浅谈桥梁加固中粉喷桩施工质量的控制

摘　要：通过对胜利黄河公路大桥粉喷桩的试验检测，结合其施工工艺，初步探讨保证粉 喷桩施工质量的主要措施，以提高地基承载力，达到软基处理的目的。
　　关键词：粉喷桩 施工质量 控制

　　1 工程概况
　　省道231线胜利黄河大桥，是我国第一座双钢箱式斜拉公路 桥，也是东营市第一座横跨黄河的特大桥，该桥位于东营市垦利 县城北黄河一号堤渡口下游200米处，是连接京、津、唐和胶东 两大经济区公路交通的咽喉，1989年，该桥荣获中国建筑业联 合会颁发的“鲁班奖”。该桥引线段位于黄河淤积土和部分淡水鱼 塘中，多为承载力极低的软弱土层，为提高地基承载力缩短预压期，采用粉喷桩对该段进行地基处理。粉喷桩设计桩长分别为9 米、12米、16米，桩间距1.20米，半程复搅，单桩地基承载力为 100kN。

　　2 试验检测综述
　　2001年，山东省东营市公路管理局委托有关桥梁检测单位， 对胜利黄河大桥进行了粉喷桩质量的取芯及静载试验检测工作， 具体检测情况汇总如下:
　　本次取芯检测频率为1%，共计取芯400余棵，5000延米。各桩取芯情况大致相同，总体来 说，复搅部分(0~8米)成型良好，芯样强度1.5~2.5倍于设计强；桩 底1~2.5米段几乎不成型或没有水泥土硬结体，也就是说这一部 分水泥很少或没有，即喷灰量少而不匀，芯样强度不能满足设计 最低值的要求；其余部分成型一般，所得芯样较完整，通过强度 试验知，芯样强度基本满足设计强度最低值的要求。
　　本次检测共计测试桩基承载力30棵，全部被测试桩均能满足100kN的承载力设计要求值。
　　由以上检测情况看，该批粉喷桩存在喷灰不匀，搅拌不均， 强度差别较大，桩身倾斜度较大和桩长略小于设计值等现象。究 根探源，此类现象均与施工质量有直接关联，为了更好地保证粉 喷桩软基处理工程的施工质量，必须由源头抓起，严格控制施工 的各个环节。

　　3 质量控制措施
　　3.1 施工单位 施工机械 材料及人员
　　根据工程的建设规模，首先选定适合于本工程的施工单位， 中标的施工单位必须有相应的施工资质和施工机械，坚决拒绝不 合格的施工队伍和机械进入施工场地，主观上避免不合格工程的 产生。施工使用的材料必须符合公路工程建筑材料的使用标准， 每批材料均须有试验及监理人员认可后方可进入施工场地。

　　3.2 施工工艺控制
　　3.2.1 施工参数
　　施工前根据试验桩总结正常施工时的施工参数。胜利黄河大 桥粉喷桩施工参数确定如下: 桩长 12m
　　钻进速度 <1.0m/min
　　提升速度 <0.8m/min
　　搅拌速度 <0.8m/min
　　喷灰压力 0.3~0.35Mpa
　　施工参数并非一成不变，要根据施工条件和地质情况的改变 做及时的调整。
　　3.2.2 钻机就位
　　钻机进入施工场地前，应将施工场地进行简单的平整或铺设 砂垫层，然后放样定桩位。钻机进入施工场地后，用醒目的标示在钻架上标出深度控制标志，配 合钻机上的深度表对桩长进行控制；并在钻机钻架上悬挂两条3 m的垂线控制桩的倾斜度，以便更加简便直观地控制施工桩长和 倾斜度。
　　3.2.3 钻机钻进速度控制
　　机手要严格遵循施工参数进行施工钻进速度控制，保证将桩 体土充分搅拌，以利于喷灰搅拌均匀，此时应由相关人员专门控 制。
　　3.2.4 提升速度
　　钻机的提升过程也是其喷粉过程，是保证粉喷桩施工质量的 主要施工环节。在钻头提升过程中，随着钻头地匀速提升搅拌， 均匀的喷出水泥粉与周围土体充分混和，形成具有一定强度水泥 土，这是粉喷桩的成桩原理，因此，也是其关键施工环节，也就 是说钻头的提升速度决定了单位喷灰剂量、搅拌均匀程度，是保 证粉喷桩施工质量的根本措施，因此必须保证在施工过程钻头的 提升速度符合试验桩所得的施工参数规定。
　　3.2.5 喷灰控制
　　3.2.5.1 喷灰计量仪器监控
　　目前应用于粉喷桩喷灰量计量的主要仪器是“SJC型水泥土 搅拌桩剂量检测记录仪”，它具有安装操做简单，结果方便直观 等优点。该仪器以0.10m作为深度单位来控制喷粉量，连续性 好，分布均匀，自动测量自动记录，并打印相关数据和成桩曲 线， 为隐蔽工程施工控制提供了有效的控制手段。但该仪器的计 量参数设定必须经有关权威部门审定，其设定也必须由监理人员 和其他相关人员监督认可，禁绝施工人员自行设定修改，否则易形成隐蔽性很强的偷工减料事故 ，这是保证用灰剂量的根本，也是保证工程质量的根本措施 ，因此必须保证该计量仪器的准确性和参数设定的合理性。
　　3.2.5.2 喷灰过程控制
　　粉喷桩施工过程中的喷灰压力是由钻头处的被动土压力决定 的，可按公式ex=rHtg2(45°+Φ/ 2)计算而得。通常情况下提钻喷粉时的压力比钻头处的被动土压 力大0.1MPa，以确保在扣除管道、阀门、喷阻的阻力损失后，剩 余压力仍大于被动土压力，并随着钻头的升高而减小。在此环节 中应重点保证喷粉压力相对稳定，随钻头的升高而渐变，以此 来保证喷灰量均匀，从而保证粉喷桩的施工质量。
　　当钻头达到设定深度时，不可立即开始上提喷灰，因水泥粉 经输送管道到达钻头的时间约为20s，并且水泥输送初期的稠度 较低，按水泥输送管50m长测算，当水泥按标准用量到达桩底 时，需用时间60s，若此时上提喷粉，则造成桩底部没有水泥或水 泥剂量少而不匀。在取芯检测过程中发现距桩低1~2m的范围内 水泥含量也较少，就是这种原因形成的，因此，当钻进尺度达到 设计深度时，须在此停留60s左右，然后开始上提喷粉。
　　3.2.6 复搅控制
　　在离地面50cm处停止喷灰，开始复搅，其目的是通过复 搅使水泥土充分拌和均匀，以提高其强度。根据复合地基桩力学 计算，其桩基上部受力较为集中，因此设计中通常要求复搅深 度不小于5m，所以，此时控制重点为复搅深度。避免偷工，保证复搅深度是粉喷桩施工的最后外业工作，也是保证提高软基承载 力的关键环节。

　　3.3 资料统计
　　在做好外边工作的同时，应及时做好内业整理工作，做到当 天的内业当日完成，监理人员及时检查，保证及时发现问题，及 早补救，避免资料堆积过多，难以发现问题或发现问题较晚，无 法补救。同时也有利于对工程进行总体宏观控制。

　　3.4 注意问题
　　1)机械配置的各种计量仪器必须计量准确，参数设定符合规定要求。
　　2)施工人员素质不齐，人为偷工，不能保证复搅深度或控制 喷灰时间。
　　3)注意地质情况变化或施工材料异常，对施工参数进行适当 的合理调整。

　　4 结束语
　　随着粉喷桩软基处理在公路及民用建筑中的广泛应用，施工 机械的不断更新，施工技术的不断提高，其质量将越来越有保证，这种软基处理技术也会得到 更加广泛的推广应用。