建筑施工中的水泥粉喷桩施工技术

摘 要：水泥粉喷桩施工技术在建筑工程软土地基施工中得到广泛的运用。本文主要概述了水泥粉喷桩施工技术，施工前的准备工作，施工阶段的质量控制和施工中的注意事项。

关键词：水泥；粉喷桩；施工；技术

中图分类号：TU74文献标识码：A

目前，随着建筑业的发展，各类自然因素对建筑物造成的影响日益凸显，使得工程施工无法顺利进行。在此背景下，水泥粉喷桩施工技术应运而生。水泥粉喷桩施工技术能使原有地基能够达到工程整体荷载要求，为建筑工程施工发展提供安全、科学的保障依据。

一、水泥粉喷桩概述

水泥粉喷桩施工技术作为新兴的建筑工程地基处理方法，主要通过先进的科学技术实现软土地基有效处理。必须控制好施工过程中的每一个环节，并且结合工程实际情况，保障工程的顺利进行。

（一）水泥粉喷桩概念

水泥粉喷桩是以水泥作为固化剂，通过特制的搅拌机、钻头将水泥输入到软土之中，并经过搅拌机或者加固机进行搅拌和加固，通过水泥在土壤中水解、水化反应生成了一种水泥水化物与其他的颗粒结构，进而形成了一个稳定系数高、整体性能佳的基础结构。水泥粉喷桩施工技术在一系列的物理、化学反应后，形成高稳定性和高强度的复合地基，是有效的软土地基处理方法。

（二）施工特点

水泥粉喷桩在应用中强度和刚度都不是很高，是一种介乎于刚性和柔性之间的复合桩体结构，因其压缩性强会对施工造成一定的影响，且随着桩长的增加而逐渐得到了增加。随着水泥粉喷桩施工技术的日益成熟，其桩体长度随着地基结构的需要而得到了一定的提升，与此同时，柔性施工要求也愈加明显。因此，需要明确控制水泥粉喷桩施工中的桩体长度，但要控制在一定的长度内。

二、施工前的准备工作

（一）原材料的进场试验

粉喷桩水泥一般选用325或425的普通硅酸盐水泥或矿渣水泥。施工中所用的水泥的品种和标号应符合设计要求。对购进水泥必须经过试验室抽检，满足规范的要求。水泥的堆放要主要防雨、防潮，不能使用过期、受潮、结块、变质的水泥。

（二）机械设备的检验

每台桩机必须配置可以控制桩身每米喷粉量的记录器，且记录器上的任何一个可操作的按钮和开关不得用于设定或操作时间、深度、喷粉重量、桩位编号、复搅深度、复搅次数等参数，防止伪造施工记录。桩机上的气压表、转速表、电流表、电子称必须经过标定，不合格的仪表必须更换。每台桩机钻架相互垂直两面上分别设置两个0.5Kg重的吊线锤，并画上垂直线。在每台桩机的钻架上画上钻进刻度线，标写醒目的深度。钻头直径的磨损量不得大于lcm。

（三）工艺试桩

不同地段具有不同的地质条件，为了克服施工的盲目性，确保粉喷桩加固地基达到预期的效果，在粉喷桩施工前必须进行工艺试桩，试桩数量不应少于5根。试桩是为了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、搅拌叶片旋转速度、搅拌速度等；验证搅拌均匀程度及成桩直径；确定该地质条件下，符合质量要求的合理掺灰量；确定该地质条件下，合理的工艺流程；确定进入持力层的判别方法。

三、施工阶段的质量控制

施工中必须实施现场旁站的监理制度，必须确保旁站监理熟悉施工工艺和各项施工参数，有效的进行全过程、全方位、全天候的旁站。

粉喷桩主要施工工艺为：清理场地——填筑排水坡——测量定位——粉体喷射搅拌机械就位——预搅下沉——喷粉搅拌提升至离地面0．3m处——重复搅拌下沉——重复搅拌提升直至离地面0．3m——关闭搅拌机械。

施工开始前，将原地面整平至粉体搅拌桩施工高程处，清除桩位处地上、地下的一切障碍物，对于河塘及构造物处的粉喷桩，应先回填粘性土，碾压至一定的压实度并有一定的排水坡。

钻机就位应严格按照设计桩位及规范要求，用全站仪或经纬仪定位，并用水平尺在钻机杆或转盘的两正交方向检验垂直度和水平度，桩位平面误差不得超过5cm，钻杆倾斜度要小于1．5％。监理人员还应检查主机各部的连接、液压系统、电气系统、喷粉系统各部安装调试情况及灰罐、管路的密封连接情况是否正常，做好必要的调整紧固工作，灰罐应按设计投料量投一次料打一根桩，以确保成桩质量，灰罐装满后，进料口应加盖密封，排除异常情况后方可施工。

严格控制钻孔下钻深度、喷粉高程及停灰面，确保粉喷桩长度和喷粉量达到规定要求。深度误差不得大于5cm，水泥损耗量平均不得大于1kg／m。粉喷桩要穿透软弱土层到达强度相对较高的持力层，并深入硬土层50cm，持力层深度除根据地质资料外，还应根据钻进时电流表的读数值来确定，当钻杆钻进时电流表的读数明显上升，说明已进入硬土层，如能持续50cm以上则说明已进入持力层。旁站监理人员应注意观察钻杆上标注的刻度，确保已钻至设计桩长

搅拌机每次下沉或提升的时间必须有专人记录，时间误差不得大于5S，提升前要有等待送粉到达桩底的时间，防止出现提升却未喷粉的情况，具体时间由工艺试桩得出。在桩上部l／3范围内应重复搅拌一次，并且复搅长度不足5m的，按5m施工。特别需要指出的，对于软土天然含水量大于70％的地段，要求复搅长度应贯穿软土层。

在成桩过程中。如发生意外影响桩身质量时，应在12h内采取补喷措施，补喷重叠长度以不小于1．0m为宜。特别困难时以电流表读数明显变化为准。否则应重新打设，新桩距报废桩的距离不能大于桩距的15％。

提钻喷粉结束后，应采取复搅措施，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。粉喷桩复搅与不复搅的质量相差很大。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，形成一种“夹生”，这样的桩即使水泥掺入量再多也没有强度。复搅的作用在于通过充分的搅拌使粉体与土及水得到比较完全的接触与作用，促使桩体的形成。第二次搅拌时不喷粉，复搅长度同桩长。复搅下钻、提升的速度同第一次。旁站人员对复搅深度应严加监督以保证桩身长度。复搅完成后，用5％石灰土或水泥土回填桩顶以上5Ocm坑凹，钻机移至另一桩位继续施工。

四、施工中的注意事项

粉体喷射机安装的位置与搅拌机施工最远处之间的距离不超过60m，不然送灰管的阻力增大，送灰量就不稳定。施工机械、电器设备、仪表仪器及机具等，在确认完好后方准使用。

施工中，若发现钻机出现不正常振动、晃动、倾斜、移位等现象，应立即停钻检查，必要时停钻重打。

施工中随时注意喷粉机、空气压缩机的运转情况、压力表的显示变化和送灰情况。当送灰过程中出现压力连续上升、发生器负载过大、送灰管或阀门在钻杆提升中途堵塞等异常情况时，应立即判明原因，停止提升，原地搅拌。为保证成桩质量，必要时应予复打。堵管的原因主要是水泥结块，所以施工时必须进行水泥过筛，并要保持管道系统干燥。

在送灰过程中如发现压力突然下降、灰罐加不上压力等异常情况，应停止提升，原地搅拌，及时判明原因。若由于灰罐内水泥粉体己喷完或容器、管道漏气所致，应将钻具下沉到一定深度后，重新加灰复打，以保证成桩质量。

一般相邻桩的施工间隔时间不超过8h，若因停电、机械故障而超过允许时间，应征得设计部门的同意，采取适宜的补救措施。

在粉体发送器中有一个气水分离器，用于收集因压缩空气膨胀而降温所产生的凝结水。施工时应经常排除气水分离器中的积水，防止因水分进入钻杆而堵塞送粉通道。

喷粉时灰罐内的气压比管道内的气压高0．02～0．05MPa以确保正常送粉。

为避免桩头呈疏松状态，每根桩施工完后在桩头适当地浇水。

参考文献：

[1]朱峰路桥工程施工技术[M]．北京：人民交通出版社.2005．

[2]陈林涛．粉喷桩技术在滩涂地基处理中的应用[J]．山西建筑.2009，35(13)：117—118．