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刍议水利工程中影响粉喷桩施工质量的因素及其控制措施

作者：刘贠

来源：《现代装饰·理论》2012年第09期

摘 要：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， 也可用于大型水利工程的软基处理。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

粉喷桩是利用水泥干粉作为固化剂，在利用粉体喷射搅拌机械在钻孔过程中，用压缩空气将粉状加固料以雾状喷入被加固的软土中，凭借特别的钻头叶片的旋转，使加固料与原位土强制搅拌混合，加固料吸水后进行一系列的物理化学反应，使软土硬结，形成整体性强、稳定性好和足够强度的桩体，这种桩体连同桩间土共同形成复合地基。但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

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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。 二 施工中的质量控制方法 （1）施工放样控制

施工前，根据设计参数在施工平面画布桩图，依布桩图放出施工区域大样，在每区域按设计桩距进行桩位放样。放样顺序从四周边开始向中心进行，相邻两根桩须间隔。 （2）桩端持力层控制

粉喷桩宜尽量打至持力层上，并且进入持力层50cm左右。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现象，如在桩尖下尚留几米软土，根据科研成果，则会有较大的工后沉降量，由于排水不畅，预压很长时间也很难稳定。因此粉喷桩实际施工桩长应按进人持力层控制。判别是否进人持力层的方法可由钻机钻到最深