粉喷桩施工技术措施及质量控制

　　内容摘要：本文结合实际工程状况，提出了粉喷桩的适用范围，对粉喷桩施工的准备工作、人员配备、施工工艺以及相关管理问题等进行分析与阐述，以确保施工技术措施的顺利落实，增强加固效果，提高工程质量。

　　关键词：粉喷桩施工； 技术； 质量

　　Abstract: Combining with the actual engineering situation, the paper put forward the pile, the applicable scope of the pile construction of the preparation, personnel, construction technology and related management problems are analyzed and explained, to ensure the smooth implementation of the construction technical measures enhance the reinforcement effect and improve the quality of the project.

　　Key Words: pile construction; technology; quality

　　中图分类号：TU74       文献标识码：A           文章编号：

　　一、适用范围

　　粉喷桩最适合于加固各种成因的饱和软粘土，常用于加固淤泥、淤泥质土、粉土和含水量较高的粘性土。因为粉喷桩是将干的水泥粉拌入地基的，所以当软基中的含水量低于30%时，为了保证粉体的充分固化，必须在搅拌过程中加入适当水分，因此当选用粉喷桩时，土层的含水量宜大于30%。由于采用水泥与软土充分搅拌后形成的复合体，其抗压强度比天然软土能够提高数十倍甚至数百倍，因此通过粉喷桩处理过的复合地基可大大提高承载力、减少沉降量。因此粉喷桩能够应用于公路路基、机场、铁路、办公大楼、住宅楼、水坝、港口等各种工程中。

　　二、工程概况

　　汉鄂高速杜山镇境内藕塘、鱼塘众多，需要粉喷桩处理的软基分布范围广。设计粉喷桩的桩径为0.5m,设计的桩长为穿透软土层，根据稳定及沉降计算的要求，桩距采用1m-1.6m，桩位在平面上呈等边三角形布置，水泥搅拌桩与其它方案过渡区长度20m内铺设双向钢塑格栅。设计桩身的无侧限抗压强度为R28=1.2Mpa，毎延米喷灰量为65Kg。

　　二.施工准备工作

　　要求软基场地已平整完善，进场道路已建成并直接到达施工现场。

　　施工人员、钻机已进场。施工用电采取自发电，配备发电机。施工现场已建临时排水沟，能保证排水畅通。施工测量放样已完成，桩位已确定，详

　　见测量放样以及桩位布置图。

　　三、人员及机械配备

　　1、水泥搅拌桩采用专业化施工队施工，配备的管理人员以及施工人员均为有粉喷桩施工经验的人员。鉴于本合同段的实际情况决定组织2个施工队组织施工，计划进场不小于12台钻机，配备管理人员3人，技术人员2名，每台钻机机组人员8人。施工中可以根据工程实际进展情况增加施工人员和机械设备。

　　2、粉喷桩的施工机械主要由步履机构、动力机构、操作机构、粉体发送器、空气压缩机、搅拌钻头等组成，主机是能完成钻机及搅拌的钻机。在施工前要求设备运转良好。

　　四、施工工艺、施工方法

　　4.1场地平整

　　软基开工前，先拉通施工便道，并进行地表清理同时在路基两侧开挖临时排水沟，以利于路基排水。

　　4.2粉喷桩施工

　　（1）施工准备

　　粉喷桩施工前做好下列施工技术资料：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。

　　场地平整、清除障碍，如场地低洼，应回填石灰土；在每段粉喷桩正式施工前，及时通知监理工程师和业主、设代到现场确定石灰土填筑总厚度和层数，施工时用履带式推土机碾压至表面基本平整密实后，用压路机进行碾压处理，以满足机械行走要求。

　　（2）地质试桩

　　粉喷桩正式施工前,应根据设计配合比及现场实测的各项技术参数通过试桩来确定施工工艺;试桩的根数为不小于5根,由试桩来确定满足设计要求的各项施工参数:钻进速度、提升速度、搅拌速度、喷气压力、单位时间的喷粉量；还可以确定搅拌的均匀性情况及钻进及提升过程中的阻力情况。

　　（3）施工工序

　　粉喷桩的施工工艺采用“二喷四搅”法进行施工，其操作步骤如下:

　　I、搅拌机就位

　　II、预搅下沉至设计桩长

　　III、一次喷粉、搅拌提升至地面下50cm

　　IV、搅拌下沉至设计桩长

　　V、二次喷粉搅拌提升至地面下50 cm

　　VI、搅拌机移位

　　1、测量放样：根据图纸采用全站仪和钢尺进行桩位放样，并用白灰和小木桩作醒目标记。

　　2、移动钻机，准确对孔。对孔误差不得大于50mm。

　　3、利用支腿油缸调平钻机，钻机主轴垂直度误差不大于1%。

　　4、启动主电动机，根据施工要求，以Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、IV档逐级加速至0.8m/min～1.2m/min，正转预搅下沉。钻至接近设计深度时，应用低速慢钻，钻机在原位钻动1～2min。此时查看是否达到持力层，主要是看电流表的电流是否突变，即可确定是否达到持力层。如果电流突然变小说明进入软弱层，需继续钻进，直至电流回升并稳定进入持力层。为保持钻杆中间的送风通道的干燥，从预搅下沉开始直到喷粉为止，在钻杆内连续输送压缩空气。

　　5、提升喷粉搅拌:在确认加固料已喷至孔底时，按0.8m/min

　　的速度反转提升。当提升到设计停灰标高(现有原地面以下50cm)后，应慢速原地搅拌1～2min 。

　　6、复拌:为保证粉体搅拌均匀，须再次将搅拌头下沉到桩底。提升搅拌时,其速度控制在0.5～0.8m/min左右，二次复搅的速度应考虑使用III档以上速度作业，确保掺灰均匀。

　　7、为防止空气污染,在钻头提升到地面以下小于0.5m时，送灰器停止送灰，用同剂量的混合土回填。

　　8、钻机移位对孔,按上述步骤进行下一根桩的施工。

　　五、施工中应注意的问题

　　1、施工时安排专人负责成桩记录，详细记录每根桩位置、编号、搅拌深度、停灰面标高、钻进速度、提升速度、管道压力、水泥喷入量、搅拌罐内粉体加入量、剩余量等，原始记录应详细、完善，并随时和标定的工艺参数对照，监控成桩质量，并及时报监理工程师签认。如发现异常情况及时研究解决。

　　2、搅拌桩钻机必须配有可显示喷灰量的电子计量装置，全过程记录水泥每米的用量情况，以保证喷灰量。

　　3、严格控制喷灰量和提升速度，以确保桩体内每一深度都得到充分拌合。搅拌桩施工记录及时报送监理工程师签认。

　　4、严格控制搅拌时间和停钻时间。每根桩开钻后应连续作业，不得中断喷灰。严禁在尚未喷灰的情况下提升钻杆，以确保搅拌桩的有效长度和成桩质量。

　　5、当桩顶接近设计标高时，为加强桩身整体强度，进行整桩二次复搅，喷灰搅拌提升出地面时速≤0.8m/分钟，以保证桩头施工质量。

　　6、施工中发现喷灰量不足，应按要求整桩复搅复喷。复喷的喷灰量仍应不少于设计用量。如遇停电、机械故障等原因施工中断时，及时记录中断深

　　度，在3小时内采取补喷处理措施，并将补喷情况填报于施工记录内。补喷重叠段应大于100cm，超过3小时应采取补桩措施。

　　7、在钻杆钻进下沉时不应冲水下沉，当遇到较硬土层下沉困难时，在报请监理工程师批准后，方可适量冲水，凡经冲水下沉的桩体，应考虑冲水成桩对桩身强度的影响。

　　8、施工过程中，应随时恢复桩位位置，以防由于人为、机械震动等因素造成桩位偏移，并对使用的钻头直径定期检查，其磨损量不大于1cm。

　　9、地基土的含水量对粉喷桩的强度有较大的影响。当地基土的天然水量小于30%时应采用喷浆法施工，将土的含水量补充至30%以上，施工前根据试验室对地基土含水量的检测结果安排相应的施工工艺。水泥浆通过搅拌机拌制，水泥与水的比例为1：1。钻机具有自动计量装置，喷浆量与喷粉量的控制方法相同。

　　10、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读数明显上升至85A以上说明已进入硬土层，如能持续50cm以上，则说明已进入持力层。

　　六、现场管理

　　1、进场以后，挂牌施工：挂牌尺寸50cm×60cm。标明施工单位名称、机号、机长姓名、处理段落桩号、桩长（桩长在钻杆上做好标记）。

　　2、现场建立简易水泥库，水泥堆放场地应抬高，防止水泥受潮。

　　3、施工技术人员要到现场，做好原始记录，记录准确，字迹端正，并要求现场整洁，没有扬灰现象。

　　七、水泥搅拌桩检查项目、试验检测方法和频率

　　对成桩7天的粉喷桩，随机按规定频率进行以下几项检测：

　　1、外观检测  破去桩头0.3～0.5 m表层水泥土，进行外观检测，检测外观是否圆顺、水泥土是否密实、搅拌是否均匀。用N10轻便触探仪进行强度检测，触探部位距桩头标高以下10 cm、150cm、270cm开始触探，每10 cm触探击数应大于30击，连续触探30cm，累计不少于100cm，对达不到触探击

　　数要求的粉喷桩，待28天龄期进行钻芯取样检测。

　　2、28天龄期的粉喷桩按5%频率钻芯取样检测

　　通过钻取的芯样检测桩体喷粉和搅拌是否均匀、桩体有没有断粉现象，桩长是否达到设计要求。对芯样进行加工、磨制成等高试件做无侧限抗压强度，尽可能在芯样上、中、下三个部位各磨制一组，一组三个试件，根据三个试件的代表值评定桩体强度。

　　3、单桩和复合地基承载力检验

　　通过28天钻芯取样检测评定不合格的施工面，将采用静荷载试验，检验复合地基承载力或单桩承载力。静荷载试验每施工面不小于3点，取三点的代表值确定其是否满设计要求。

 
水泥搅拌桩试验检测方法和频率

　　八、质量保证措施

　　为确保工程质量，我部施工人员将严格按设计要求及有关规范的规定施工，从人员、设备、材料、施工前的准备、工程施工过程等方面对工程质量进行预控。

　　1）人员

　　实行岗位责任制，做到定机、定人、定岗、定责。钻机确定1名机长，制定详细的操作手、机长、自检人员岗位责任制。对现场施工和质检人员进行培训，从干部到职工都强化质量意识，凡参加粉喷桩施工的人员上岗前首先要了解、掌握、重温有关施工技术规范，明确岗位责任，做到未经培训不得上岗。

　　充分发挥质检人员对工程质量的控制作用，项目部质检人员和监理人员对质量具有一票否决权。

　　2）设备

　　设备是保证施工质量的前提，进场的粉喷桩机必须达到以下要求：a、性能良好；b、机架稳定性良好；

　　3）材料

　　只有合格的材料才能保证合格的工程，施工中建立健全材料管理台帐，施工中使用的水泥应经过自检后方可进场，进场后的水泥应按批进行报检，报请监理工程师抽检合格后方可投入使用。

　　建立粉喷桩机的水泥和固化剂台帐审核签认制度，需材料管理人员现场负责统计材料，进场检验、进场和使用台帐，且台帐必须由现场技术人员及监理双方当日签认，否则不得进入下道工序施工。

　　4）工程施工过程

　　施工场地应平整，不得有积水，在施工段面两侧要有排水设施。平面上的布桩位置要清晰可辨，桩位要准确。水泥要堆放在高处，尽量使下面有良好的通风效果，堆放水泥的场地四周要排水畅通，保证阴雨天气无积水现象。水泥要分品种整齐堆放，不同厂家、不同型号的水泥严禁混合使用。废弃水泥袋要及时回收、清理，保证施工现场整洁。水泥的防雨遮盖设施要完善，确保水泥不受潮、不变质。

　　九、质量控制措施

　　1、在粉喷桩施工前，使用的电流表、电压表、压力真空表必须经过有关部门的检验检定并具有合格证书。

　　2、为了严格控制粉喷桩施工的垂直度，要求在钻机上面左右及前后两个方向悬挂线垂；同时要求在钻机架上面用醒目的油漆标明刻度，以利于控制桩长。

　　3、从开始喷灰到钻头处出灰有一定时间，钻机钻至桩底后，必须预喷停留一段时间，方可提钻。停留时间由管道长度等确定。

　　4、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。大量的施工实践已充分证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。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。

　　5、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。

　　6、储灰罐的储灰量不小于一根桩的用量加50公斤，否则不得开始下一根桩的施工。输送粉料的管道不宜过长，一般控制在60米以内。

　　7、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。

　　8、施工技术交底制度

　　严格执行总监办、驻地办的相关要求，在分项工程开工前，由工程部组织进行一级施工技术交底，由工区负责组织进行二、三级施工技术交底，从项目部到工区、从工区到班组、从班组到个人，层层落实，确保将交底工作一直做到每个职工，在施工工程中，针对施工中出现的问题，工程部专业工程师将进行有针对性的交底，使每一个职工明确整个工程的意义，整个工程的施工过程，每个工序的施工方法、要求和注意事项。在施工时严格按设计要求，按图施工。

　　十、安全生产措施

　　安全生产是我部的一贯方针，是保护劳动者的安全和健康、促进企业发展的基本保证。

　　职业健康安全方针：关爱生命、防控为主、遵守规程、健康安全。

　　职业健康安全目标：无死亡、重伤事故，轻伤负伤频率1.5‰以下。

　　我部坚决按“安全第一，预防为主”和“管生产必须管安全”的原则进行组织施工。在施工中建立健全“三级安全保证体系”制度，成立“安全领导小组”，严格按公路工程施工安全技术规程施工。

　　1、建立以安全负责人为首的安全生产领导小组，负责本工程安全生产的管理工作，健全和完善各级生产负责制，配备各级安全管理人员，严格按照安全规程办事。

　　2、建立建全安全生产制度。

　　3、制定安全目标责任制，制定安全技术措施，实行定岗定位。

　　4、现场专职安全检查员必须持安全证才能上岗。

　　5、一切从事施工生产与管理的人员，均应进行安全知识培训，考核合格后才能上岗，特殊工种及现场施工员持有相应的证件。

　　6、施工人员均应佩戴安全帽，否则不得进入施工现场。

　　7、夜间施工应设置相关警示标志及足够的照明。

　　8、在有危险因素的施工场所和设备、设施上设置明显的安全警示标志

　　9、汛期施工应做好防汛工作。

　　10、随时检查各种机具以及机电设备的安全可靠性，发现隐患及时处理。

　　11、施工现场仓库必须配置消防设备及挂安全操作规程。

　　12、作好劳动保护工作，施工现场配置必要的安全防护设施；施工人员按有关规定配备安全保护用品。

　　13、机电检修必须在配电处，检修处设置检修停用警示标志。

　　14、安全技术交底制度

　　严格执行总监办、驻地办的相关要求，在分项工程开工前，由质安部组织进行一级安全生产交底，由工区负责组织进行二、三级安全生产交底，从项目部到工区、从工区到班组、从班组到个人，层层落实，确保将交底工作一直做到每个职工。在施工工程中，项目部安全工程师将定期进行巡检，针对施工中出现的安全隐患，安全工程师将进行有针对性的交底，使每一个职工明确整个安全生产的意义，确保安全生产无事故。

　　参考文献：

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　　[2]杨晓龙.粉喷桩处理软地基的施工原理及质量控制[J].山西建筑.2006（1）

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