理工程师指定。对检测发现的问题，如未穿透软土层、部分断灰、喷灰不均匀、强度不足等，应严格进行加密、补桩等处理。
11、应在桩径 1/2 处取芯，而不应取在桩中心处，因粉喷桩桩体中心是钻杆占据的位置，成桩后中心部位强度较低，易造成桩体强度偏小的假象；钻孔取芯时要注意保持钻机平衡，避免因钻杆倾斜而造成斜孔，西安佳信公路工程咨询有限公司导致取芯失败；取芯长度应比桩长长 50cm 左右，以检验桩底土性状。5、结 语粉喷桩施工是软基处理常用方法之一，目前施工队伍大多属个体分包，责任心不强，必须加现场监督管理，对关键部位采取必要的控制措施和方法，并实行全天候、全方位旁站监理。对成桩天的粉喷桩应采用钻孔取芯等方法进行检测，一方面可以通过芯样的抗压强度试验反映桩体实际强度，另一方面也可以全面检查成桩质量，确保粉喷桩施工质量处于良好的受控状态。
