珠海市城乡防洪设施管理和技术审查中心 广东珠海 519000
摘要：本文主要对粉喷桩在斗门西堤新建水闸软基处理中的应用进行了探讨，以供类似工程参考。
关键词：粉喷桩；新建水闸；软基处理
一、工程概况
珠海斗门西堤应急工程为珠海市乾务赤坎大联围中的一部分，堤长13.98Km，起点桩号CK19+900，终点桩号CK33+881；本工程任务是挡洪潮和排洪涝，兼顾灌溉、通航。本项目加固达标布置为：新建水闸2座（南门涌闸、小濠涌闸）；新建泵站防洪闸1座（五山引淡总站防洪闸），重建水闸6座（大环闸、牛屎涌闸、上下冷涌闸合并重建为冷涌闸、大庙坑闸、新涌闸、北围闸）；加固泵站防洪闸1座（大环泵防洪闸）新建涵窦1座，重建涵窦19座，加固涵窦7座，交通闸10座；封堵涵窦17座。该应急工程等别为II级，设计防洪标准为50年一遇。新建水闸工程区位于珠江口入海处，属三角洲平原地貌，广泛分布较为深厚的海相沉积淤泥和淤泥质软土。堤防及建筑物地基大多为软土，场地土类型属软弱土，建筑场地类别为Ⅲ类，场地为对建筑抗震不利地段，淤泥及淤泥质土会产生震陷。本工程基础均采用粉喷桩加固处理，桩径D500mm。
二、粉喷桩设计要求
（1）桩径¢ 500，桩距8OO～1200mm（密排双桩桩距400mm），桩长15～19m，按梅花形、正方形、圆弧等距、矩形、密排双桩等形式布置。
（2）采用水泥作固化剂，水泥采用42.5号复合硅酸盐水泥，水泥含量暂按18%计（57kg/m），最后由试验确定，喷粉强度55kg/m，水泥掺入比约15.6％。
（3）粉喷桩质量要求：桩体水泥含量均匀，由取样鉴定其均匀度，要求达到良好以上级别：每米喷粉量偏差小于2kg（以电脑记录为准）；单桩每米喷粉量偏差应≤2kg；90天桩体无侧限抗压强度应≥1.2Mpa；桩轴线偏移≤100mm；倾斜度应≤l％；桩长应≥设计桩长；桩径应≥设计桩径。另要求桩上部喷粉量不得小于桩下部。
（4）粉喷桩停灰面为砂垫层顶高程下500mm，每桩返上淤泥清除运走。
（5）搅拌工艺暂定二喷四搅+l/3桩长复搅工艺，即预搅下沉、喷浆搅拌提升，重复搅拌下沉，喷浆搅拌提升，重复搅拌下沉至1/3桩长，重复搅拌提升至孔口。其中预搅下沉速度为3挡，其余均为2挡速度。具体施工工艺应通过试验确定。
（5）试验桩数量：水泥含量15％、18％、20％各2根，每种含量2根中分别采用上述工艺和二喷四搅工艺。试验位置宜在地质条件相同的滩地进行。
（7）在桩体施工中遇故障停喷时，重新喷粉接桩时，其喷粉重叠长度不得小于1m。
（8）所有桩体应有完整的施工记录，并应在7d、28d、90d按有关规定进行试验。
（9）基坑干水后，对中粗砂垫层进行平整，并满足设计高程和厚度后，即可进行粉喷桩布孔及施工工作。
（10）底板施工应在粉喷桩强度达到70%后进行。
（11）工程施工及验收标准：《粉体喷搅法加固软弱土层技术规范》TB10113-96。
三、粉喷桩施工工艺
（1）粉喷桩施工程序
本工程中采用GPP-5型深层搅拌机，配备PJ4—1型喷粉记录仪、2m3空气压缩机、储粉罐、刮灰器等。施工前应根据所用的材料，按设计要求的配合比在现场做2～3根成桩试验，确定钻进速度、提升速度、搅拌次数、压缩空气压力、喷粉量等要素。粉喷桩施工必须作好施工流程控制，严格按图1工艺流程进行施工。
图1 粉喷桩工艺流程图
1）就位对中：平整场地，测量放样，桩机安装就位、对中。
2）预搅下沉：启动搅拌钻机，钻头正向旋转，按试验确定的参数下沉到设计孔底标高后停钻。为了不堵塞钻头上的喷射口，钻进过程中只喷射压缩空气。
3）喷粉搅拌提升：启动搅拌钻机，反向旋转提升钻头，开启PJ4—1型喷粉记录仪和灰罐控制阀门，在原地搅拌约60s后，等加固料到达喷粉口，再按规定档速边喷粉（35～40kg/m），边提升5～6m。
4）重复搅拌：桩机喷粉搅到5～6m后，关闭灰罐阀门。将钻头搅拌下沉至第一段开喷标高，然后边喷粉（20～15kg/m）边复搅边提升5～6m。提升5～6m并喷粉（35～4Okg/m）。
5）往复双循环喷搅：关闭灰罐阀门，将桩机搅拌下沉至第一段开喷标高，重复上述2～5步骤往复双循环喷搅至桩顶。
6）当钻头提升至高出桩顶40～50cm时，发送器停止向孔内喷射粉料，桩柱形成，将钻头提出地面。
7）钻机移位：移动桩机至新孔位重复以上的过程进行下一根桩的施工。
（2）粉喷桩质量控制要点
1）钻架必须保持竖直，桩体的垂直度偏差应≤1%，桩位偏差应≤5cm。
2）施工前应根据地质条件，充分结合土层的含水量、粘土粒含量、密度、压缩系数、塑性指数、松散程度、土层厚度、地下水埋深等物理力学性质，按设计要求的配合比在现场做2～3根成桩试验，合理确定钻进速度、提升速度、搅拌次数、
成桩时间、喷粉量等要素。
3）粉体的喷射长度应比设计桩顶标高高出40～50cm，待桩体达到一定强度（一般为成桩后25～30天），再将多余桩体截除。
4）搅拌钻头下搅到桩底标高时，宜在原地喷粉搅拌60s后再往上提升，当喷粉即将到设计标高时，宜停止提升并搅拌30s，以保证桩头的均匀密实。
5）每根桩的桩体制作应连续，不得在喷粉过程中间歇中断。若因故停顿，第二次喷粉接桩时，其喷粉重叠长度应≥1m。
6）钻孔时应把握钻进速度，不宜过快，确保使原位土搅拌后疏松透气。提升钻头时应均匀慢速，尽量达到均匀搅拌，保证掺入料与原位土充分混合。
7）粉喷桩应自然养护14天以上方可进行基坑开挖。
8）施工过程中应有专人负责记录所有粉喷桩的桩号、成桩时间、设计桩长、实际桩长、设计桩径、实际桩径、固化剂实际喷入量、桩底标高、桩顶标高等。成桩时间必须按制桩程序（钻进、提升、复搅）详细记载，时间记录误差应≤5s，桩长记录误差应≤5cm。
9）粉喷桩在成桩后7天内用轻便触探仪钻取桩身加固土样，观察搅拌均匀程度，检验桩的数量应不少于完成桩数的2%。
（3）检测结果
1）施工过程中，浅部开挖成桩桩头（深度约50cm），检查桩头直径均＞55cm，桩体外观整齐，灰土搅拌均匀，纵向无裂缝，符合设计要求。
2）成桩后7天采用轻便触探仪（N10）检查桩的质量，触探点在桩顶桩径方向1/4处，贯入10cm的击数N10均＞10击。
3）经桩身静载、抽芯及动测检验表明：单桩地基承载力、复合地基承载力均达到设计要求。桩体均匀完整，桩体长度均符合设计要求。
四、结论
总之，水闸作为防洪和排涝建筑物，在现今社会中的作用越来越大，施工质量的好坏，不仅关系到人民的财产和生命安全，也是地方经济发展的保证。粉喷桩加固技术成本低、工效快，本文对粉喷桩施工工艺与质量控制要点进行了探讨，为类似工程施工提供借鉴。
参考文献：
[1]《水工砼掺粉煤灰技术规范》（DL/T5056-96）
[2]《粉体喷搅法加固软弱土层技术规范》TB10113-96
论文作者:黄华天
论文发表刊物:《基层建设》2016年11期
论文发表时间:2016/8/5
标签：喷粉论文; 标高论文; 钻头论文; 水闸论文; 均匀论文; 斗门论文; 淤泥论文; 《基层建设》2016年11期论文;