结合实例论粉喷桩公路软基处理施工技术

摘 要: 随着城市的发展，粉喷桩软基处理技术以其独特的优势，在工程中的应用也越来越广泛了。本文主要结合具体实例，分析了公路软基处理中粉喷桩施工质量控制措施。

关键词:粉喷桩;软基处理;质量控制

1概述

粉喷桩非常适合于加固饱和软粘土, 目前国内用于最多的就是加固淤泥、淤泥质土、粉土和含水量较高的粘性土。下面结合工程实际对粉喷桩处理公路软土地基施工工艺与质量控制进行探讨。

2粉喷桩施工工艺应用

某高速公路所经K31+ 220~ K31+ 860路段为水田地段, 其土层状态基本是表层1~ 3 m 厚为硬塑层, 其下5 ~8 m 厚为软、流塑层, 再下为硬塑层。该路段设计采用粉喷桩进行处理软土地基。

2. 1 施工工艺流程

整平原地面—钻机定位—钻杆下沉钻进—上提喷粉—复拌—提杆出孔—钻机移位。粉喷桩钻机就位后先预搅下钻到设计桩底, 提升时开始喷干水泥粉搅拌, 当钻头提升到设计桩顶标高时停止喷粉,并对桩上部的5 m 长范围内重复搅拌一次。

2. 2 施工准备

粉喷桩施工前应准备下列施工技术资料: 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。

粉喷桩施工之前, 应该先把场地整平, 清除地面以下包括石块、树根和垃圾等在内的一切障碍物, 进行准确的桩位防样。在比较低洼的地段, 应该先进行排水清淤, 然后再进行回填素土(不能回填杂填土) 直至整平高程。本路段处于水田地段, 施工前进行开挖纵向和横向排水沟, 将水田中水排走, 并晒干。晒干后对开挖的排水沟及局部低洼不平的地方用砂砾土进行回填补平并压实。而对K31+ 430~ K31+460段因其表面硬塑层较薄而不能满足施工机械行走要求,则采用砂砾石铺设30 cm 的垫层, 以保证施工顺利进行。

施工机具准备, 进行机械组装和调试运行。

材料准备。施工前应预备足量的水泥材料( P. O32. 5水泥) , 以能够保证连续施工为度。所备水泥质量应符合设计要求, 并有产品合格证及经试验认可, 不得使用受潮、结块的水泥。确定施工技术参数。正式施工前应进行成桩试验, 以确定粉喷桩施工的各项技术参数, 本工程试桩为5根, 通过试桩确定钻进速度为1. 5 m /m in, 提升速度为1. 45 m /m in, 搅拌速度为20 r /m in, 喷气压力为0. 20M Pa, 单位时间粉喷量为87 kg /m in。

3 施工质量控制

粉喷桩必须根据成桩试验的技术参数进行施工, 操作人员应如实记录压力, 喷粉量、钻进速度、提升速度、钻入深度及每根桩的钻进时间等, 监理人员应随时检查记录情况。

为保证粉喷桩的竖直度, 开钻前应检查钻机导向架和钻杆的竖直度, 使其偏差不超过1. 5%。严格控制钻机下钻深度、喷粉标高和停喷标高, 确保粉喷桩长度。当钻头提升到地面下不足50 cm 时, 喷粉机应停止喷粉, 否则将导致水泥粉喷出地面而造成不必要的浪费及污染。粉喷桩施工时, 泵送水泥必须连续, 水泥用量和泵送水泥的时间应有专人记录, 其用量不得小于设计值。施工中若发现喷粉量不足, 应整桩复打, 复打的喷粉量应不小于设计用量。如果遇有故障而中断喷粉, 在第二次喷粉接桩时, 其喷粉重叠长度不得小于1 m。定时检查粉喷桩的成桩直径及搅拌均匀程度。对使用的钻头定期复核检查, 其直径磨耗量不得大于1 cm。储粉罐容量应不小于一根桩的粉量外加50 kg, 如储量不足时, 不得进行下一根桩的施工。

4 质量检测方法

粉喷桩属下隐蔽工程, 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, 因而其质量控制贯穿于施工的全过程。因此, 在施工过程中必须随时检查桩位、竖直度、桩长、喷粉量及复拌长度。在成桩3~ 7 d内按2%的频率进行浅部开挖桩头并破去30~ 50 cm, 检查成桩直径及搅拌的均匀性。成桩28 d后, 按2%的频率翻于钻芯取样, 检查成桩的完整性及桩长与施工记录是否吻合, 并从桩的上、中、下三个部位各取一芯样组成一组试件进行无侧限抗压强度检测。

4. 1 桩位、桩距的检测

桩位、桩距的检测主要是对施工放样进行检查。本路段处于直线段内, 桩位的测放方法比较简单, 其主要是采用全站仪在路线方向上每50 延m 测放一断面, 每断面定出左、中、右三个点位, 再用钢尺拉线逐桩测放桩位。本路段随机对690 根桩的桩位和桩距进行了检测, 其最大偏差为80 mm, 最小偏差为40 mm, 符合要求。

4. 2 竖直度的检测

粉喷桩的竖直度主要是在钻机就位后开钻前进行检测,在施工钻进过程中随时目测检查, 一旦发现偏差较大则应停钻进行复核检查。如果竖直度检测不符合要求, 则应提杆重新调整钻杆竖直度, 再重新开钻施工。竖直度的检测方法是采用吊锤配合水平尺进行测量, 吊线偏离钻杆的水平距离与吊线长度的比值即为钻杆的竖直度。

4. 3 桩长、喷粉量及复拌长度的检测

桩长、喷粉量及复拌长度主要是在施工时跟踪测量及检查施工记录。喷粉量的检测主要是在施工时检查喷粉计量表的瞬时喷粉量和累计喷粉量。桩长及复拌长度则是通过测量钻杆的下钻深度来检测其长度。其测法是: 在开钻施工前准确测量钻杆的长度, 并在钻杆尾部绑上红线, 同时在钻杆导向架上标出明显标志(每延米画一红线) , 在施工时钻杆尾部红线与导向架的相对位移即为钻头的下沉深度, 从而控制施工桩长及复拌长度。另外, 桩长亦可通过钻芯取样来测量。

4. 4 桩径及搅拌均匀性的检测

粉喷桩的桩径及搅拌的均匀性是在成桩后3 ~ 7 d 内进行检测的。在成桩3~ 7 d内进行浅部开挖桩头, 并破去桩头30~ 50 cm, 目测检查搅拌的均匀性, 并用尺子测量成桩直径。本路段共检测276 根桩, 其柱状土桩成桩完整, 桩体搅拌均匀; 最大桩径为540 mm, 最小桩径为510 mm。

4. 5 成桩完整性和强度的检测

成桩28 d后, 按2%的频率进行钻芯取样, 检查成桩的完整性, 并从桩的上、中、下三个部位各取一芯样组成一组试件进行无侧限抗压检测。本路段通过对276 根桩进行取样检测( 其中随机抽检270根, 指定6根) , 芯样未发现断桩及松散现象, 成桩完整性良好; 芯样的平均强度为R =1. 34MPa, 其中最小值为Rmin = 1. 02MPa; 所钻芯样长度与施工记录相吻合。

通过对本路段13 804根总延长144 942 m 桩的验收检测, 并根据􀀁粉喷桩施工质量的检测与评判方法􀀁进行评定,其质量等级评定为优良。检测结果见表1。

表1粉喷桩试验检测结果

5 结束语

粉喷桩是一种高效、经济的地基处理技术, 简单易学, 适用范围广, 适用性强, 有极大的发展潜力。桩长、喷粉量及复拌长度是粉喷桩施工质量的关键所在, 因而在施工过程中一定要对其严格监控, 随时检查, 及时发现问题及时处理。粉喷桩一旦施工成型, 若出现问题其经济损失是不言而喻的。因此, 在施工中一定要加强监督管理, 实行全天侯、全方位旁站, 以确保施工质量。

参考文献:

[1] 周金鹏. 粉喷桩加固高速公路软土路基的机理与设计[ D ] . 南京理工大学, 2003.

[2] 洪勤. 浅谈粉喷桩在道路工程软土地基处理中的应用[ J] . 科技信息, 2009, ( 8) .

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