談橋梁加固中粉噴樁施工質量的控制
2010-11-26
1.工程概況
山東省道231線勝利黃河大橋，是我國第一座雙鋼箱式斜拉公路橋，也是東營市第一座橫跨黃河的特大橋，該橋位于東營市墾利縣城北黃河一號堤渡口下游200米處，是連接京、津、唐和膠東 兩大經濟區(qū)公路交通的咽喉，1989年，該橋榮獲中國建筑業(yè)聯(lián)合會頒發(fā)的“魯班獎”。該橋引線段位于黃河淤積土和部分淡水魚塘中，多為承載力極低的軟弱土層，為提高地基承載力縮短預壓期，采用粉噴樁對該段進行地基處理。粉噴樁設計樁長分別為9 米、12米、16米，樁間距1.20米，半程復攪，單樁地基承載力為 100kN。
2.試驗檢測
綜述2001年，山東省東營市公路管理局委托有關橋梁檢測單位， 對勝利黃河大橋進行了粉噴樁質量的取芯及靜載試驗檢測工作， 具體檢測情況匯總如下：本次取芯檢測頻率為1%，共計取芯400余棵，5000延米。各樁取芯情況大致相同，總體來說，復攪部分（0~8米）成型良好，芯樣強度1.5~2.5倍于設計強；樁底1~2.5米段幾乎不成型或沒有水泥土硬結體，也就是說這一部 分水泥很少或沒有，即噴灰量少而不勻，芯樣強度不能滿足設計 最低值的要求；其余部分成型一般，所得芯樣較完整，通過強度 試驗知，芯樣強度基本滿足設計強度最低值的要求。
本次檢測共計測試樁基承載力30棵，全部被測試樁均能滿足100kN的承載力設計要求值。
由以上檢測情況看，該批粉噴樁存在噴灰不勻，攪拌不均，強度差別較大，樁身傾斜度較大和樁長略小于設計值等現(xiàn)象。究根探源，此類現(xiàn)象均與施工質量有直接關聯(lián)，為了更好地保證粉 噴樁軟基處理工程的施工質量，必須由源頭抓起，嚴格控制施工的各個環(huán)節(jié)。
3.質量控制措施
3.1.施工單位
施工機械材料及人員根據(jù)工程的建設規(guī)模，先選定適合于本工程的施工單位， 中標的施工單位必須有相應的施工資質和施工機械，堅決拒絕不 合格的施工隊伍和機械進入施工場地，主觀上避免不合格工程的 產生。施工使用的材料必須符合公路工程建筑材料的使用標準，每批材料均須有試驗及監(jiān)理人員認可后方可進入施工場地。
3.2.施工工藝控制
3.2.1.施工參數(shù)
施工前根據(jù)試驗樁總結正常施工時的施工參數(shù)。勝利黃河大 橋粉噴樁施工參數(shù)確定如下：樁長12m鉆進速度 <1.0m/min提升速度 <0.8m/min攪拌速度<0.8m/min噴灰壓力0.3~0.35Mpa施工參數(shù)并非一成不變，要根據(jù)施工條件和地質情況的改變 做及時的調整。
3.2.2.鉆機就位
鉆機進入施工場地前，應將施工場地進行簡單的平整或鋪設砂墊層，然后放樣定樁位。鉆機進入施工場地后，用醒目的標示在鉆架上標出深度控制標志，配合鉆機上的深度表對樁長進行控制；并在鉆機鉆架上懸掛兩條3 m的垂線控制樁的傾斜度，以便更加簡便直觀地控制施工樁長和傾斜度。
3.2.3.鉆機鉆進速度控制
機手要嚴格遵循施工參數(shù)進行施工鉆進速度控制，保證將樁體土充分攪拌，以利于噴灰攪拌均勻，此時應由相關人員專門控制。
3.2.4.提升速度
鉆機的提升過程也是其噴粉過程，是保證粉噴樁施工質量的主要施工環(huán)節(jié)。在鉆頭提升過程中，隨著鉆頭地勻速提升攪拌，均勻的噴出水泥粉與周圍土體充分混和，形成具有一定強度水泥土，這是粉噴樁的成樁原理，因此，也是其關鍵施工環(huán)節(jié)，也就是說鉆頭的提升速度決定了單位噴灰劑量、攪拌均勻程度，是保證粉噴樁施工質量的根本措施，因此必須保證在施工過程鉆頭的 提升速度符合試驗樁所得的施工參數(shù)規(guī)定。
3.2.5.噴灰控制
3.2.5.1.噴灰計量儀器監(jiān)控
目前應用于粉噴樁噴灰量計量的主要儀器是“SJC型水泥土 攪拌樁劑量檢測記錄儀”，它具有安裝操做簡單，結果方便直觀等優(yōu)點。該儀器以0.10m作為深度單位來控制噴粉量，連續(xù)性好，分布均勻，自動測量自動記錄，并打印相關數(shù)據(jù)和成樁曲線，為隱蔽工程施工控制提供了有效的控制手段。但該儀器的計 量參數(shù)設定必須經有關權威部門審定，其設定也必須由監(jiān)理人員 和其他相關人員監(jiān)督認可，禁絕施工人員自行設定修改，否則易形成隱蔽性很強的偷工減料事故，這是保證用灰劑量的根本，也是保證工程質量的根本措施，因此必須保證該計量儀器的準確性和參數(shù)設定的合理性。
3.2.5.2.噴灰過程控制
粉噴樁施工過程中的噴灰壓力是由鉆頭處的被動土壓力決定的，可按公式ex=rHtg2（45°+Φ/ 2）計算而得。通常情況下提鉆噴粉時的壓力比鉆頭處的被動土壓力大0.1MPa，以確保在扣除管道、閥門、噴阻的阻力損失后，剩余壓力仍大于被動土壓力，并隨著鉆頭的升高而減小。在此環(huán)節(jié)中應重點保證噴粉壓力相對穩(wěn)定，隨鉆頭的升高而漸變，以此來保證噴灰量均勻，從而保證粉噴樁的施工質量。
當鉆頭達到設定深度時，不可立即開始上提噴灰，因水泥粉 經輸送管道到達鉆頭的時間約為20s，并且水泥輸送初期的稠度較低，按水泥輸送管50m長測算，當水泥按標準用量到達樁底時，需用時間60s，若此時上提噴粉，則造成樁底部沒有水泥或水泥劑量少而不勻。在取芯檢測過程中發(fā)現(xiàn)距樁低1~2m的范圍內水泥含量也較少，就是這種原因形成的，因此，當鉆進尺度達到設計深度時，須在此停留60s左右，然后開始上提噴粉。
3.2.6.復攪控制
在離地面50cm處停止噴灰，開始復攪，其目的是通過復 攪使水泥土充分拌和均勻，以提高其強度。根據(jù)復合地基樁力學 計算，其樁基上部受力較為集中，因此設計中通常要求復攪深度不小于5m，所以，此時控制重點為復攪深度。避免偷工，保證復攪深度是粉噴樁施工的最后外業(yè)工作，也是保證提高軟基承載力的關鍵環(huán)節(jié)。
3.3.資料統(tǒng)計
在做好外邊工作的同時，應及時做好內業(yè)整理工作，做到當天的內業(yè)當日完成，監(jiān)理人員及時檢查，保證及時發(fā)現(xiàn)問題，及早補救，避免資料堆積過多，難以發(fā)現(xiàn)問題或發(fā)現(xiàn)問題較晚，無法補救。同時也有利于對工程進行總體宏觀控制。
3.4.注意問題
（1）機械配置的各種計量儀器必須計量準確，參數(shù)設定符合規(guī)定要求。
（2）施工人員素質不齊，人為偷工，不能保證復攪深度或控制噴灰時間。
（3）注意地質情況變化或施工材料異常，對施工參數(shù)進行適當?shù)暮侠碚{整。
4.結束語
隨著粉噴樁軟基處理在公路及民用建筑中的廣泛應用，施工機械的不斷更新，施工技術的不斷提高，其質量將越來越有保證，這種軟基處理技術也會得到更加廣泛的推廣應用。
