建筑水泥粉喷桩处理软基的质量控制

1、引言 
　　水泥粉喷桩是“水泥粉体喷射搅拌桩”的简称，就是用改制的螺旋钻机将钻头钻至设计的土层深度，用压缩空气将水泥粉经钻杆内孔输送至钻头上，边喷粉边旋转，同时严格按照设计确定的提升速度提升搅拌机，使水泥与软土搅拌在一起，使之发生化学反应，形成桩体的方法，用于提高地基土的承载力和稳定性。粉喷桩于20世纪70年代首先由日本和瑞典分别提出、推广和应用，我国于20世纪80年代初引入此项技术。由于粉喷桩具有能有效减少总沉量、承受较大的加荷速率、抗侧向变能能力强、可大大缩短施工期等优点，目前在软基处理领域应用得较为广泛。但由于其是地下隐蔽工程，影响质量的因素较多，容易出现工程质量问题，因此必须加强粉喷桩的施工及监理质量控制。 
　　2、施工准备阶段的质量控制 
　　2.1原材料的质量控制
　　粉喷桩水泥一般选用325或425的普通硅酸盐水泥或矿渣水泥。施工中所用的水泥的品种和标号应符合设计要求。对购进水泥，采用承包人自检和监理抽检的方式进行复核验证，满足规范的要求，必须具有厂家保质单位和出厂试验报告并经监理工程师查验，并尽量不采用那些产量小、质量不稳定的小水泥厂生产的水泥。水泥入罐时应经筛网过筛，最大粒径不超过5mm，不得含有纸屑、塑料布、垃圾等杂物。监理试验室也应随机分批对所使用的水泥材料进行抽验，确保水泥材料质量。另外水泥的堆放应该符合标准、防潮的要求，严禁使用过期、受潮、结块、变质的水泥。 
　　2.2机具设备的性能控制 
　　深层搅拌机是施工的关键。粉喷桩机严禁使用非定型产品或自行改装设备，进场的设备必须是性能良好的能显示钻杆钻进时电流变化的电流表、显示管道压力的压力表和计量水泥喷入量的电子秤(或电脑计量装置)。所有的电流表、压力表和电子秤(或电脑计量装置)等量器、衡器具必须经过计量部门标定，合格后方可用于工程施工。 
　　2.3测量放样的控制
　　为保证水泥粉喷桩加固软土工程质量，要严格按设计要求布点定位。因此，应将施工场地事先予以整平，清除障碍物。监理工程师应会同施工单位对工程导线点水准点进行复测，在满足设计文件精度后，办理现场交桩手续。施工单位根据控制点及水准点按方格网平差放样，用钢尺量距。按要求控制定位偏差，并填写放样报验单，提交监理工程师审核批准。监理工程师应进行复测检查，确保放样准确。施工单位应派专人做好工程控制桩、水准点及放样测量记录并对施工所测放的轴线及桩位布置点加以妥善保护以便后用。 
　　2.4施工前进行室内配比试验 
　　在施工前，取含水量较大的地点取样进行室内配比试验，测定软土的天然含水量、孔隙比、液塑限、有机质含量、有机质含量、PH值和不同掺入量水泥土各龄期的无侧限抗压强度，以检验粉喷桩加固该种软土的适用性和设计掺灰量下的桩身强度能否达到设计要求。在试验过程中，监理人员应进行全过程旁站监督或进行平行试验，以保证试验结果准确可靠。 
　　2.5施工前必须进行工艺试桩 
　　水泥与土搅拌是否均匀是影响水泥粉喷桩加固效果的关键因素之一。因此在粉喷桩大面积施工前应进行施工工艺性试验。通过试验确定适合该场地的各种操作技术参数并以此掌握该场地条件下的成桩经验。根据水泥粉喷桩施工特点，工艺性试验应达到以下目的。 
　　（1）、提出满足设计水泥喷入量的各种操作参数，如钻机提升速度、搅拌叶片旋转速度、管道压力、灰罐压力等； 
　　（2）、检验水泥的搅拌均匀程度及成桩直径； 
　　（3）、确定该地质条件下，符合质量要求的合理掺灰量； 
　　（4）、了解钻进及提升的阻力情况，并提出相应的实施措施； 
　　（5）、确定进入持力层的判别方法。 
　　3、施工阶段的质量控制
　　粉喷桩属地下隐蔽工程，其质量控制应贯穿在施工的全过程，并应坚持全方位全过程的施工监理。各施工标段承包人必须对粉喷桩质量、进度负责，每台钻机必须有专人操作。在施工过程中，现场旁站是监理最主要的工作，旁站监理应熟悉施工工艺和各项施工参数，并对施工过程进行全过程，全方位、全天候的旁站。 
　　粉喷桩主要施工工艺为： 清理场地→填筑排水坡→测量定位→粉体喷射搅拌机械就位→预搅下沉→喷粉搅拌提升至离地面0.3m处→重复搅拌下沉→重复搅拌提升直至离地面0.3m→关闭搅拌机械。 
　　（1）、施工开始前，将原地面整平至粉体搅拌桩施工高程处，清除桩位处地上、地下的一切障碍物，对于河塘及构造物处的粉喷桩，应先回填粘性土，碾压至一定的压实度并有一定的排水坡。 
　　（2）、钻机就位应严格按照设计桩位及规范要求，用全站仪或经纬仪定位，并用水平尺在钻机杆或转盘的两正交方向检验垂直度和水平度，桩位平面误差不得超过5cm，钻杆倾斜度要小于1.5%。监理人员还应检查主机各部的连接、液压系统、电气系统、喷粉系统各部安装调试情况及灰罐、管路的密封连接情况是否正常，做好必要的调整紧固工作，灰罐应按设计投料量投一次料打一根桩，以确保成桩质量，灰罐装满后，进料口应加盖密封，排除异常情况后方可施工。
　　（3）、严格控制钻孔下钻深度、喷粉高程及停灰面，确保粉喷桩长度和喷粉量达到规定要求。深度误差不得大于5cm，水泥损耗量平均不得大于1kg/m。 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的读数明显上升，说明已进入硬土层，如能持续50cm以上则说明已进入持力层。旁站监理人员应注意观察钻杆上标注的刻度，确保已钻至设计桩长。 
　　（4）、搅拌机每次下沉或提升的时间必须有专人记录，时间误差不得大于5s，提升前要有等待送粉到达桩底的时间，防止出现提升却未喷粉的情况，具体时间由工艺试桩得出。在桩上部1/3范围内应重复搅。