浅谈粉喷桩在软基处理中的质量控制

【摘 要】粉喷桩是利用专门设备，借助压缩空气将水泥粉等加固材料喷射，并在需要加固的土层中进行原位搅拌、压缩，并吸收水分，发生一系列物理、化学反应，形成具有一定强度的桩体，以提高地基的强度。粉喷桩是“粉体喷射搅拌桩”的简称，是形成复合地基的一种施工方法。

【关键词】粉喷桩；质量监控；施工检测

粉喷桩于20世纪70年代首先由日本和瑞典分别提出、推广和应用，我国于80年代初引入此项技术。粉喷桩具有能有效减少总沉降量、能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，主要用于公路，建桥方面，其中，尤其在高速公路方面得到了广泛推广和实践。

1.施工过程中出现的问题及监控项目

1.1存在的问题

在施工过程中监理人员采取何种科学有效的质量控制措施，确保粉喷桩处理软基的加固效果，成了需要克服的难题。在以往的工程实践中，粉喷桩处理软土地基施工中存在的问题很多，如均匀性差、强度低；沉降得不到有效减少，达不到设计意图；施工单位偷工减料，水泥用量难控制；甚至还有沉降量反而增大了等问题，严重影响了加固的效果。所以加强施工质量监控是非常有必要的。

1.2监控项目

一个工程的开展往往需要许多方面的准备和检测，所以，对于监测的内容也是不可小视的。首先是施工的准备，一是粉喷桩施工前应准备基本的施工技术资料（如施工场地的工程地质报告，粉喷桩设计桩位图，原地面高程数据表，加固深度与停灰面高程以及测量资料等），根据具体的项目策划安排具体设施和技术操作。二是加强对施工机械设备的检验。每台桩机必须配置可以控制桩身每米喷粉量的记录器，为了防止伪造施工记录，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。其三桩机上的各种仪表、电子称等必须经过标定，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，并且需要画上垂直线；还有，在每台桩机的钻架上必须画上钻进刻度线，标写上醒目的深度；钻头直径的磨损不能超过1厘米。

其次加强对原材料的检验，粉喷桩所用水泥必须经过试验室抽检，满足规范的要求；水泥的堆放应该符合防雨、防潮的要求，严禁使用过期、受潮、结块、变质的水泥。然后就是进行工艺性试桩，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试桩，进行成桩试验，水泥掺入比参考值为48―50kg/m。其目的是提供满足设计喷粉量的各种操作参数、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等。

2.施工过程中的质量监测

2.1几个重要质量监控措施在施工过程中的作用

一是桩长按进入持力层控制的方法。研究表明：与塑料排水板处理方案相比，采用粉喷桩处理沉降量要减小25%～49%，沉降的分布的改变也非常明显，在桩身范围内的沉降量减小了很多，而桩尖以下的软土沉降量有所增大。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以设计标高控制的工程差错，导致出现较大的工后沉降量现象，由于排水不畅，预压很长时间也就很难稳定了。所以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。

二是粉体计量控制。粉喷桩的质量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，如何来计量粉体是控制的关键。需要注意的是首先要保证喷粉的均匀性，关键是掌握好钻头的提升速度。其次是从开始喷灰到钻头处出灰需要一定的时间，钻机钻至桩底之后，必须预喷停留一段时间，才可以提钻，且停留时间由管道长度来确定等。三是复搅控制，大量的施工实践已充分证明粉喷桩复搅与不复搅的质量相差甚大，因此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。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。所以采用钻进―钻至桩底后慢档提升、喷灰、搅拌至停灰面―钻进、复搅复喷至桩底―提升、搅拌至停灰面―移位的方式。以更好地防止出现“沉桩”的现象。

2.2施工时用量与进度的控制、以及质量监控措施

施工过程中，应随时抽查钻机的水平度和垂直度、钻进深度、喷灰深度、停灰标高、复搅深度、喷灰的管道压力、灰罐内的水泥加入量、剩余水泥量等，并作好相应检查记录。为防止出现弄虚作假现象，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。对前后左右的桩的深度和成桩时间随时观察留意，根据钻杆的提升速度、每台桩机的日工作数等，确定每日完成延米数和每根桩的施工时间。若存在搅拌不匀或弄虚作假，应及时采取补桩处理措施。

粉喷桩施工完成后，应按规定频率进行取芯、无侧限抗压强度、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，由监理工程师指定，选择对取芯、单桩及复合地基承载力试验的桩来进行检测。因为通过取芯试验的方法，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、含灰量的多少等，所以在粉喷桩检测方法中，主要以取芯试验为主。

3.监控措施的事项要点

检测工作必须准确到位，特别是在施工过程中，必须严格把关，首先必须做好材料堆放场地的地面排水工作，保持材料的干燥，向灰罐中投入的水泥必须过筛，以防止结块的水泥进入桩体；在桩位、桩长、喷灰量、提升速度方面严格按设计要求来控制。二是在钻进时，应根据土质软硬变换档位，时时注意电流的变化，及时换档。当电流过大时，应查清原因，避免损坏钻盘、变速箱或钻杆。三为了加强桩身强度.全程全长复搅一次。钻进提升时管道压力不宜过大，以防淤泥向孔壁四周挤压形成空洞；若发生意外影响桩身质量的情况时，应在水泥终凝前采取补喷措施，补喷重叠长度大于1.0m。粉喷桩施工力求一次成桩，一旦出现断桩应将钻头从停止喷粉点下降50cm 重新喷粉搅拌。中间因故停机时予以重钻。四成桩施工顺序从四周边开始向中心进行，相邻两根桩必须跳跃间打。要求土建工程师、质检人员、监理工程师必须对粉喷桩施工进行全过程旁站。

除此之外，还要认真逐桩填写施工记录，例如粉体种类、桩径、孔深、孔底高程、停灰面高程、加灰量、剩余灰量、实用灰量等。喷粉机司机应及时观察、记录电流、电压值。输灰管须经常检查，不得泄漏及堵塞，管道长度以60m为宜。对钻头也要做好定期的检查工作。

4.结语

因为只有在粉喷桩处理软基施工监理过程中，采取有针对性的质量控制措施，才更有力地保证了粉喷桩处理软基的施工质量和处理效果。因粉喷桩属地下隐蔽工程，施工质量受机具、施工工艺、施工人员的责任心等多种因素的影响，因而其质量控制要贯穿于施工的全过程，所以坚持全方位的施工质量控制检查，才能更好地保证工程的质量。

【参考文献】

[1]《粉体喷射搅拌桩加固桥头软基试验研究》课题组.粉体喷射搅拌桩加固桥头软基试验研究，1999.

[2]《地基处理手册》编写委员会.地基处理手册.北京：中国建筑工业出版社，1993.