1、粉喷桩施工的全过程质量控制摘要：通过粉喷桩施工前对设备和原材料的检验，施工中对桩长、喷粉量、复撹长度的控制，施工后取芯及单桩和复合地基承载力的检测，对粉喷桩的全过程质量控制进行描述。 关键词：粉喷桩；质量控制；措施 中图分类号：O213 文献标识码： A 0、前言 粉喷桩是“粉体喷射搅拌桩”的简称，就是利用专用的喷粉搅拌桩机成孔，运用粉体喷射搅拌法原理，用压缩空气将水泥等粉体固化剂通过内空钻杆输送到桩端，并以雾状通过钻杆端喷嘴喷入加固地基的土层中，并借钻头的叶片旋转，加以搅拌，使其充分混合，利用水泥等固化剂与被加固地基土之间所产生的一系列物理化学反应，使软土固结成具有一定强度的水泥土桩体与原地
2、基构成复合地基，从而达到加固软弱地基目的的一种施工方法。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 80 年代初引入此项技术。由于粉喷桩具有能有效减少总沉降量、能承受较大的加荷速率、抗侧向变形能力强、可大大缩短施工期等优点，目前在重工业厂房设备基础建设领域应用较为广泛。 在以往的工程实践中，粉喷桩处理软土地基施工中常存在如下一些问题：施工单位偷工减料，水泥用量难控制；均匀性差、强度低；沉降得不到有效减少，达不到设计意图；甚至还有沉降量反而增大了等，影响了加固效果。因此，在施工过程中采取何种科学有效的质量控制措施，确保粉喷桩处理软基的加固效果，成了需要克服的难题
3、。 1、施工前的质量控制措施 1.1 加强对施工机械设备的检验 （1）每台桩机必须配置可以控制桩身每米喷粉量的记录器，且记录器上的任何一个可操作的按钮和开关不得用于设定或操作时间、深度、喷粉重量、桩位编号、复搅深度、复搅次数等参数，防止伪造施工记录。（2）桩机上的气压表、转速表、电流表、电子称必须经过标定，不合格的仪表必须更换。 （3）每台桩机钻架相互垂直两面上分别设置两个 0.5Kg 重的吊线锤，并画上垂直线。 （4）在每台桩机的钻架上画上钻进刻度线，标写醒目的深度，并经复测。 （5）钻头直径的磨损量不得大于 0.04D，D 为桩径，用钢尺量。 1.2 加强对原材料的检验 （1）粉喷桩所用水
4、泥必须经过现场见证取样送样抽检送试验室二检，满足规范及设计的要求方可使用。并尽量不采用那些产量较小、质量不稳定的小水泥厂生产的水泥。 （2）水泥的堆放应该符合防雨、防潮的要求，严禁使用过期、受潮、结块、变质的水泥。 1.3 施工前必须进行工艺试桩 不同地段具有不同的地质条件，为了克服盲目性，确保粉喷桩加固地基收到预期的效果，在粉喷桩施工前必须进行工艺试桩，试桩数量不少于 3 根。试桩的目的是： （1）提供满足设计喷粉量的各种操作参数。如管道压力、灰罐压力、钻机提升速度、钻进速度、搅拌速度等。 （2）验证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、桩长。 （4）确
5、定该地质条件下，合理的工艺流程。 （5）确定进入持力层的判别方法。 2 粉喷桩施工过程中的质量控制措施 粉喷桩施工过程中，重点要控制好 3 个重要施工环节和日水泥用量、日进度两个指标。 2.1 三个重要施工环节的质量控制措施 2.1.1 桩长按设计文件及进入持力层控制 在施工过程中，桩底设计标高往往与持力层并不一致，施工中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，根据施工经验，则会有较大的工后沉降量，故粉喷桩实际施工桩长应按进入持力层控制或满足设计要求。判别是否进入持力层的方法可由钻机钻到最深时的下钻速度和电流表的读数来判定，这两个参数是在工艺试桩时确定，一般下钻速度 0.57
6、0.97m/min，电流值与上部软土钻进时的电流值有明显提高，其值根据试桩工艺参数及地层确定。 2.1.2 粉体计量控制 粉喷桩的质量好坏与水泥掺入量的多少及喷粉的均匀性有直接的关系，因此，如何来计量粉体是控制的关键。目前一般较为常用的是电子称重法与钻机深度相结合的计量装置，它能在记录上反映深度、相对应每延米的喷粉量、总灰量等。粉体计量控制主要应注意以下两点： （1）要保证喷粉的均匀性，关键是掌握好钻头的提升速度及喷粉压力。钻头提升速度应比下钻速度小，通常控制在 0.7 m/min 内。喷粉压力应根据试桩确定参数，压力过大粉体喷射至桩周，桩中心形成空洞，压力过小不能满足桩身完整性及桩直径要求。
7、提升速度与每米喷粉量应相对一致，其中一项参数改变，另一项应做相应调整。因水泥粉喷入为人工控制，必须避免出现施工人员为满足每米喷粉量的要求根据记录器显示凑数字，而认为导致的喷粉不均匀现象。 （2）从开始喷灰到钻头处出灰有一定时间，钻机钻至桩底后，必须预喷停留一段时间（通常 3 分钟） ，方可提钻。停留时间由管道长度等确定。喷灰时，水泥在管道内的输送速度大约为 1m/s，如管道长 100 米，钻至桩底后即喷粉提钻，则桩底实际少灰长度接近 2 米，反而搅动破坏了桩底原状软土，使沉降量加大。 2.1.3 复搅控制水泥与土搅拌均匀程度是关系到粉喷桩桩体强度的关键因素。大量的施工实践已充分证明粉喷桩复搅与
8、不复搅的质量相差甚大。钻头喷出的粉体往往呈脉冲状，若不充分搅拌，粉体在桩中呈现层状，形成一种“夹生” ，这样的桩即使水泥掺入量再多也没有强度。复搅的作用在于通过充分的搅拌使粉体与土及水得到比较完全的接触与作用，促使桩体的形成。为了确保搅拌的均匀性，施工时要严格掌握好钻机提升速度、搅拌叶旋转速度等，并应尽量采用全桩复搅以保证质量，或根据试桩工艺及设计要求。当桩长较长、土体天然含水量较高、粘性重时，应采用“二喷二搅”的施工工艺，即：钻进钻至桩底后慢档提升、喷灰、搅拌至停灰面钻进、复搅复喷至桩底提升、搅拌至停灰面移位。防止出现“沉桩”现象。 2.2 日水泥用量与日进度指标的质量控制措施 （1）现场技
9、术人员应全过程监督，监督过程中，应随时抽查钻机的水平度和垂直度、钻进深度、喷灰深度、停灰标高、复搅深度、喷灰的管道压力、灰罐内的水泥加入量、剩余水泥量等，并作好相应检查记录。（2）现场技术人员应在每日施工结束后即时收取记录器打印记录，并校核时间、桩号的连续性等，防止出现弄虚作假现象。 （3）现场技术人员应在每日施工结束后对施工现场水泥用量和记录器打印记录中的水泥用量加以统计、对比，当两者误差大于 5%时，必须查明原因采取补桩或其他处理措施。 （4）现场技术人员应核对前后左右的桩的深度和成桩时间，如果深度相差较大或相同深度的桩成桩时间相差很大，则认为存在搅拌不匀或弄虚作假，并应采取补桩或其他处理
10、措施。 （5）现场监理应根据钻杆的提升速度、每台桩机的日工作数等，确定每日完成延米数和每根桩的施工时间。如果某台桩机完成的延米数超过规定值较多或某根桩记录器打印记录显示时间少于规定值较多，则认为存在桩长缩短、搅拌不匀或弄虚作假，并应采取补桩或其他处理措施。3、施工完成后的质量检测粉喷桩施工完成后，应按规定频率进行取芯、无侧限抗压强度、单桩及复合地基承载力试验。检测时，现场应委托监理全过程旁站，对取芯、单桩及复合地基承载力试验的桩，应会同设计、监理指定。对检测发现的问题，如未穿透软土层、部分断灰、喷灰不均匀、强度不足等，应严格进行加密、补桩等处理。 取芯时，取芯位置应取在桩半径 1/2 处，而不
11、应取在桩中心处，因粉喷桩桩体中心是钻杆占据的空间，成桩后中心部位强度较低，易造成桩体强度偏小的假象；钻孔取芯时要注意保持钻机平衡，避免因钻杆倾斜而造成斜孔，导致取芯失败；取芯长度应比桩长长 50cm 左右，以检验桩底土性状。在粉喷桩检测方法中，应以静载荷试验结合取芯试验为主，通过该方法，可以直观地掌握单桩承载力及整个桩体的完整性、搅拌的均匀程度、桩体垂直度、桩长、是否达到持力层、含灰量的多少等。 4、结语 粉喷桩施工前，对施工设备中与质量控制相关的环节进行检查和标定，对施工用建筑材料（水泥）进行检测和对其储存保管条件进行检查。施工中通过观察主机电流保证桩长达到设计标准，通过电子计量保证喷粉量和均匀程度，通过确保复撹长度保证桩身搅拌均匀。施工后通过钻孔取芯及单桩和复合地基承载力的检测，对粉喷桩的最终质量进行把控。通过事前、事中、事后的全过程质量控制，可以充分保证搅拌桩施工的总体质量。 参考文献 1 江正荣主编建筑地基与基础施工手册（第 2 版）M 北京：中国建筑工业出版社2005 2 江正荣喷粉桩施工工艺、应用与问题探讨J建筑技术，1996（3） 3 龚晓南主编地基处理手册（第 3 版）M北京：中国建筑工业出版社2008 4 建筑地基处理技术规范（JGJ 792002）M北京：中国建筑工业出版社2002
