粉喷桩处理软土地基的施工工艺及质量控制

粉喷桩处理软土土地基的施工工工艺及质量量控制作者：郝月娟摘要:经粉喷桩桩处理的地基基，承载力大大大提高，沉沉降量大大减减少。由于桩桩体作用，地地基抗剪强度度增强，提高高了地基的稳稳定性，路基基填土可以不不受速度的限限制，大大加加快施工进度度。且路基沉沉降可在较短短时间内完成成，施工后一一般沉降很少少。而常用的的排水固结法法和铺土工布布法，通过以以往的施工实实践，处理后后的地基后期期沉降仍很大大，固结时间间长，易产生生塌方滑坡等等剪切破坏，因因此填土速度度受到限制，工工期长；往往往通车一段时时间后(2～3年)，由于路基基变形需要整整修，因此，虽虽然粉喷桩处处理软基费用用较其它处理理方法高，但但省却工后整整修的二次费费用，相比之之下还是经济济的。关键词:粉粉喷桩施工工艺质量检测质量控制

正文:1.绪论1.1概述粉喷桩于20世世纪70年代首先由由日本和瑞典典分别提出、推推广和应用，我我国于80年代初引入入此项技术。粉粉喷桩作为一一种深层搅拌拌和桩，越来来越多地被运运用于公路、工工业与民用建建设中。尤其其是近几年，随随着高速公路路建设的飞速速发展，粉喷喷桩被广泛用用来加固路基基、维护边坡坡以及地下工工程支护、防防渗墙等，并并以其能有效效减少总沉降降量、能承受受较大的加荷荷速率、抗侧侧向变形能力力强、可大大大缩短施工期期等优点成为为应用广泛的的一种简便而而又经济有效效的软土地基基加固技术。深深层搅拌法加加固软土地基基，就是在钻钻孔过程中利利用水泥、石石灰等材料作作为固化剂，使使用深层搅拌拌机械将浆液液状或粉状固固化剂注入软软土地基的深深层，经机械械搅拌，使原原位土与固化化剂均匀混合合并发生一系系列的物理化化学反应，使使软土硬结成成具有整体性性、水稳定性性和一定强度度的优质地基基。

在深层搅拌拌法中，固化化剂的注入有有两种形式，一一是浆液灌注注，二是粉体体喷射。前者者由于有漏浆浆现象，工人人操作条件较较差，且对含含水量较高软软土地基的加加固效果尚待待论证，而粉粉体喷射法以以它具有的诸诸多优点而后后来居上，在在工程中得到到广泛的应用用。粉喷桩是“粉体体喷射搅拌桩桩”的简称，其其加固地基的的机理在于固固化剂与原位位土充分混合合后，由于固固化剂吸收周周围土层中的的水分而发生生物理化学反反应，使混合合桩体凝结硬硬化，既提高高了自身的强强度，又稳定定了桩周围土土层，从而使使天然的软土土地基改变成成优质的复合合地基，大大大提高了地基基的承载能力力。固化剂可以以采用水泥、石石灰、石膏等等材料，由于于水泥桩的性性能比较优越越，因此一般般采用普通硅硅酸盐水泥作作为固化剂。从从水泥与软土土的物理化学学反应过程分分析，水泥与与原位土搅拌拌越充分，混混合越均匀，则则水泥土结构构的离散性越越小，地基的的总体强度也也越高。粉喷喷桩有许多优优点，主要有有以下几方面面：（1）加固工艺艺合理。在制制桩过程中仅仅向土层中喷喷射固化料干干粉，无需注注入附加的水水分，使固化化剂能充分吸吸收软土中的的水分，从而而增强加固效效果。（2）施工简单单、技术可靠靠。国内有多多种粉喷桩施施工成套机械械，制桩过程程完全机械化化，减轻了工工人的劳动强强度，提高了了成桩效率。制制桩原料除原原位土外，仅仅有适量的固固化剂便可。（3）可以在含含有地下水的的地层中直接接施工制桩，避避免了水下施施工的麻烦，大大大简化了施施工程序。（4）施工工期期短，进度快快。经粉喷桩桩处理的地基基，路基填筑筑时可大大加加快填筑速率率，基本不需需考虑由于填填筑过快而导导致路基失稳稳的可能。（5）保护环境境。在制桩过过程中无振动动、无噪音、无无污染，对附附近建筑物无无影响。粉喷桩虽然然有许多优点点，但在应用用上还有一些些限制。①在理论上，粉粉喷桩群体范范围内的压缩缩变形量较小小，根据荷载载、桩长、桩桩身强度、天天然地基土强强度、置换率率、复合地基基的变形模量量等估算，一一般可取2cm～5cm。而下卧软软弱土层压缩缩变形量的确确定，可以假假定粉喷桩群群体形成一种种实体深基础础，按双层地地基计算该实实体深基础底底部的附加应应力，然后再再进行下卧软软弱土层压缩缩变形量的计计算。在附加加应力的确定定上，有学者者指出。室内内试验表明，水水泥土的重度度比原位土略略有增大，增增大量在1．2％～3．5％之间，加加固桩身对下下部未加固部部分不会产生生过大的附加加应力，也不不会由于加固固桩身附加荷荷重而引起地地基附加沉降降。但有些学学者却持相反反观点。目前前，不同的软软土特征和施施工实际情况况对附加应力力的影响尚待待研究。②相对于国外外多种多样、五五花八门的粉粉喷桩施工机机械设备而言言，国内的机机械设备可以以说是品种单单一、类型雷雷同，这直接接制约了粉喷喷桩的设计和和应用。比如如在桩径的确确定上，由于于国内的机械械设备均只能能施工直径为为50cm的粉喷桩，因因此在设计上上也只能按该该直径考虑。又又如在桩长的的确定上，理理论上以穿透透软土层为最最佳，但国内内配套钻杆长长度绝大多数数都在15m以内、12m左右，因此此在应用粉喷喷桩时，都以以下卧软土层层的厚度不超超过上述长度度为选择依据据之一，如果果下卧软土层层的厚度超过过上述长度，则则一般可以不不考虑采用粉粉喷桩，转而而采用其他的的软基处理方方法如塑料排排水板等。1.2粉喷桩的的概念粉喷桩是粉体喷喷射桩的简称称，就是利用用专用的喷粉粉搅拌钻机将将水泥等粉体体固化剂喷入入软土地基中中，并将软土土与固化剂强强制搅拌，利利用软土与固固化剂之间所所产生的物理理化学反应，使使软土结成具具有一定强度度的水泥桩体体而形成复合合地基的一种种施工方法。1.3粉喷桩的的加固机理当水泥加固软土土时，水泥表表面的各种矿矿物很快与软软土中的水发发生水解和水水化反应，生生成的化合物物中有些能迅迅速溶于水中中，水泥颗粒粒表面则重新新暴露出来，再再与水发生反反应，使周围围的水溶液达达到饱和，新新的生成物不不能再溶解，形形成胶凝体；；当水泥的各各种水化物生生成后，有的的自身继续硬硬化，形成水水泥石骨架，有有的则与周围围具有一定活活性的黏土颗颗粒发生离子子交换和团粒粒化作用硬凝凝反应，形成成了水泥土的的团粒结构，并并封闭各土团团的空隙，形形成坚固的联联结，从宏观观上看使水泥泥土的强度大大大提高；硬硬凝反应生成成不溶于水的的稳定结晶化化合物，增大大了水泥土的的强度；碳酸酸化反应，生生成新的化合合物，从而提提高水泥土的的强度，达到到提高地基承承载力的要求求。1.4粉喷桩适适用范围用于软基的涵洞洞、挡土墙基基础处理，桥桥头软基处理理，可有效地地减少基础沉沉降、桥头跳跳车现象；在在高路堤软基基处理中，一一般软土厚度度在10m以内，使使用粉喷桩打打穿淤泥层，效效果较好且经经济；对100m以上的深深软基，采用用以上的方法法均难以达到到理想的处理理效果，在此此情况以建桥桥为宜。2.粉喷桩的施施工与质量检检测2.1施工准备备①粉喷桩施工前前应准备下列列施工技术资资料：施工场场地的工程地地质报告，土土工试验报告告，室内配比比试验报告，粉粉喷桩设计桩桩位图，原地地面高程数据据表，加固深深度与停灰面面高程以及测测量资料等。②场地平整、清清除障碍。如如场地低洼，应应回填粘性土土；施工场地地不能满足机机械行走要求求时，应铺设设砂土或碎石石垫层。若地地表过软，则则应采取防止止机械失稳措措施。③施工设备准备备。粉喷桩施施工设备严禁禁使用非定型型产品或自行行改装设备，对对粉喷桩设备备要严格检验验，按招标文文件中的《技技术规范》和和铁道部《粉粉体喷撑法加加固软弱土层层技术规范》（TB110113—96）的要求进行标定和工艺性试桩。进场设备必须配备良好的能显示钻杆钻进时电流变化的电流表、显示管道压力表和计量水泥喷入量、复搅深度的电脑监测记录装置（应能打印每根桩施工中钻头各次下钻深度及提升高度的全过程记录和水泥用量）量器、衡器，且必须经过计量部门的检定。a.钻机：钻机机是粉喷桩施施工的主要成成桩机械。它它必须满足以以下条件：①动力大、扭矩矩大，适合大大直径钻头成成桩，钻头直直径一般为50cm；②具有正向转进进、反转提升升的功能；③提升力大，并并能实现匀速速提升。b.喷粉机喷粉机是定时设设置发送粉体体材料的设备备，它是粉喷喷搅拌法加固固软土地基施施工机械中的的关键设备。粉粉体发送机的的工作原理，见见下图一

图一：发送机的的工作原理图图注：1-节流阀阀；2-流量计；3-气水分离器器；4-安全阀；5-管道压力表表；6-灰罐压力表表；7-发送器转鼓鼓；8-灰罐由空气压缩机送送来的压缩空空气，通过节节流阀调节风风量的大小，进进入“气水分离器”，使压缩空空气中的气水水分离，然后后“干风”到达粉体发发送器喉管，与“转鼓”定量输出的粉体材料混合，成为气粉混合体，进入钻机的“旋转龙头”，通过空心钻杆喷入地下。粉体的定量输出，由控制转鼓的转速来实现。施工前须按照加固工程的地质条件，通过室内试验，找出最佳粉体掺入量。根据施工时钻机的提升速度、钻机转速、搅拌钻头的类型，选用合理的粉体发送量。c.空气压缩机机粉体喷出，是以以空气压缩机机作为风源。空空压机的选型型，主要以加加固工程地质质条件和加固固深度为依据据。粉体喷射搅拌法法是以机械强强制搅拌，气气粉混合体只只需克服喷灰灰口处土及地地下水的阻力力而喷入土中中。旋喷法则则是依靠高压压脉冲泵所喷喷射的高压水水来破坏土层层。因此，粉粉喷桩所用压压力不需要很很高，空压机机的风量也不不宜太大。d.搅拌钻头粉体喷射搅拌法法凭借钻头叶叶片的搅拌作作用使灰粉与与软土混合。因因此钻头的形形状直接影响响灰土搅拌效效果。钻头的的形式，应保保证在反向旋旋转提升时，对对柱中土体有有压实作用，而而不是使灰、土土向地面翻升升，而降低柱柱体质量。e.计量装置该装置用于监测测粉喷桩施工工中粉体输入入量的连续性性及均匀性的的装置，及时时掌握钻机在在粉喷过程中中，喷入软土土层的水泥数数量，它能逐逐段逐层分析析粉体的输入入量。通过安安装在粉体发发送机上调孔孔装置，使输输入量能满足足设计要求，并并能自动记录录及打印。④粉喷桩的施工工工艺根据设设计要求的配配比和实测的的各项施工参参数通过试桩桩来确定。试试桩一般为5根，通过试试桩来确定钻钻进速度、提提升速度、搅搅拌速度、喷喷气压力、单单位时间喷粉粉量等。⑤粉喷桩所用用的水泥。425＃普通硅酸盐盐水泥，水泥泥用量因天然然含水量而异异，按以下方方法配比：W1≤50%，水泥用量50kg/m；50%＜W1≤70%，水泥用量量为55kg//m；W1＞70%，水泥用量量为60kg//m～65kg//m。应符合设设计要求，并并有产品合格格证，并经室室内检验合格格才能使用，严严禁使用受潮潮、结块变质质的加固料。⑥加固处理的强强度，应以无无侧限抗压强强度衡量，试试件养护龄期期为7d，28d，90d，要R28≥0.8MPPa，R90≥1.2MPPa.2.2施工工艺艺2.2.1工艺艺性试桩全面施工前应进进行工艺性试试桩，以确定定在此地质条条件下，粉喷喷桩施工设备备的成桩工艺艺及各项技术术参数，水泥泥的初始凝时时间、安定性性强度登记等等施工工艺参参数，并根据据设计要求通通过成桩试验验确定每台机机组各自的钻钻进速度、提提升速度、拌拌和速度、单单位时间喷浆浆量、桩长、成成桩时间、复复搅遍数等，为为全面施工提提供依据。2.2.2施工工工序①施工程序为：：放线定桩位位→钻机就位→钻桩孔至设设计深度→边拌和喷粉粉边提升钻杆杆→至桩顶以上50cm拌和、喷粉→全程或局部部复搅（复喷喷）一次（或或数次），提提杆至地面→移至下一桩桩位继续施工工，见下图二二.

钻孔定位调平钻进设计孔深成桩设计桩顶检验用灰量、标号等转入下一循环停灰停气复位喷粉、搅拌、提升、钻头升至地面下50㎝时停止送灰机送灰

图二粉喷桩桩工艺流程图图②施工前，应进进行场地平整整，参照施工工图纸事先整整平，再清除除地面以下一一切障碍物（包包括石块、树树根和垃圾等等），场地低低洼地段应先先排水清淤后后再回填素土土（不得回填填杂填土）至至整平高程。软软泥地段应进进行表面处治治，保证施工工机械施钻时时不倾斜，位位移时不陷车车；有地表水水的地段，要要求在桩位空空隙间开挖排排水沟，开挖挖尺寸以既能能排水，又能能保证钻机移移位为目的。桩桩位放线时，根根据可靠的水水准点及控制制桩，用经纬纬仪将桩位精精确放样，标标出每根桩的的位置。粉喷喷桩平面误差差不得超过5cm。且组装并并架立粉喷桩桩机设备，检检查主机各部部的连接，喷喷粉系统各部部分安装试调调情况及灰罐罐、管道的密密封连接情况况是否正常，做做好必要的调调整和紧固工工作；灰罐装装满料后，进进料口应加盖盖密封，排除除异常情况后后方可开始施施工。③在成桩时，先先用粉喷桩机机在桩位钻孔孔，至设计要要求深度后(钻速为0.5～1m／min)，将钻头以≤1m／min的速度边拌拌和边提升，同同时通过粉喷喷系统将水泥泥(或石灰粉)通过钻杆端端喷嘴定时定定量向搅动的的土体喷粉，使使土体和水泥泥进行充分拌拌和混合，形形成水泥、水水、土混合体体。④桩体喷粉要求求一气呵成，不不的中断，每每根桩宜装一一次灰，喷粉粉深度在钻杆杆上标线控制制，喷粉压力力控制在0.5～0.8Mppa。⑤单位桩长喷粉粉量是成桩质质量的关键，喷喷粉量随质情情况`桩体情况要要求而定，一一般为45～70kg／m，常用量50kg／m.每施工段工工程喷粉量控控制应一次大大体调定，为为避免桩机移移动路线过长长，喷粉桩施施工时宜采用用先中轴后边边轴，先里排排后外排的次次序进行，桩桩机移动最长长距离50m为宜。⑥当钻头提升到到地面以下约约50cm时，喷粉系系统停止向孔孔内喷射水泥泥（或石灰粉粉）。遇有荷荷载较大或不不正常情况，为为避免桩上部部受最大部位位因气压骤减减出现松散层层，提高桩体体质量，在桩桩体上部3.5m范围内，宜宜再钻进提杆杆复喷（水泥泥用量为10kg／m）一次，桩桩体即告完成成，复喷桩体体强度可达到到1.2Mppa左右。⑦喷粉桩应自然然养护14d以上始可挖挖基坑土方，桩桩基上部50cm尽可能人工工开挖，避免免挖土机`推土机在其其上行驶或站站在桩上挖土土，以免将桩桩头压碎或水水平推力作用用造成断桩，切切割上部桩头头是应用人工工在周边凿槽槽，在用锤击击破碎。2.3施工新工工艺①“一搅四喷”改为“两搅四喷”——即第一遍切切土下钻时增增加一次喷粉粉（浆），其其余工序按原原设计。该法法能够充分解解决局部掺灰灰量不足的问问题，效果良良好②适当减慢钻进进和提升速度度（由试桩确确定合适的挡挡位）。③复搅时适当减减小气体流量量和管道压力力（一般喷灰灰时管道压力力控制在0.25～0.4Mppa之间，为防防止钻孔内淤淤泥向四周挤挤压形成空洞洞，复搅时管管道压力控制制在0.1～0.2Mppa之间，具体体参数由试桩桩决定）。④确保桩底喷灰灰量。考虑送送灰管道较长长，从开始喷喷灰灰进入底底孔有一个时时间差，所以以钻进底部后后，先喷1～2min，然后再提提升钻具。⑤为了保证桩体体的质量，严严格要求进行行全程复搅。⑥要求施工单位位加强管理和和施工现场控控制，并采取取挖沟抽水、修修筑围堰抽水水等措施降低低施工路段的的地下水位（由由于高寒水量量软土层的埋埋深普遍较浅浅，因此降低低地下水位就就成了保证水水泥拌和桩施施工质量的重重要因素）。⑦对水泥拌和桩桩处理路段，为为了确保施工工质量，要求求在制备水泥泥浆液的时候候掺入水泥用用量3%～5%的高效减水水剂或生石灰灰，有条件的的情况下也可可以掺入10%左右的粉煤煤灰（具体掺掺入量由室内内试验和试桩桩确定）。2.4施工注意意事项①为了严格控制制水泥粉喷桩桩长度，要求求场地平整，其其高差控制在在±5㎝;并控制(选定)钻杆高度,标注钻进到到桩底时地表表上肉眼可检检查到底钻杆杆上标记。②选取水泥和有有代表性的软软土，按设计计要求测定在在设计掺灰量量下的水泥土土无侧限抗压压强度符合设设计要求后确确定施工掺灰灰量。③在水泥粉喷桩桩正式施工之之前，对每一一工点进行工工艺试验，掌掌握钻进深度度，提升速度度、喷气压力力、下钻和提提升的阻力、单单位时间喷灰灰量、复搅工工艺等因素对对成桩质量特特别是桩强度度均匀性的影影响，通过检检测确定其技技术参数作为为正式施工依依据。工艺试试验桩根数一一般不少于10根。④为喷灰量均匀匀和拌充分，提提钻喷灰应用用慢挡，钻进进和复挡用中中速挡。严格格控制喷灰时时间和停灰时时间，不得中中断喷灰，严严禁尚未喷灰灰的情况下进进行钻杆提升升作业。如遇遇停电机械故故障等原因，喷喷灰中断时，必必须复钻，复复钻重叠孔段段应>1m。⑤当土层含水量量降低时，水水泥粉喷桩桩桩身呈疏松状状态，其强度度很低。因此此，对较干土土层，如硬壳壳层，施工施施工是要适当当加水，使其其含水量≥45%、且≤60%，以利于桩桩身均匀和密密实，保证桩桩身的强度。含含水量较大的的土层，桩强强度会降低，施施工中如有发发现，要适当当增加掺灰量量。⑥考虑到水泥粉粉喷桩实际成成桩直径要比比设计直径（50cm）大，在软软土层中，实实际成桩直径径约56cm。为了保证证桩身设计强强度，喷灰量量应以实际桩桩直径计算，实实际喷灰量不不得小于该计计算值。⑦对水泥粉喷桩桩要进行质量量检测，方法法有：a.静力触探；b.挖坑砍桩做做水泥土无侧侧限抗压强度度试验；c.钻孔取芯做做无侧限抗压压强度试验；；d.静载试验。钻钻孔取芯做无无侧限抗压强强度试验，其其抽检率为1%。对每坐桥桥台和通道以以及重要部位位的水泥粉喷喷桩应进行静静载试验，检检测根数不宜宜少于4根。⑧为了判断水泥泥粉喷桩水泥泥土的强度，可可采用轻型动动力触探N10检验桩身质质量，该工作作应在成桩后后7d内进行。当N10>115击时，桩身身强度可满足足设计要求，或或者当7d龄期的N10大于原天然然地基的N10一倍以上时时，桩身强度度也可满足设设计要求。轻轻型动力触探探深度一般不不超过4m，抽检率为2%。除采用轻轻型动力触探探来判断桩身身强度外，还还应采用其他他检测手段相相互对照，如如采用静载试试验或钻孔取取芯做无侧限限抗压强度试试验。为了保证喷粉桩桩的施工质量量，不仅要在在施工过程中中控制好原材材料质量，做做好室内配比比试验、现场场工艺试验，加加强喷粉施工工技术的管理理监督，把好好桩位测量放放样及各道工工序的检查关关，还须对施施工好的现场场桩体进行最最终检测，以以对粉喷桩施施工质量进行行全面而准确确的判断及评评定。2.5粉喷桩的的质量检测粉喷桩属于水泥泥土搅拌桩的的一种，其质质量标准可以以按国家标准准《建筑地基基处理技术规规范》(JGJ779—2002)中对深层搅搅拌法成桩的的标准实施。深深层搅拌桩质质量检验标准准应符合表1的规定。项目序号检查项目允许偏差或允许值检查方法单位数值主控项目1水泥及外渗剂质量设计要求查产品合格证书或抽样送检2水泥用量参数指标查看流量表3桩体强度设计要求按规定办法4地基承载力设计要求按规定办法

一般项目1机头提升速度m/min≤0.5量机头上升距离和时间2桩底标高mm±200测机头深度3桩顶标高mm+100,-50水准仪(最上部500不计入)4桩位偏差mm<50用钢尺量5桩径

<0.04D用钢尺量,D为直径6垂直度%≤1.5经纬仪7搭接mm>200用钢尺量表格一：粉喷桩桩复合地基质质量检验标准准表

2.5.1粉喷喷桩质量检测测的形式粉喷桩在制桩过过程中和制桩桩全部完成后后均应进行质质量检查，在在制桩过程中中主要是施工工单位自检，目目的在于早日日发现问题并并及时纠正，避避免质量事故故的扩大；制制桩全部完成成后的检查，由由建设单位组组织进行，目目的在于对全全部桩作出质质量评价，并并测定复合地地基承载力和和单桩承载力力，检查是否否达到预期的的设计要求。粉喷桩的质量监监测按阶段可可以分为三个个阶段：施工工过程的检查查、成桩7d内的强度检检查以及施工工完成后的全全面检查。㈠施工期质量检检验水泥土桩桩的的施工质质量与前期准准备工作的质质量息息相关关，关于前期期准备工作的的质量控制，前面已有有叙述，主要要为核实工程程地质水文情情况，桩体材材料的质量检检验，室内配配合比试验，现现场工艺试验验，人的质量量及工作质量量的保证等。搅拌桩的施工质质量控制应贯贯穿在施工的的全过程，并并应坚持全程程的施工监理理。施工过程程中必须随时时检查施工记记录和计量记记录，并对照照规定的施工工工艺对每根根桩进行质量量评定。施工工记录应反映映每根桩施工工全过程的真真实情况，应应按规范规定定的内容填写写，应做到详详尽、完善、真真实并及时汇汇总分析，凡凡是需要了解解的施工问题题，应都能从从施工记录中中找到答案。检检查的重点是是：水泥用量量、桩长、搅搅拌头转速和和提升速度、复复搅次数和复复搅深度、停停浆处理方法法。在施工期，每每根桩均应有有一份完整的的质量检验单单，施工人员员和监理人员员签名后作为为施工档案。除除进行上述的的施工质量检检查外，还需需进行如下的的施工质量检检验：①桩位。通常定定位偏差不应应超出50mm。施工前在在桩中心插桩桩位标，施工工后将桩位标标复原，以便便验收。②桩顶、板底高高程。均不应应低于设计值值。桩底一般般应超过100～200mm，桩顶应超超过0.5m。③桩身垂直度。每每根桩施工时时均应用水准准尺或其他方方法检查导向向架和搅拌轴轴的垂直度，间间接测定桩身身垂直度。通通常垂直度误误差不应超过过1％。当设计计对垂直度有有严格要求时时，应按设计计标准检验。④桩身水泥掺量量。按设计要要求检查每根根桩的水泥用用量。通常考考虑到按整包包水泥计量的的方便，允许许每根桩的水水泥用量在±25kgg(半包水泥)范围内调整整。⑤水泥强度等级级。水泥品种种按设计要求求选用。对无无质保书或有有质保书的小小水泥厂的产产品，应先做做试块强度试试验，试验合合格后方可使使用。对有质质保书(非乡办企业)的水泥产品品，可在搅拌拌施工时，进进行抽查试验验。⑥搅拌头上提喷喷粉速度。一一般均在上提提时喷粉，提提升速度不超超过0．5m／min。通常采用用二次搅拌。当当第二次搅拌拌时不允许出出现搅拌头未未到桩顶，水水泥粉已拌完完的现象。有有剩余时可在在桩身上部第第三次搅拌。⑦外掺剂的选用用。采用的外外掺剂应按设设计要求配制制。常用的外外掺剂有氯化化钙、碳酸钠钠、三乙醇胺胺、木质素磺磺酸钙、水玻玻璃等。⑧喷粉搅拌的均均匀性。应有有水泥自动计计量装置，随随时指示喷粉粉过程中的各各项参数，包包括压力、喷喷粉速度和喷喷粉量等。⑨喷粉到距地面面1—2m时，应无大大量粉末飞扬扬，通常需适适当减小压力力，在孔口加加防护罩。⑩对基坑开挖工工程中的侧向向围护桩，相相邻桩体要搭搭接施工，施施工应连续，其其施工间歇时时间不宜超过过8～10h。2.5.2粉喷喷桩质量检测测的HYPERLINK"/"内容粉喷桩处理软基基，其最终质质量控制参数数是保证复合合地基的整体体承载力，为为此粉喷桩检检测包括两方方面内容：①桩的测量放样样检测，即在在成桩后7dd左右，通过过检测桩位、桩桩数、桩间距距来检查桩的的放样情况；；②桩体本身质量量的检测，其其中包括桩身身的完整性、桩桩身外形尺寸寸(桩身截面，有有效桩长等))、桩身的连连续性、均匀匀性、强度、密密实度、单桩桩承载力等，其其中最主要的的控制参数为为单桩承载力力。桩身强度度是以90dd龄期为其强强度标准值，但但在实际工程程中往往由于于工期紧等多多种因素影响响而难以等到到90d，一般般取28d左右龄龄期，特殊情情况下也有以以更短龄期对对桩身测试后后推算至900d龄期强度度。据水泥粉喷桩处处理软土地基基的控制参数数及检测内容容，检测水泥泥粉喷桩施工工质量常用的的检测方法有有目测法、截截取桩段试压压法、轻便动动力触探法、静静力触探法、钻钻孔取芯法、应应力波反射法法、水电效应应法和静载试试验法等8种。2.5.3粉喷喷桩质量检测测的方法1目测法成桩7d后，开开挖0.5～1.0m深基基坑，测量桩桩位、桩间距距，检查桩数数，不符合设设计要求时应应补桩或采取取其它的有效效措施；符合合要求再检查查桩身成形情情况，通过目目测群桩桩顶顶是否平齐，桩桩体是否圆匀匀，有无缩颈颈和凹陷现象象，桩身有无无水泥结块或或夹泥层，颜颜色深浅是否否一致，并用用手感知桩身身松散或硬结结程度，来判判断桩身水泥泥土的搅拌均均匀程度，对对于墙式搭接接桩还可通过过目测检查桩桩头部分桩间间的搭接情况况。目测法是最常用用、最基本也也是最简便的的检测方法，主主要根据眼观观、手摸等感感觉，检查00.5～2.0m桩头头质量的大致致情况，不能能反映有效桩桩长、桩身的的状态信息，不不能对桩身质质量下完整结结论。2截取桩段试试压法在成桩一定龄期期后(一般不少于于10d)，在在现场开挖出出的桩体上部部、桩顶以下下连续截取长长度等于桩径径的三段桩体体，上下截面面用水泥砂浆浆整平，装入入压力架后用用压力机试压压，可测得桩桩身的抗压强强度和变形模模量，同时也也可以在桩段段抗压破坏时时进一步观察察桩体喷粉搅搅拌的均匀性性。该方法测测试出的数据据直接可靠，既既可积累室内内强度与现场场强度之间的的数据关系，又又可避免桩体体横断面方向向上强度不均均匀的影响。但但该方法的缺缺点是挖桩深深度过大，试试验根数不能能太多，而且且该方法需要要特制的夹板板，对试验机机精度也有一一定的要求。同同时在压前必必须将上下面面修水平，否否则在施压时时很容易出现现偏心受压，产产生较大的试试验误差。3轻便动力触触探法一般是在成桩77d内，使用用轻便触探器器取桩身水泥泥土样，通过过观察水泥土土样的颜色是是否一致、有有无结块水泥泥或未拌匀的的土团来检查查喷粉桩搅拌拌均匀程度，同同时根据触探探击数(N10)来判断桩身身强度，对NN10贯入10cmm击数不能少少于10击，少于于10击或者每每击大于100mm的区段段直接可认为为所检查段不不符合要求，应应进行处理。行行业标准《软软土地基深层层搅拌加固法法技术规程》(YBJ225-91)提出轻便触探击数(N10)与7d龄期水泥土强度有关。使用轻便动力触触探法检测粉粉喷桩时应注注意：①探测深度不能能超过4m；②触探点不能在在桩中心位置置，以避开桩桩中心水泥含含量少、强度度低的喷灰搅搅拌盲区，使使触探具有代代表性，一般般定在距桩中中心2/5桩径处处；③触探时触探仪仪的穿心杆一一定要保持垂垂直。4静力触探法法静力触探法是在在成桩近期内内，通过在桩桩身及桩周土土的不同深度度进行静力触触探试验，画画出桩身及原原始地基的触触探P-S曲线。对对比两者的PP-S曲线形形态即可直观观地反映出水水泥土搅拌桩桩桩身的均匀匀性，并根据据桩身的P--S值提高程程度来HYPERLINK"/"分析桩身强度度。这种方法法宜在成桩后后近期内进行行，否则随着着龄期的增长长、桩身强度度的提高使实实施难度加大大。该方法有有直观、快速速的特点，但但无论HYPERLINK"/"理论上还是实实践上还需要要作深入探讨讨，对测试设设备也须作进进一步改进和和完善。因此此，有关水泥泥搅拌桩的各各种国家规范范中都没有将将该法列为水水泥搅拌桩的的质量检测方方法。4钻孔取芯法法钻孔取芯法是在成桩一定龄期后后通过钻孔取取芯来检查桩桩长、桩各部部位的水泥含含量、桩身水水泥土的喷粉粉、搅拌均匀匀程度及桩身身抗压强度的的变化情况，同同时在取芯过过程中可以进进行标准贯入入试验。通过观察钻孔取取出芯样来判判断粉喷桩桩桩身各部位搅搅拌的均匀性性及状态；通通过对芯样进进行水泥滴定定试验来检查查桩身各段的的水泥含量情情况；通过对对桩身各段水水泥土原状土土样的室内无无侧限抗压强强度试验及取取芯过程各段段配合用的标标准贯入试验验的标贯击数数，可以可靠靠准确地判定定桩身各段的的桩身强度，同同时也可测定定出桩身土样样的变形指标标；通过在取取芯过程中水水泥土样的变变化情况，可可判定桩体的的连续性并可可确定桩长。钻孔取芯法是检检测水泥粉喷喷桩直观、可可靠、有效的的方法，但由由于粉喷桩横横断面方向有有搅拌轴部位位的喷灰盲区区、水泥土强强度不是很高高且桩体千层层饼状的特点点，因此在采采用钻孔取芯芯法做单桩试试验时应特别别注意：(1)孔位应避避开喷灰盲区区，宜定在离离桩中心2//5桩径处；；(2)在整个钻钻进取芯过程程中，钻杆必必须始终保持持规定的垂直直精度；(3)在原状水水泥土取样过过程中注意尽尽量避免对水水泥土样的扰扰动，特别小小心试样破碎碎。钻孔取芯法不仅仅可通过垂直直取芯测试单单桩情况，也也可通过斜杆杆取芯检查用用于防水、支支护、围堰等等工程的墙式式桩、格栅桩桩等搭接粉喷喷桩桩间的搭搭接情况。5应力波反射射法在一定龄期后水水泥粉喷桩具具有介于弹性性体至散体之之间的力学性性质，但对于于桩周土(软粘土、淤淤泥等)来说，在施施加较小外力力的情况下，可可视为弹性体体。由于水泥泥粉喷桩在形形态上其长度度远大于桩径径，因此可将将桩视为一维维弹性杆件，同同时桩身的强强度达到一定定程度时其阻阻抗明显大于于桩周土及桩桩底阻抗，这这符合应力波波反射动测的的理论假设，应应力波反射法法是以弹性体体内的应力波波传播理论为为依据，在桩桩顶中心用尼尼龙棒等垂直直施加一冲击击力，使桩质质点受迫振动动并产生弹性性波，沿桩身身向下传播。当当桩身存在松松散、夹泥、搅搅拌不均匀等等缺陷时会造造成密度、截截面或波速变变化，这必然然引起波阻抗抗的差异，从从而产生波的的反射和叠加加。该振动信信号被置于桩桩顶的加速度度传感器接收收，传至桩身身完整性检测测仪，经检测测仪将采集到到的信号进行行放大、滤波波处理和初步步分析，数据据采集结束后后再用专门软软件在HYPERLINK"/pc/"计算机上作详详细分析，综综合时域曲线线和频谱图形形，评价桩身身质量(即桩身的完完整性、搅拌拌的均匀性、连连续性等和桩桩身水泥土抗抗压强度)。应力波反射法测测水泥粉喷桩桩较简捷方便便，且节约工工期，较适用用于大数量粉粉喷桩普查与与评价分析。但但使用该方法法检测和分析析时要注意：：①测试时桩的龄龄期不宜太短短，一般至少少要28d，否则则因桩身强度度太低使桩身身与桩周土波波阻抗差异不不大，无法测测得反映桩身身实际施工质质量的理想波波形曲线。②在对测试出的的曲线结果进进行分析时，不不能象刚性桩桩那样把各种种缺陷(如断桩、短短桩、离析、夹夹泥等)仔细确定。在在实测曲线上上，波沿桩身身传播出现有有界面反射但但不能仔细确确定时，一般般可以判定为为搅拌不均匀匀。6水电效应法法水电效应法也叫叫电火花振动动测桩法，它它的基本原理理是利用在桩桩顶水中高压压放电，激起起水体瞬间热热膨胀产生的的巨大脉冲力力来激励桩的的振动，而桩桩质量的好坏坏可用瞬态激激励所得到的的桩～土系统统的频响函数数来识别。水电效应法的测测试系统整体体上来讲由激激振装置、信信号接收、记记录装置及信信息处理装置置等三大部分分组成。水电效应法的测测试过程由以以下几部分组组成：①现场准备。包包括桩头处理理、安装水管管、管内注水水、安装高压压电极及传感感器②仪器调试。包包括振源调试试和传感器、二二次仪表调试试。③正式试验，记记录好振动响响应信号。④信号数据数字字化处理并进进行分析计算算，对桩的完完整性进行判判断并计算承承载力，然后后得出结论。水电效应法既可可方便地测出出桩身的完整整性，同时也也可快捷地推推算出单桩或或复合地基的的承载力，是是检测粉喷桩桩特别快捷、有有效的一种方方法，如西宝宝高速公路的的部分粉喷桩桩就是利用该该方法检测的的，但目前该该方法在国内内粉喷桩测试试中尚未广泛泛使用。7静载试验法法由于粉喷桩最终终的控制参数数是复合地基基的整体承载载力，静载试试验法是在桩桩体达到一定定龄期后，对对单桩或复合合地基通过具具有一定刚度度的压板加载载来测试地基基承载力的HYPERLINK"/"方方法，是最能能贴近地基受受力的实际情情况，最能准准确、直接测测出单桩或复复合地基承载载力的最标准准的方法，包包括单桩静载载试验和复合合地基静载试试验。其试验验要点如下：：(1)对于单桩桩静载试验，压压板直径应与与桩径相等。对对于复合地基基静载试验，压压板尺寸按面面积置换率确确定。压板中中心必须与试试验面中心重重合，压板下下须用10mmm厚的粗砂砂垫平。(2)试验荷载载应按等量分分级施加，加加载等级可分分为8～12级。对于于工程桩总加加载量接近或或等于但不得得超过设计值值的1.5倍，对对于试桩总加加载量不宜少少于设计值的的两倍，加载载方式常用堆堆载法或锚桩桩作反力支承承法等，宁波波大学发明的的水箱法大气气压反力桩基基静载试验装装置等都是较较方便实用的的加载方法。(3)测读沉降降的间隔时间间及稳定标准准。根据沉降降稳定标准的的不同，分慢慢速法和快速速法。在工程桩上进行行的单桩静载载试验可采用用快速法，快快速法观测沉沉降的间隔时时间为5、10、15、15、15minn，加载满1hh即施加下一一级荷载。在试验桩上进行行的静载试验验和在工程上上进行的复合合地基载荷试试验宜采用慢慢速法，慢速速法观测的间间隔为10、10、10、15、15minn，以后每隔隔0.5h读一一次沉降，当当加载量尚未未超过设计要要求值时，11h内沉降增增量小于0..1mm才可可加下一级荷荷载；当加载载量大于设计计要求值以后后，1h内沉降增增量小于0..2mm即可可加下一级荷荷载。(4)当出现下下列情况之一一时可终止试试验，确定极极限承载力：：①承压板周围的的土明显地侧侧向挤出或压压板周围出现现明显的裂缝缝；②沉降S骤增大大，荷载与沉沉降(Q～S)曲线出现现陡降段；③累计的沉降量量已大于压板板宽度B或直径D的10%；④总加载量已达达到预定的要要求；⑤对于慢速法，在在某一级荷载载下，24hh内沉降速率率不能达到稳稳定标准。当出现终止加载载条件1、5两种情况时时，极限承载载力取该级荷荷载的前一级级荷载；当出出现终止加荷荷条件第2种情况时，极极限承载力取取相应于陡降降段的起点即即第二拐点的的荷载值。(5)卸载观测测。每级卸载载为加载的两两倍，如为奇奇数，第一级级可分3倍。每级卸卸载后，隔115min测测读一次；读读两次后，隔隔0.5h再读读一次，即可可卸下一级荷荷载。全部荷荷载卸完后，当当测读到0..5h回弹量量小于0.11mm即认为为稳定。(6)地基承载载力的确定：：对于单桩当极限限承载力能确确定时，取极极限承载力的的1/2；未能能确定极限承承载力时，可可取S/D==0.01～～0.0122所对应的荷荷载值。对于复合地基：：a)当Q-S曲曲线上有明显显的比例界限限时，可取该该比例界限所所对应的荷载载；b)当极限承载载力能确定时时，取极限承承载力的一半半，并与按比比例界限所对对应的荷载相相比，取两者者中的小值；；c)如总加载量量已为设计要要求值的两倍倍以上，取总总加载量的一一半；d)按相对变形形确定。根据据设计对沉降降的要求和桩桩端土层的软软硬，可取SS/D=0..004～0.0100所对应的荷荷载值。静载试验法是在在现场直接通通过加载检测测单桩及复合合地基承载力力的方法，最最接近单桩或或复合地基在在工程实际中中的受力状况况，用该法检检测的结果最最能反映单桩桩和复合地基基的实际承载载力，但静载载试验法得到到的是维持荷荷载作用下，最最薄弱破坏模模式相应的桩桩土体系丧失失承载刚度的的外荷，尽管管它能全面获获得承载刚度度的变化情况况，描述最弱弱的破坏模式式，并得到与与之相应的承承载力，但它它不能提供桩桩身质量的完完整性、均匀匀性、连续性性的完整信息息，更不能定定量定位，加加之水泥粉喷喷桩具有桩体体压碎破坏发发生在浅层的的特点，也就就不能对粉喷喷桩的施工质质量作出全面面的评价。仅仅对承载力有有怀疑的单桩桩或复合地基基而言，HYPERLINK"/"目前前静载试试验验法是最权威威的检测方法法，但要对粉粉喷桩的施工工质量作出全全面评价，还还须用其它的的检测方法与与之配合和补补充。尽管水泥粉喷桩桩的检测方法法已有这么多多种，但每一一种检测方法法都有其局限限性，没有一一种方法是对对桩身质量的的全面评价。在在没有一种更更完美方法的的情况下，为为了保证水泥泥粉喷桩的桩桩身质量，确确保软基处理理的成功，应应根据经粉喷喷桩复合地基基处理工程的的重要性、复复杂程度及所所具有的检测测仪器设备的的实际条件与与现场的实际际情况，从中中选择合理、可可靠、有效的的检测方法。可可以用一种，也也可以用多种种方法联合检检测，如常用用组合有：用用应力波反射射法普查，用用静载试验法法对个别单桩桩或复合地基基的承载力进进行检验，还还有用钻孔取取芯法与动力力触探法标准准贯入试验配配合进行等等等。3.粉喷桩质量量控制措施在以往的工程实实践中，粉喷喷桩处理软土土地基施工中中常存在如下下一些问题：：施工单位偷偷工减料，水水泥用量难控控制；均匀性性差、强度低低；沉降得不不到有效减少少，达不到设设计意图；甚甚至还有沉降降量反而增大大了等，影响响了加固效果果。因此，在在施工过程中中监理人员采采取何种科学学有效的质量量控制措施，确确保粉喷桩处处理软基的加加固效果，成成了需要克服服的难题。3.1粉喷桩施施工前质量控控制措施3.1.1加强强对施工机械械设备的检验验①每台桩机必须须配置可以控控制桩身每米米喷粉量的记记录器，且记记录器上的任任何一个可操操作的按钮和和开关不得用用于设定或操操作时间、深深度、喷粉重重量、桩位编编号、复搅深深度、复搅次次数等参数，防防止伪造施工工记录。②桩机上的气压压表、转速表表、电流表、电电子称必须经经过标定，不不合格的仪表表必须更换。③每台桩机钻架架相互垂直两两面上分别设设置两个0..5Kg重的的吊线锤，并并画上垂直线线。④在每台桩机的的钻架上画上上钻进刻度线线，标写醒目目的深度。⑤钻头直径的磨磨损量不得大大于1cm。3.1.2加强强对原材料的的检验①粉喷桩水泥一一般选用3225或425的普通通硅酸盐水泥泥或矿渣水泥泥。施工中所所用的水泥的的品种和标号号应符合设计计要求。对购购进水泥，采采用承包人自自检和监理抽抽检的方式进进行复核验证证，满足规范范的要求，必必须具有厂家家保质单位和和出厂试验报报告并经监理理工程师查验验，并尽量不不采用那些产产量小、质量量不稳定的小小水泥厂生产产的水泥。水水泥入罐时应应经筛网过筛筛，最大粒径径不超过5mmm，不得含含有纸屑、塑塑料布、垃圾圾等杂物。监监理试验室也也应随机分批批对所使用的的水泥材料进进行抽验，确确保水泥材料料质量。②水泥的堆放应应该符合防雨雨、防潮的要要求，严禁使使用过期、受受潮、结块、变变质的水泥。3.1.3测量量放样的控制制①为保证水泥粉粉喷桩加固软软土工程质量量，要严格按按设计要求布布点定位。因因此，应将施施工场地事先先予以整平，清清除障碍物。监监理工程师应应会同施工单单位对工程导导线点水准点点进行复测，在在满足设计文文件精度后，办办理现场交桩桩手续。施工工单位根据控控制点及水准准点按方格网网平差放样，用用钢尺量距。按按要求控制定定位偏差，并并填写放样报报验单，提交交监理工程师师审核批准。监监理工程师应应进行复测检检查，确保放放样准确。②施工单位应派派专人做好工工程控制桩、水水准点及放样样测量记录并并对施工所测测放的轴线及及桩位布置点点加以妥善保保护以便后用用。3.1.4施工工前进行室内内配比试验①在施工前，取取含水量较大大的地点取样样进行室内配配比试验，测测定软土的天天然含水量、孔孔隙比、液塑塑限、有机质质含量、PHH值和不同掺掺入量水泥土土各龄期的无无侧限抗压强强度，以检验验粉喷桩加固固该种软土的的适用性和设设计掺灰量下下的桩身强度度能否达到设设计要求。②在试验过程中中，监理人员员应进行全过过程旁站监督督或进行平行行试验，以保保证试验结果果准确可靠。3.1.5施工工前必须进行行工艺试桩不同地段具有不不同的地质条条件，为了克克服盲目性，确确保粉喷桩加加固地基收到到预期的效果果，在粉喷桩桩施工前必须须进行工艺试试桩，试桩数数量不少于55根。试桩的的目的是：①提供满足设计计喷粉量的各各种操作参数数。如管道压压力、灰罐压压力、钻机提提升速度、钻钻进速度、搅搅拌速度等。②验证搅拌均均匀程度及成成桩直径。③确定该地质质条件下，符符合质量要求求的合理掺灰灰量。④确定该地质条条件下，合理理的工艺流程程。⑤确定进入持力力层的判别方方法。3.2粉喷桩施施工过程中的的质量控制措措施粉喷桩施工过程程中，监理人人员重点要控控制好三个重重要施工环节节和日水泥用用量、日进度度两个指标。3.2.1三个个重要施工环环节的质量控控制措施1桩长按进入入持力层控制制根据本项目“粉粉体喷射搅拌拌桩加固桥头头软基试验研研究”科研项目成成果，与塑料料排水板处理理方案相比，采采用粉喷桩处处理沉降量要要减小25%%~49%，沉沉降的分布亦亦有明显的改改变，在桩身身范围内的沉沉降量减小很很多，而桩尖尖以下的软土土沉降量有所所增大。在桩桩长11m范围内内的沉降量与与桩尖以下沉沉降量的比值值达1：1.5。而且且由于大部分分荷载由桩体体承受，所以以桩周土中孔孔隙压力较低低，而桩尖以以下土体中的的孔隙压力较较大，而且很很难消散，因因此，粉喷桩桩宜尽量打至至持力层上（一一般控制为qqc=8000kpa），并并且进入持力力层50cmm左右。在施施工过程中，桩桩底设计标高高往往与持力力层并不一致致，施工单位位容易出现桩桩长以设计标标高控制的现现象，如在桩桩尖下尚留几几米软土，根根据科研成果果，则会有较较大的工后沉沉降量，由于于排水不畅，预预压很长时间间也很难稳定定。故粉喷桩桩实际施工桩桩长应按进入入持力层控制制。判别是否否进入持力层层的方法可由由钻机钻到最最深时的下钻钻速度和电流流表的读数来来判定，这两两个参数是在在工艺试桩时时由监理确定定，一般是下下钻速度0..5米/分，电流值值是额定电流流值的1255%以上。2粉体计量控控制粉喷桩的质量好好坏与水泥掺掺入量的多少少及喷粉的均均匀性有直接接的关系，因因此，如何来来计量粉体是是控制的关键键。目前一般般较为常用的的是电子称重重法与钻机深深度相结合的的计量装置，它它能在记录上上反映深度、相相对应每延米米的喷粉量、总总灰量等。粉粉体计量控制制主要应注意意以下两点：：①要保证喷粉的的均匀性，关关键是掌握好好钻头的提升升速度。因水水泥喷入为人人工控制，必必须避免出现现为满足每米米喷粉量的要要求，施工人人员根据记录录器显示凑数数字，而认为为导致的喷粉粉不均匀现象象。对于直径径一定的粉喷喷桩来说，粉粉体发送器单单位时间内水水泥的喷出量量Q与搅拌轴提提升速度可由由下式来确定定：Q=π/4.DD2.R.SS.V⑴其中：D：钻头头直径（m）；R：软土的容容重（t/mm3）；S：水泥掺入入比；V：钻头提升升速度（m//min）②从开始喷灰灰到钻头处出出灰有一定时时间，钻机钻钻至桩底后，必必须预喷停留留一段时间，方方可提钻。停停留时间由管管道长度等确确定。喷灰时时，水泥在管管道内的输送送速度大约为为1m/s，如如管道长400米，钻至桩桩底后即喷粉粉提钻，则桩桩底实际少灰灰长度接近11米，反而搅搅动破坏了桩桩底原状软土土，使沉降量量加大。3复搅控制水泥与土搅拌均均匀程度是关关系到粉喷桩桩桩体强度的的关键因素。大大量的施工实实践已充分证证明粉喷桩搅搅与不复搅的的质量相差甚甚大。钻头喷喷出的粉体往往往呈脉冲状状，若不充分分搅拌，粉体体在桩中呈现现层状，形成成一种“夹生”，这样的桩桩即使水泥掺掺入量再多也也没有强度。复复搅的作用在在于通过充分分的搅拌使粉粉体与土及水水得到比较完完全的接触与与作用，促使使桩体的形成成。为了确保保搅拌的均匀匀性，施工时时要严格掌握握好钻机提升升速度、搅拌拌叶旋转速度度等，并应尽尽量采用全桩桩复搅以保证证质量。当桩桩长较长、土土体天然含水水量较高、粘粘性重时，应应采用“二喷二搅”的施工工艺艺，即：钻进进—钻至桩底后后慢档提升、喷喷灰、搅拌至至停灰面—钻进、复搅搅复喷至桩底底—提升、搅拌拌至停灰面—移位。防止出出现“沉桩”现象。3.2.2日水水泥用量与日日进度指标的的质量控制措措施①现场监理应全全过程旁站，旁旁站过程中，应应随时抽查钻钻机的水平度度和垂直度、钻钻进深度、喷喷灰深度、停停灰标高、复复搅深度、喷喷灰的管道压压力、灰罐内内的水泥加入入量、剩余水水泥量等，并并作好相应检检查记录。②现场监理应及及时收取记录录器打印记录录，并校核时时间、桩号的的连续性等，防防止出现弄虚虚作假现象。每每日施工结束束后，所有打打印记录应由由现场监理检检查合格后签签字认可。③现场监理应在在每日施工结结束后对施工工现场水泥用用量和记录器器打印记录中中的水泥用量量加以统计、对对比，并记录录在当天的监监理日志中。当当两者误差大大于5%时，必须须查明原因后后方可在打印印记录上签字字认可或采取取补桩等处理理措施。④现场监理应核核对前后左右右的桩的深度度和成桩时间间，如果深度度相差较大或或相同深度的的桩成桩时间间相差很大，则则认为存在搅搅拌不匀或弄弄虚作假，并并应采取补桩桩处理。⑤现场监理应根根据钻杆的提提升速度、每每台桩机的日日工作数等，确确定每日完成成延米数和每每根桩的施工工时间。如果果某台桩机完完成的延米数数超过规定值值较多或某根根桩记录器打打印记录显示示时间少于规规定值较多，则则认为存在搅搅拌不匀或弄弄虚作假，并并应采取补桩桩处理。3.3粉喷桩完完工后的质量量控制措施粉喷桩施工完成成后，应按规规定频率进行行取芯、无侧侧限抗压强度度、单桩及复复合地基承载载力试验。检检测时，现场场监理应全过过程旁站，对对取芯、单桩桩及复合地基基承载力试验验的桩，应由由监理工程师师指定。对检检测发现的问问题，如未穿穿透软土层、部部分断灰、喷喷灰不均匀、强强度不足等，应应严格进行加加密、补桩等等处理。取芯时，取芯位位置应取在桩桩径1/2处，而而不应取在桩桩中心处，因因粉喷桩桩体体中心是钻杆杆占据的空间间，成桩后中中心部位强度度较低，易造造成桩体强度度偏小的假象象；钻孔取芯芯时要注意保保持钻机平衡衡，避免因钻钻杆倾斜而造造成斜孔，导导致取芯失败败；取芯长度度应比桩长长长50cm左右右，以检验桩桩底土性状。在粉喷桩检测方方法中，应以以取芯试验为为主，通过该该方法，可以以直观地掌握握整个桩体的的完整性、搅搅拌的均匀程程度、桩体垂垂直度、桩长长、是否达到到持力层、含含灰量的多少少等。4.粉喷桩在地地基处理中的的应用4.1概述三灵高速公路NNo.7B标段，位于于河南省境内内灵宝市豫灵灵镇北部的黄黄河岸边，全全长5.9km，设计路面面宽度为24.5m，设计时速100km／h，设计荷载载汽车—超20级，挂车—120级。4.1.1工程程地质本标段属黄河及及其支流的河河谷漫滩及低低阶地孔隙潜潜水发育区，水水量丰富，水水位埋深1.0～10.0m，据河南省省地矿厅资料料，水质属HCO3～CaMg型水，对混混凝土无侵蚀蚀性，其中K201＋420～K202＋947段处于河谷谷漫滩地，属属软土地基，软软土路段一般般地质分层(由上而下)为：①低液限粘土：：灰黄色，厚厚度小于1～1.5m，呈硬塑状状，为硬壳层层且有湿陷性性，地下水位位埋深多小于于2.1m，容许承载载力［α］＝80～120KPPa，极限摩阻阻力τ0＝30KPPa。②灰黑色淤泥：：流塑一般厚厚度4～6m，含水量49.6％～92.1％，［δ0］＝60KPa，［δ0］＝25KPa，孔隙比e＝0.396～0.688，压缩系数数：0.11～0.19((Mpa)，内摩擦角4°，快剪凝聚聚力：13KPa。③砂砾石：中密密，含水量饱饱和，允许承承载力280KPPa，极限摩阻阻力140KPPa。4.1.2方案案比选①采用塑料排板板及铺砂砾垫垫层的排水固固结方案，经经做试验观测测，承载力达达不到设计要要求，沉降量量大。②采用土工布及及铺砂垫层，经经做试验观测测，承载力达达不到设计要要求，且沉降降量较大。③选用粉喷桩固固结处理，桩桩尖坐在砂砾砾石层上，经经试验观测，承承载力大于340KPPa，沉降量较较小，且经济济，施工速度度快。4.1.3水泥泥粉喷桩的设设计要求①桩径：50mmm。②桩长：要求打打穿淤泥层，在在砂砾石层上上，一般5～7.5m。③桩距：1.55m×1.33m(排距)，等腰三角角形布置；桥桥头20m内及涵洞基基础：1.5m××0.75mm(排距)。水泥掺入入量：桩喷粉粉量71kg／m(4255#普通硅酸盐盐水泥，掺入入比18％)。④桩身强度：990d龄期无侧限限抗压强度1900KKPa，复合地基基承载力：280KPPa.4.2粉喷桩施施工粉喷桩处理软土土是通过专门门的机械将粉粉体水泥喷出出后在地基深深处就地与软软土强制搅拌拌，利用水泥泥和软土之间间所发生的一一系列物理化化学反应，在在原地基中形形成强度、刚刚度较大的桩桩体，同时也也使桩周土体体性质得到改改善，桩体与与桩间土形成成复合地基共共同承担外荷荷载。桩体的强度及支支承桩体的地地层承载力，要要求桩长打穿穿淤泥层，桩桩尖坐在砂砾砾层上，且桩桩身强度达到到设计要求。影影响桩身强度度的主要因素素：①水泥渗入比：：水泥粉喷桩桩的强度随水水泥掺入比的的增大而增大大；②龄期：桩身强强度随龄期增增大而增大，三三个月龄期强强度作为标准准强度，28d强度作为标标准强度的60％～75％；③土样含水量：：当掺入比相相同，桩身强强度随着土样样含水量降低低而增大，试试验表明：每每米掺入71kg水泥时，土土样含量从92.1％降低到25％，桩身强强度从580KPPa增加到2600KKPa；④搅拌的均匀性性：水泥和软软土之间强制制搅拌越均匀匀，桩身强度度也越高。4.2.1施工工工艺基于以上认识，在在粉喷桩施工工中，必须抓抓以下施工环环节：按设计桩距，排排距测量放样样，施工工序序如下：①钻机就位：吊吊钻机对准位位后，使钻杆杆垂直，倾斜斜度小于1％，桩位偏偏差小于5cm。②钻进：启动钻钻机，钻头边边旋转边钻进进、(喷入压缩空空气而不喷入入粉体)边搅拌。③停钻：当钻进进到达设计标标高后停钻。④提升：启动钻钻机，钻头是是反向边旋转转边提升，同同时通过粉体体发送器将水水泥喷入土中中，使土体与与粉体进行拌拌和。⑤停喷：当钻头头升至距原地地面50cm时停止喷料料。⑥复拌：重复搅搅拌至桩长三三分之一提升升钻头，搅拌拌至第一次停停喷的位置，成成桩结束。4.2.2粉喷喷桩的质量控控制粉喷桩处理软基基属隐蔽工程程，且通常是是昼夜连续施施工。为了在在施工过程中中加强对施工工工艺、水泥泥用量、桩长长、施工速度度的控制，我我们专门派两两名施工员，同同时有两名监监理工程师旁旁站监督，由由监理工程师师逐桩签字，做做到每桩都有有完整的记录录，主要监理理内容为：①检查桩距、桩桩位是否符合合设计要求。②逐桩控制喷粉粉量：根据桩桩长，按71kg／m喷粉量进行行喷粉，水泥泥先送入罐内内，然后通过过自动计量电电子称控制每每米喷粉量，电电子称屏幕上上可以显示每每米喷粉量。③桩长控制。根根据设计桩长长及试验桩确确定的长度，在在钻杆上标明明桩长，并根根据钻进时桩桩机的负载电电流数据突变变，直至桩杆杆不再进尺(表明桩尖已已座在砂砾石石层上)，现场丈量量，测定实际际桩长。④施工单位对成成桩单位负完完全责任。我我们明确规定定对成桩按5％随机进行行质量检测，对对不合格的桩桩责令其自费费加桩进行返返工，并对有有关责任人进进行经济处罚罚，这一措施施促使施工单单位自觉把关关，不敢偷工工减料以确保保质量。4.2.3粉喷喷的质量检验验为了确保工程质质量，粉喷桩桩施工满足龄龄期要求后，我我们采取如下下检验方法验验收桩体的质质量。1钻芯取样本工程采取对于于28天龄期进行行桩体任一部部位钻芯取样样来验收桩体体的强度，即即达到90天龄期的75％以上(大于1.9×775％＝1.43MMPa)，抽样频率率为5％。Ⅰ组(取2／33桩体处)Ⅱ组(取1／33桩体处)2低应变动态态质量检测本检测办法的主主要内容就是是对桩的完整整程度的检测测与诊断，即即判定桩身是是否完好，喷喷粉是否均匀匀等等，最终终给定综合判判定结果。3检测方法原原理桩基无损动态检检测是根据弹弹性波理论，当当施工于地下下的粉喷达到到一定强度后后，且桩长L远大于桩径D时，在理论论上可将桩身身视为一维弹弹性杆件体，当当在桩顶施加加一激励信号号F(t)时其激发的的弹性波将沿沿桩身(纵向)向下传播，传传播过程满足足波动方程式式中V0为桩体弹性性纵波速度。由于桩端和持力力层之间存在在一明显的波波阻抗界面，弹弹性波传播至至桩底将产生生反射，并被被布置于桩顶顶的拾振器接接收。若粉喷喷桩体均匀、完完整、规则，则则只存在桩底底一个波阻抗抗界面，这样样反映在时间间域波形上的的能量集中，波波形圆滑，桩桩底反射时间间(t)清晰，则纵纵波速度：V0＝2×L／／t式中L为桩长，t为反射波初初至。若桩身存在喷粉粉不均匀、断断裂、夹泥、断断桩等缺陷，都都易形成波的的置前反射，因因此，在弹性性波的传播过过程中，能量量分散，反映映在时间域波波形上则多个个波组迭加的的复合波形，且且缺陷深度［［L1、L2……］满足：L1＝1／2××V0×t11L2＝1／2××V0×t22根据弹性波理论论，通过实测测的桩身时间间域波形，经经室内计算机机对资料的处处理，即可对对桩的完整性性及施工质量量进行全面评评价。4现场检测布布置及仪器设设备质量检测是利用用单质点反射射法，将拾振振器耦合于桩桩顶，用小锤锤激发，使之之产生一激励励信号作用于于桩顶，通过过拾振器接收收弹性波沿桩桩反射的全过过程，送至数数据采集库采采集，计算机机存储、分析析、计算。本本次检测工作作使用中国科科学院岩土力力学所制的RSM－2FD型工程检测测仪。5资料分析与与结果根据现场测试的的原始记录，本本工区低应变变曲线波形较较为完整，经经室内分析计计算，现根据据桩身的完整整程度分类描描述如下：a)完好桩：桩桩身连续性好好，桩身规则则，喷粉均匀匀，无缺陷存存在。反映在在时域波形上上规则、圆滑滑、无异常信信息迭加，桩桩底反射信号号清晰。见桩桩原始记录所所示。该工程共测试桩桩2800根，其中完完好桩共2510根，占抽测测总桩数的90％。检测桩桩长介于7.2～8.0m之间。(b)一般桩：：桩身连续性性尚好，但存存在有桩头破破损，桩头强强度偏低，局局部喷粉不均均等。反映在在时域波形上上：曲线基本本规则，局部部有轻微异常常信息迭加，桩桩底反射信号号基本清晰。通通过对该工程程抽检的2800根桩中，一一般桩共有290根，基本上上全部表现为为桩头的局部部破损和浅部部的喷粉不均均匀现象，占占抽检总桩数数10%。检测桩长长介于7.2～8.0m之间。4.2.4复合合地基静载荷荷试验采用接近于复合合地基实际工工作条件的试试验方法，依依据《建筑地地基处理技术术规范》(JGJ779－91)，测定复合合地基的轴向向承载力，为为设计提供基基础设计的校校核依据，确确保工程质量量和复合地的的使用安全。1试验装置采用“堆载法”，即采用平平行放置的横横梁(钢梁)作为堆载平平台，平台由由试验基坑周周围的土层支支撑，平台上上堆放的配重重块(钢锭)通过平台下下的主梁—测力传感器—千斤顶—压板，把垂垂直荷载用力力施加到压板板面积之上。2试验设备试验采用JCQQ－503型静力载荷荷测试仪，配配以700KN液压千斤顶顶，由DYB－1A电动高压油油泵供油，压压力测量采用用GYL－2A－2KN测力传感器器，沉降观测测采用中国航航空精密机械械研究所生产产的电子数显显位移传感器器(量程50mm，分辨率0.01mmm)。压板面积1.0×11.0m2。以上设备备调试安装完完毕即可进行行桩基静荷载载的自动测试试、自动测读读、判稳、自自动补载、自自动记忆、自自动输出打印印等等。3试验方法依据《建筑地基基处理技术规规范》(JGJ779－91)，采用接近近于复合地基基实际工作条条件的试验方方法进行试验验。(A)加荷分级级：依据规范范要求，试验验最大加荷为为设计荷载的的两倍，或达达到地基极限限承载力。根根据规范要求求，加荷分级级如下表所示示：(B)沉降观测测：按《规范范》要求“每加一级荷荷载，在加载载前后各读记记压板沉降一一次，以后每每半小时读记记一次”直至达到相相对稳定后，施施加下一级荷荷载。沉降观观测采用每加加一级荷载，间间隔5、10、15min各读一次，以以后每隔15min测读一次，累累计1h后每隔30min测读一次，直直至达到相对对稳定后施加加下一级荷载载。(C)沉降相对对稳定标准：：每一小时的的沉降观测不不超过0.1mm。认为已达达到相对稳定定，即可加下下一级荷载。(D)终止加载载条件：当出出现如下条件件之一时，即即可终止加载载：a)沉降量急剧剧增大，土被被挤出或压板板周围出现明明显的裂缝。b)累计的沉降降量已大于压压板宽度的10％。c)总加载量已已为设计要求求的两倍。4试验过程试验桩号7－55。于2000年3月5日晚9点开始加压压，每一级60KN，稳定后逐逐级累加，至至第七级420KN，每级稳定定时间短，沉沉降累计19.500mm，未出现沉沉降急剧增大大、土被挤出出或压板周围围出现明显的的裂缝现象，卸卸荷观测，总总回弹量为2.36mmm，残余沉降降量为16.888mm。5资料整理与与分析结果为确定复合地基基的承载力，将将试验资料整整理成“数据汇总表”，并绘制出Q－S曲线、S－lgQ曲线及S－lgt曲线。按《规范》(JJGJ79－91)复合地基承承载力的基本本值确定“深层搅拌或或旋喷桩复合合地基，可取取s／b或s／d＝0.004～0.010所对应的荷荷载(b和d分别为压板板宽度和直径径)”。根据现场测试和和试验的结果果，依据《规规范》(JGJ779－91)复合地基承承载力基本值值的确定原则则，及现场工工程地质条件件，取s／b＝0.00993所对应的荷荷载，其承载载力基本值为为300KN，满足设计计地基承载力力要求。4.3同一桩各各段强度判别别在质量检验方法法上，由于粉粉喷桩承受垂垂直荷载，要要求全桩桩身身连续均匀，不不容许存在低低于设计强度度的桩段，由由于各桩段强强度不同，且且由最弱桩段段决定桩实际际承载力，因因此，应进行行全桩检测，从从实践看，采采用以上三种种相结合的检检测方法较能能准确地、全全面地检验成成桩质量，且且速度快。从检测提供的资资料看，虽然然喷粉量相同同，但由于各各层土质，含含水量不一样样，强度便有有差别。一般般淤泥层，含含砂层水泥搅搅拌易均匀，强强度增加明显显，效果好；；而粘土层粘粘性大，形成成软弱段。同同一根桩，各各桩段中强度度不同，承载载力是由强度度最低的桩段段决定的。所所以，应尽量量在一定的水水泥喷入量下下缩小各桩段段的强度差别别。实际操作作上可根据地地质资料提供供的各层土质质、含水量区区别对待：对对含水量大的的桩段应增加加喷粉量，可可通过减慢喷喷粉时的提升升速度来实现现；对含水量量小含砂量大大的桩段快提提升少喷粉；；对粘土层要要反复多搅拌拌，使其喷粉粉搅拌均匀。这这样，可有效效缩小各桩段段的强度差，提提高桩身整体体承载力，减减少浪费。5.粉喷桩在加加固大型水闸闸地基中的应应用5.1概述5.1.1.工工程概况何巷闸是治淮战战略骨干工程程怀洪新河的的进口控制工工程，位于安安徽省怀远县县境内淮北大大堤涡河圈堤堤上，属Ⅰ等1级建筑物，该该闸以分洪为为主，设计分分洪流量2000mm3/s，并兼有蓄蓄水和引水作作用，单孔净净宽8m，共分14孔，闸室为为钢筋砼胸墙墙式结构，底底槛高程15.377m，胸墙底高高程21.377m，闸室高10.5m，顺水流向向长20m，闸室上游游采用半径为为20m的圆弧型翼翼墙，下游采采用缓变曲线线型翼墙，翼翼墙挡土高度度10.5m，采用钢筋筋砼格仓式结结构。5.1.2地质质条件工程位于淮河、涡涡河冲积平原原上，揭露的的地层均为淮淮河、涡河的的冲积、淤积积层，具有较较为典型的河河流相冲淤积积地层特征（即即颗粒质结构构大致辞上细细下粗），从从钻探资料所所揭示的地层层来看，闸室室底板以下地地层分布如下下：第一层：灰黄色色淤质重粉质质壤土，淤质质粉质粘土，流流塑～软塑状状，饱和、高高压缩性，含含水量42.8%，干重度12.7KKN/m3，孔隙比1.293，液性指数1.22，天然地基基承载能力70Kpa。层底高程10.6～10.8m，厚约4～4.5m；第二层：黄、棕棕色重粉质壤壤土，粉质粘粘土，硬塑状状，中偏低压压缩性，含水水量22.4%，干重度16.6KKN/m3，孔隙比0.642，液性指数0.27，天然地基基承载能力200Kppa，该层层厚厚约3m，层底高程7.5～8.5m；第三层：：极细砂、细细砂，黄色、中中密状，顶部部约1m厚为砂壤土土，下部夹有有较厚的粉质质壤土透镜体体，本层已揭揭露厚度大于于16m，天然地基基承载能力200Kppa。场地地下水有两两种类型，①①～②层地下水为为潜水，水位位高低主要受受大气降水、河河水位影响，雨雨季稍高，约约18～19.2m；③层以下地下下水具有承压压性，第二层层重粉质壤土土为完整的隔隔水层，据大大范围地质钻钻孔资料分析析，该层含水水与涡河河槽槽不直接连通通，地下水位位主要受潜水水越流补给，地地下水位约17.5~~18.5mm。5.1.3确定定方案何巷闸闸室、岸岸墙及上游翼翼墙均座落于于第一屋淤质质土层上，天天然地基承载载能力仅70Kpa，而它们的的基底压力则则分别达到了了100Kppa、190Kppa和200Kppa，显然需采采取加固措施施。设计中曾曾考虑了钢筋筋砼灌注桩、碎碎石振冲桩和和水泥粉喷桩桩等方案，认认为采用灌注注桩需钻穿第第三层隔水层层，引起该区区域水文地质质条件变化，给给以后的管理理运行带来复复杂的不定因因素；采用碎碎石振冲桩虽虽可解决承载载力问题，但但其抗渗性能能差，易产生生渗透变形，而而本闸防洪期期持水水头差差又较大，水水泥粉喷桩水水仅可以提高高地基承载力力，抗渗性能能好，而且造造价低，只要要严格按设计计要求控制进进尺，喷粉量量，采用全程程复搅使桩身身均匀，同时时解决好桩底底水泥土与下下卧硬土层的的结合问题，该该方案完全可可以满足本闸闸的承载力和和沉降要求。5.1.4设计计计算根据搅拌桩的作作用机理可知知，所形成的的水泥土桩体体与桩周土组组成复合地基基共同承担建建筑物荷载，由由于二者刚度度相差较大，桩桩体与桩间土土如何分担建建筑物荷载是是较为复杂的的问题，目前前，可按下列列经验公式计计算。fsp.k=RRk.m/AAp+β(1-m)ffsk⑵⑵Esp.k=[[1+m(nn-1)]EEsk⑶式中：fsp..k------------复合地基承承载力标准值值(kPPa)fsk-------------桩间土承载载力标准值(kPPa)m-------------桩土置换率率Ap------------水泥土桩体体横截面积(m2)β-------------桩间土承载载力拆减系数数，桩间为硬硬土可取0.1～0.4Rk------------单桩竖向承承载力(KNN)EEsp.k---------复合地基压压缩模量(MPPa)Esk------------桩间土压缩缩模量(MPPa)n---------------桩土应力比比通过计算，闸室室底板、岸墙墙及上游翼墙墙桩土置换率率分别为0.196、0.348和0.40，均采用正正方形布置，桩桩径0.5m，桩距依次次为1.0、0.75和0.70m。考虑到水水闸岸墙及引引堤超载影响响，为减少岸岸墙后引堤超超载引起的后后仰沉降量，岸岸墙后另布置置三排护桩，其其他结构底板板轮廓外布置置一排护桩。5.2施工控制制粉喷桩地基加固固技术成本低低、工效快，曾曾大量运用于于工民建工程程，后因其喷喷粉量、搅拌拌均匀性等不不易控制，一一般重要建筑筑物特别是水水平荷载较大大的水利工程程均不再推荐荐采用，何巷巷闸为大型ⅠⅠ级水闸，如如何保证施工工质量是该闸闸地基加固处处理的关键所所在。5.2.1工艺艺性试桩为保证工程桩的的成桩质量，在在正式实施粉粉喷桩之前，均均应按设计确确定的初步施施工工艺打设设工艺试验桩桩。何巷闸工工程共布置了了10根工艺性试试桩，两根为为一组，分别别以进入硬土土层0.5m和1.0m，半程复搅搅和全程复搅搅。不同的钻钻进速度和提提升速度、喷喷灰时间、钻钻机电流等参参数成桩，试试桩7天内，在搅搅拌桩d/4位置钻孔取取芯，重点观观察桩底与硬硬土层结合面面、桩进入硬硬土层质量、桩桩身的均匀性性，最后确定定了详细的成成桩工艺：①①桩身进入下下卧硬土层0.5m，此时钻机机电流约65A；②钻进和提升升速度不大于于1米/分钟；③成桩采用全全程复搅；④④钻头到桩底底时原地旋转转1分钟，开启启灰罐，再间间隔10秒后，钻杆杆提升。工艺艺性试桩所确确定的参数，为为施工、监理理单位提供了了操作性很强强的量比指标标，为保证工工程质量提供供了可靠的依依据。5.2.2工程程桩施工粉喷桩的质量除除科学的设计计作为保证之之外，关键还还在于施工质质量，何巷闸闸为淮北大