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摘要：在水利工程，应用粉喷桩来加固软土地基是一种经济有效的方法，粉喷桩和桩间土可以在变形协调作用下共同承担上层结构的荷载，提高地基的承载力并减少变形。只有对其施工过程严格控制才能提高质量，从而保证整个工程的安全。适合水利、建筑、公路桥梁等软土地基加固处理，值得推广和应用。文章分析水利工程中粉喷桩的施工工艺及影响施工程质量的因素，探讨提高施工质量的方法。
关键词：粉喷桩；地基处理；质量控制；施工方法
粉喷桩是一种高效、经济和安全的地基处理技术，不仅可用于一般工民建和交通工程，也可用于各型水利工程。水泥粉喷法是利用喷粉桩机，将水泥干粉喷入软弱基土中，并在原位进行强制搅拌，通过水泥和土的一系列复杂的物理化学作用形成水泥土桩体，与基土共同作用形成复合地基，达到提高承载力和减少沉降的目的。实践结果表明，
由于受工程地质条件的不同，操作者技术水平的差异，施工工艺不统一，施工设备性能、人在施工过程中的过多介入等影响，加之深层搅拌桩施工属地下隐蔽工程，对其施工质量仍缺少一种成本低而又快捷高效、准确的检测手段，因而导致施工质量难以实时控制，而一旦出现质量问题再采取补救措施，不但要消耗大量的人力物力，而且势必影响整个工程的进度，所以如何对施工质量进行有效控制显得尤为重要。
一、影响桩体质量的因素
影响水泥粉喷桩搅拌桩的因素众多，包括工程地质条件及土质条件、加固料配方的合理性、设计与施工等方面。
1固化剂的参入比
在一定的荷载下，一般来说固化剂掺入越多，桩身强度越大，灰土置换率越高。复合地基承载力是由桩体和桩周土强度共同决定的，若固化剂掺入量过低，对复合地基承载力提高就不明显。一般固化剂掺入量占加固土体的7%～15%，但是具体设计时应根据土质情况、含水量等因素综合考虑，在设计之前要通过室内实验资料，取用稍高于设计要求的掺入量作为设计掺入量。
2粉喷桩的桩长
粉喷桩施工桩长必须满足设计桩长的要求，然而由于施工机械上没有深度检测装置，监理人员也不可能始终守在钻机旁边，少数机组操作人员在钻头未到达设计深度或复搅深度时就进行提升作业，造成桩长不足或复搅深度不够，追求进度影响工程施工质量。或者虽然钻头已达到设计深度，提升时进行不喷粉或少喷粉以谋取非法的水泥费用，造成桩长不足，由于软土的灵敏性比较高，软土被扰动后液化又不喷水泥，其后果比地基不加固更严重。这也是以往造成工程事故的主要原因。由于粉喷桩启动到水泥从钻头的喷粉口喷出，要经过较长的输送管道。这里有一个时间滞后问题，输送管道越长，时间滞后越大，一般滞后时间为1-2分钟，所以当钻头到达设计深度就进行喷粉及提升作业，不考虑时间滞后就会造成下部桩段无水泥的情况。正确的操作是应在钻头到达设计深度前1-2分钟前启动喷粉机，以保证钻头提升时水泥已到喷粉口。
3水泥喷入量
影响水泥喷入量的因素很多，包括地层土质条件、喷粉时的压力等，这些因素可导致水泥喷入量或大或小，为了满足设计的水泥喷入量，喷粉时就必须进行调节控制。
4地基含水量
粉喷桩质量的优劣主要反映在粉喷桩的强度指标上，含水量的影响很大。水工建筑物由于基础埋置较深，必须采取可靠的排水措施，以降低地下水位。粉喷桩施工时，应对设计桩深范围内的地下土层含水量进行取样试验，通过调整地下水排量，使地下土层保持适宜的含水量。规范规定，地基土的天然含水量在小于30 %时.土中的水分不足以使粉体进行水化作用；当含水量大于70 %时，含水量过高的土壤往往空隙比大，若按常规掺入粉体数量，由于水分过多形成不了足够强度的水泥土桩体.将严重影响粉喷桩的强度，此时必须增加粉体的掺入量和采用复搅的施工工艺。高含水量、大孔隙比和粘粒含量多时，土周围的束缚力极低，当钻头反转提升喷灰时，产生一个垂直向下挤压力和一个径向水平推力，由于土呈塑状.束缚力极低，桩体形成所谓“掉桩”或“下沉”，常为地表下1 m～2 m。当发生“掉桩”或“下沉”时.只要当时采取立即回填并重新复喷复搅，就能克服这种现象，否则，会造成过大的地基沉降。
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二、粉喷桩开工之前质量控制
粉喷桩开工之前的质量控制，必须做好下列工作：
1.熟悉施工图纸，研究制定详细的粉喷桩施工工艺流程，编写粉喷桩的施工组织设计，查验桩位中心线和测量成果以及绘制桩位编号图。
2.确定桩机的种类数量、性能、功率、每台机的钻杆能钻进的深度。
3.对每台桩机进行编号，其机长，喷灰工持证上岗，（即上岗证，身份证）和编排班组人员名单。
4.原材料检验：检查水泥是否符合设计要求的水泥及水泥的牌子、数量出厂合格证，见证抽样送检。
5.逐台桩机进行检查，凡是没有电脑计量装置的桩机不准进场使用。
6.所有桩机班组人员都必须进行岗前培训，这工作主要由施工单位的技术负责人组织进行技术交底和宣布各种制度。比如：每根桩施工成后，必须先由施工单位三检签字，最后由当班监理人员检查签名验收。凡未经过岗前培训的桩机班组人员不能上岗工作。每一根桩未经监理人员验收签字，不得进行下一根的施工。
7.试桩：这项工作报请监理单组织，邀请设计院、质监站、建设方有关人员参加试桩工作。试桩地点与监理单位协商决定。主要考虑试桩地点既有代表性，又不影响后续工程的施工，因试桩的桩体要进行28天现场足尺桩身无侧限截桩。根据本工程桩体类型，我们在施工场外的空地进行非工程桩试桩，试桩数量为2根。通过试桩当场确定粉喷桩工作时下钻、喷粉、复搅的速度，即提升喷粉的速度为0.8m/min左右，桩机空载下钻速度可提高一档速度，喷粉就在第一次提升时一次性完成，喷粉量为50kg/m。据此可以计算出每根桩工作至少需要的时间，以便施工时进行控制。
8.对每台桩机进行质量鉴定：量测钻杆长度：确定要完成一根桩达到设计深度需要的时间。必须在钻杆上标定明显位置记号。以便施工时检查。桩身垂直度：每台桩机必须用8#铅丝焊上一个能确保桩机平稳、钻杆垂直的指针标志。每台桩机自带的悬挂垂球尖必须对准指针。以便施工时操作和管理人员检查。测定水泥计量装置的准确性：水泥空罐重量有个读数，选定三包标准50kg重的袋装水泥，在罐上每加50kg水泥，其读数是否增加50kg，增加两包是否增加100kg如果准确则不需加第三包，然后进行卸荷试验，撤除一包水泥看读数是否减少50kg，撤除二包是否减少100kg。通过这样可初步判定计量装置是否准确。钻头进行检查是否达到规范要求，对那些钻头钢板较薄，刚刚达到500cm的钻头，以后施工中要重点抽查。
三、施工过程中的质量控制
1.每台班交接班时进行现场记录交接班制度。原则上各台班完成的桩当班验收完，未经验收或有存在问题的要交待清楚给下一班。
2.每台班值班员对每台桩机钻头进行抽查。这制度很重要，常查到钻头断了一节还不知道等现象。一旦发现不合格的立即令该桩机停下来修理或调换。
3.在岗前技术交底会上，宣布每台桩机喷粉工作中要按每20cm作一个控制段，必须严格执行以保证桩体喷粉均匀性。因为电脑纸带打出来每米50KG喷灰量，经常存在一米中开始50～70cm喷灰远远不够，而集中在上部30cm里喷够设计规定重量后在提升，这样桩体喷粉不均匀而电脑打出的纸带是符合要求的。
4.当钻机下钻过程中有些地方碰到钻不下去时，我们采取硬打一段为10～30cm后，钻头退回10～20cm再前进，就是这样一点点啃下去，有的地方啃过这段后又顺利了。有时实在啃不下去，我们和监理人员去查一查现场：当场演示，钻到整台钻机有上抬现象则不能打下去了。看用几档操作，看电流如到极限了则改为一档或二档，如电流仍很大，也不能打下去了，就查看钻头入土深度，如果达到一定要求深度就算了，可以喷灰，复搅。但要做好记录，以便以后结算。如果进尺很少，则要求桩机移位重打，也要做好记录。
5.对某些桩机有怀疑的，则采取施工前加荷卸荷的方法重新抽查鉴定。经常检查水泥是否有受潮、结块等问题。
6.在喷粉成桩过程中，要严加控制几个指标：桩长。喷灰的均匀性。喷粉提升速度。复搅深度、时间、速度。将这些作为质量控制点，实行旁站监控。
四、施工完成后的质量控制
1.质量试验：通过下列五个方法的观察和试验来判定它的质量。轻便触探；28天后取三段桩身无限抗压强度试验；小应变动测；钻取岩芯进行观察和试验；静载试验，而静载试验虽是较可靠的方法之一，但其耗资费用较大，一般对重要工程或有特殊要求的工程才试验。大洲电排站工程水泥粉喷桩工程进行了28天后取三段桩身无限抗压强度试验和轻便触探试验，其试验结果符合设计要求。
2.质量检验：粉喷桩施工质量允许偏差应符合下表的规定。经检验水泥粉喷桩质量符合要求。
五、结语
水泥粉喷桩具有施工工艺简单、技术可靠、成本低廉、工期短、无污染、加固效果好等特点，适用于加固软土地基、加固软土边坡及防渗工程，具有显著的社会效益和经济效益。总而言之，要搞好水利工程中水泥粉喷桩基础施工的质量控制，必须进行全方位控制、全过程控制、全员参与控制的三全控制，同时又要突出重点，对重要质量控制点，实行严格的旁站监控，还要对常见质量问题进行预先控制。
论文作者:利瑞泉
论文发表刊物:《基层建设》2015年15期供稿
论文发表时间:2015/12/18
标签：水泥论文; 钻头论文; 含水量论文; 喷粉论文; 桩机论文; 深度论文; 工程论文; 《基层建设》2015年15期供稿论文;