摘　要：本文針對(duì)目前我省高速公路建設(shè)中大量采用粉噴樁處理軟土地基的工程實(shí)踐，從設(shè)計(jì)方法與施工質(zhì)量管理兩個(gè)方面詳細(xì)闡述了保證粉噴樁工程質(zhì)量的有效措施，以提高我省粉噴樁處理軟土地基的設(shè)計(jì)與施工水平。

　　關(guān)鍵詞：高速公路　軟基處理　粉噴樁　設(shè)計(jì)　施工

　　由于我省地處沿海、沿江、江淮之間的水網(wǎng)地區(qū)，從已建和在建的1000多km高速公路來(lái)看，其70%～80%以上的路基均穿越軟土地區(qū)。而軟基處理得好壞，直接影響到路基的穩(wěn)定性、整體工程的營(yíng)運(yùn)質(zhì)量及工程的經(jīng)濟(jì)性。目前軟基的主要處理方法有以下幾種：

　�、偎芰吓潘�板；②攪拌樁（粉噴樁與深攪樁）；③土工合成材料加筋；④等（超）載預(yù)壓等。

　　相比之下，由于粉噴樁具有施工周期及預(yù)壓期短、工后沉降小等特點(diǎn)，在我省高速公路軟基處理中得到廣泛應(yīng)用，例如已建成通車(chē)的滬寧高速公路江蘇段，粉噴樁處理軟基工程量達(dá)幾百萬(wàn)延米，正在建設(shè)的江蘇“九五”高速公路也使用了一千多萬(wàn)延米的粉噴樁，且大部分已施工完畢。   　

　　1、粉噴樁的設(shè)計(jì)方法及其注意事項(xiàng)

　　1.1　設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

　　1.1.1　基準(zhǔn)期及容許工后沉降

　　柔性路面設(shè)計(jì)使用年限為15年，按目前通常的做法，基準(zhǔn)期亦為15年，即從開(kāi)放交通之日起至路面大修日止，所發(fā)生的沉降視為工后沉降。其容許值對(duì)于一般路段取30cm，涵洞及箱型通道處取20cm，其它人工構(gòu)造物與路堤毗連處取10cm. 

　　1.1.2　穩(wěn)定驗(yàn)算的安全系數(shù)

　　穩(wěn)定驗(yàn)算的安全系數(shù)以K≮1.2控制。

　　1.1.3　加載速率

　　加載速率關(guān)系到路堤在施工中的穩(wěn)定性，設(shè)計(jì)采用兩種平均速率：粉噴樁處理路段及填高小于極限高度的路段取15cm/d，其余取10cm/d.施工中的速率可根據(jù)路堤穩(wěn)定觀測(cè)的結(jié)果予以調(diào)整。

　　1.1.4　預(yù)壓期

　　粉噴樁處理的路段預(yù)壓期一般采用60d，且一般不需上預(yù)壓土，預(yù)留沉降量靜置即可。

　　1.2　粉噴樁的設(shè)計(jì)

　　粉噴樁的樁徑一般為50cm，設(shè)計(jì)的樁長(zhǎng)宜穿透軟土層并達(dá)到持力層內(nèi)50cm.樁距與路堤的穩(wěn)定和沉降量有關(guān)，最小樁距宜為1.1～1.2m，樁位在平面上呈正三角形（梅花形）或矩形布置。為改善路堤底面的受力條件，粉噴樁處理段路堤下宜鋪設(shè)30cm左右石灰土墊層（摻灰量以8%為宜）。經(jīng)計(jì)算，如涵洞、通道位置工后沉降量大于30cm，則其地基宜采用粉噴樁處理，樁間距宜采用1.1～1.2m.對(duì)于工后沉降量小于30cm而大于20cm的位置，則其地基采用土工合成材料加筋配合等載預(yù)壓進(jìn)行軟基處理。經(jīng)計(jì)算，如樁基橋臺(tái)位置工后沉降量大于30cm，則對(duì)其臺(tái)前及臺(tái)后地基用粉噴樁處理，再施工樁基礎(chǔ)及進(jìn)行臺(tái)后路基填筑。對(duì)于沉降量小于30cm而大于10cm的位置，臺(tái)前不用粉噴樁處理而直接做樁基，臺(tái)后則采用土工合成材料加筋配合等載或超載預(yù)壓進(jìn)行處理。橋臺(tái)處粉噴樁距宜采用1.1～1.2m，處理長(zhǎng)度不小于5倍橋臺(tái)高度，設(shè)置1/4～1/3長(zhǎng)度的過(guò)渡段，并以采用樁距逐漸增大的過(guò)渡方法為宜。

　　對(duì)于一般路基段，經(jīng)計(jì)算如工后沉降量大于45cm，則宜采用粉噴樁處理軟基，樁間距應(yīng)根據(jù)經(jīng)粉噴樁處理后地基承載力是否滿足要求來(lái)確定。如工后沉降量小于45cm而大于30cm，則采用土工合成材料加筋配合等載預(yù)壓進(jìn)行處理。用粉噴樁處理路段路堤的預(yù)壓高度為路槽設(shè)計(jì)高加預(yù)壓期沉降量，即預(yù)壓期末（一般為60d）路槽頂面應(yīng)沉到設(shè)計(jì)高，鋪筑路面前無(wú)需移去預(yù)壓土方量，僅需整理路槽即可。

　　1.3　施工觀測(cè)

　　1.3.1　沉降觀測(cè)

　　1.3.1.1　觀測(cè)點(diǎn)位的布設(shè)

　　觀測(cè)點(diǎn)布設(shè)在路堤中心（以距離中心線50cm左右為宜）及兩側(cè)路肩，一般軟土路段每100m布設(shè)一觀測(cè)斷面，預(yù)壓施工高度超過(guò)5m的路段上每50m設(shè)一觀測(cè)斷面。此外在與跨度超過(guò)30m的樁基結(jié)構(gòu)物相鄰的兩端各設(shè)一觀測(cè)斷面，跨度小于30m時(shí)僅在一端設(shè)置，觀測(cè)斷面宜離開(kāi)橋頭搭板1m左右。所有涵洞（包括箱形通道）處原則上均需設(shè)置一組沉降觀測(cè)點(diǎn)，觀測(cè)點(diǎn)位于涵背一側(cè)，離涵背約2m處。在粉噴樁一般處理段、過(guò)渡段、等（超）載預(yù)壓段接頭處，應(yīng)在離開(kāi)接頭各10m以外的位置分別設(shè)置一組沉降觀測(cè)點(diǎn)，以觀測(cè)不同處理方案的沉降差異，距離相近、地質(zhì)情況一致的可考慮統(tǒng)一布點(diǎn)。在地質(zhì)情況明顯變化的分界線兩側(cè)各10m處，應(yīng)分別布置一組沉降觀測(cè)點(diǎn)。

　　1.3.1.2　觀測(cè)頻率

　　路堤施工期：每填兩層觀測(cè)一次，路堤填高超過(guò)極限高度之后，每3d觀測(cè)一次，直至穩(wěn)定再轉(zhuǎn)入正常觀測(cè)。�� 預(yù)壓期：第一個(gè)月每7d觀測(cè)一次，第二個(gè)月至第三個(gè)月每15d觀測(cè)一次，從第四個(gè)月起每一個(gè)月觀測(cè)一次，直到鋪筑路面前。

　　路面結(jié)構(gòu)層施工期：一般分為底基層、基層和面層，各層次的沉降觀測(cè)每填筑一層至少應(yīng)觀測(cè)一次。路面施工結(jié)束后，每月觀測(cè)一次，至交工驗(yàn)收。

　　1.3.1.3　水準(zhǔn)點(diǎn)的設(shè)置

　　水準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)設(shè)在不受垂直和水平方向變形影響的堅(jiān)固的地基或永久建筑物上，宜選擇在老路有灌注樁的橋梁上，多年老房子的地坪上或巖石山體等處，其位置應(yīng)盡量滿足觀測(cè)時(shí)不轉(zhuǎn)點(diǎn)的要求，每三個(gè)月用路線測(cè)設(shè)中設(shè)置的水準(zhǔn)點(diǎn)作為基準(zhǔn)點(diǎn)，對(duì)設(shè)置的臨時(shí)水準(zhǔn)點(diǎn)校核一次。橋梁工程結(jié)束時(shí)，為了減少沉降觀測(cè)由地面水準(zhǔn)點(diǎn)傳遞到路面的高差影響，可將地面水準(zhǔn)點(diǎn)轉(zhuǎn)測(cè)到有灌注樁的橋頭耳墻角上。

　　1.3.2　側(cè)向位移（穩(wěn)定）觀測(cè)

　　1.3.2.1　側(cè)向位移點(diǎn)及其基樁的布設(shè)

　　側(cè)向位移點(diǎn)布設(shè)在路堤兩側(cè)的坡腳處，基樁必須布設(shè)在坡腳外路堤沉降影響范圍以外，一般情況下應(yīng)布設(shè)在離坡腳20m以外。觀測(cè)斷面僅在預(yù)壓施工高度超過(guò)5m的路段上設(shè)置，縱向間距為50m.

　　1.3.2.2　觀測(cè)及其頻率

　　側(cè)向位移樁和基樁設(shè)置好以后，采用鋼尺量測(cè)位移樁與基樁之間的距離，量測(cè)鋼尺的拉力為5kg，有條件時(shí)也可用紅外測(cè)距儀量測(cè)。觀測(cè)工作在路堤填高超過(guò)極限高度時(shí)開(kāi)始，其頻率為每天觀測(cè)一次，直至路堤達(dá)到設(shè)計(jì)的施工標(biāo)高。

　　1.4　不穩(wěn)定狀態(tài)的判斷標(biāo)準(zhǔn)

　　路堤在填筑過(guò)程中，若中心日沉降量達(dá)到1.5cm/d，或日側(cè)向位移量達(dá)到0.5cm/d時(shí)，標(biāo)志著不穩(wěn)定狀態(tài)出現(xiàn)，應(yīng)立即停止加載。

　　1.5　路面鋪筑前沉降穩(wěn)定的判斷

　　當(dāng)連續(xù)三個(gè)月觀測(cè)的沉降量平均不超過(guò)5mm時(shí)，可以卸載并開(kāi)始路面鋪筑工作。

　　2、粉噴樁的施工質(zhì)量管理及其注意事項(xiàng)

　　2.1　施工單位選擇

　�。�1）對(duì)所有粉噴樁施工單位，各施工標(biāo)段承包人要先審查其施工資質(zhì)、信譽(yù)和業(yè)績(jī)；各承包人將經(jīng)初步篩選合格的施工單位，形成書(shū)面推薦報(bào)告，經(jīng)駐地監(jiān)理審核后，上報(bào)業(yè)主，由業(yè)主批準(zhǔn)后方可進(jìn)場(chǎng)。

　�。�2）粉噴樁施工設(shè)備嚴(yán)禁使用非定型產(chǎn)品或自行改裝設(shè)備；進(jìn)場(chǎng)設(shè)備必須配備性能良好、能顯示鉆桿鉆進(jìn)時(shí)電流變化的電流表、顯示管道壓力的壓力表和計(jì)量水泥噴入量的電子秤或流量計(jì)。

　　2.2　室內(nèi)配比試驗(yàn)

　　粉噴樁處理軟基的效果如何，很大程度上取決于配比的選擇是否適合當(dāng)?shù)毓こ痰刭|(zhì)條件。各施工標(biāo)段承包人和監(jiān)理單位在施工前都必須根據(jù)設(shè)計(jì)文件提供的地質(zhì)資料，選取典型地段鉆探取樣，按有關(guān)規(guī)范要求做室內(nèi)配比試驗(yàn)。

　�。�1）粉噴樁加固料宜采用425#普通硅酸鹽水泥，水泥用量按土的天然含水量不同而變化。參考值如下：W土≤50%，水泥用量50kg/m；50%＜W土≤70%時(shí)，水泥用量為55kg/m；W土＞ 70%時(shí)，水泥用量為60～65kg/m. �ァ。�2）加固處理土的強(qiáng)度，應(yīng)以無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度衡量，試件養(yǎng)護(hù)齡期為7d、28d、90d.要求R28≥0.8MPa，R90≥1.2MPa.

　　2.3　現(xiàn)場(chǎng)工藝性試樁

　　為了確定各種操作技術(shù)參數(shù)，粉噴樁施工前施工單位必須考慮到不同的地質(zhì)情況，根據(jù)室內(nèi)配比進(jìn)行工藝性試樁，試樁應(yīng)達(dá)到下列要求：

　�。�1）滿足設(shè)計(jì)水泥噴入量的各種技術(shù)參數(shù)。 鉆進(jìn)速度：參考值V≤1.5m/min；平均提升速度：參考值Vp≤0.8m/min；攪拌速度：參考值R≈30r/min；鉆進(jìn)、復(fù)攪與提升時(shí)管道壓力：0.1MPa≤P≤0.2MPa；噴灰時(shí)管道壓力：0.25MPa≤P≤0.40MPa.

　　（2）水泥攪拌的均勻程度，掌握下鉆及提升的困難程度，確定合適的技術(shù)處理措施。 成樁試驗(yàn)的樁數(shù)不宜少于5根。

　　2.4　現(xiàn)場(chǎng)施工管理

　　粉噴樁屬地下隱蔽工程，其質(zhì)量控制應(yīng)貫穿在施工的全過(guò)程，并應(yīng)堅(jiān)持全方位全過(guò)程的施工監(jiān)理。各施工標(biāo)段承包人必須對(duì)粉噴樁質(zhì)量、進(jìn)度負(fù)責(zé)，每臺(tái)鉆機(jī)必須有專(zhuān)人操作。

　　2.4.1　材料供應(yīng)

　　粉噴樁所用水泥不得分包，建議全部由承包人負(fù)責(zé)統(tǒng)一提供，并按規(guī)定經(jīng)監(jiān)理驗(yàn)收合格后方可使用。 

  　2.4.2　施工工藝

　　進(jìn)行粉噴樁施工的場(chǎng)地，事先應(yīng)預(yù)平整，清除樁位處地面、地下的一切障礙物，如石塊、樹(shù)根等，并進(jìn)行清表處理。場(chǎng)地低洼時(shí)，應(yīng)先填粘性土，溝塘處需打設(shè)粉噴樁，應(yīng)優(yōu)先考慮抽水、清淤及整平等。粉噴樁主要施工工藝為： 粉體噴射攪拌機(jī)械就位→預(yù)攪下沉→噴粉攪拌提升至離地面0.3m處→重復(fù)攪拌下沉→重復(fù)攪拌提升直至離地面0.3m→關(guān)閉攪拌機(jī)械。

　　2.4.3　加強(qiáng)施工質(zhì)量管理

　　要根據(jù)工藝試樁確定的各種操作技術(shù)參數(shù)制定施工要點(diǎn)，供現(xiàn)場(chǎng)操作人遵守。嚴(yán)格控制鉆孔下鉆深度、噴粉高程及�；颐�，確保粉噴樁長(zhǎng)度和噴粉量達(dá)到規(guī)定要求。深度誤差不得大于5cm，水泥損耗量平均不得大于1kg/m. 粉噴樁要穿透軟弱土層到達(dá)強(qiáng)度相對(duì)較高的持力層，并深入硬土層50cm，持力層深度除根據(jù)地質(zhì)資料外，還應(yīng)根據(jù)鉆進(jìn)時(shí)電流表的讀數(shù)值來(lái)確定，當(dāng)鉆桿鉆進(jìn)時(shí)電流表的讀數(shù)明顯上升，說(shuō)明已進(jìn)入硬土層，如能持續(xù)50cm以上則說(shuō)明已進(jìn)入持力層。

　　攪拌機(jī)每次下沉或提升的時(shí)間必須有專(zhuān)人記錄，時(shí)間誤差不得大于5s，提升前要有等待送粉到達(dá)樁底的時(shí)間，防止出現(xiàn)提升卻未噴粉的情況，具體時(shí)間隨機(jī)械類(lèi)型與送灰管長(zhǎng)度而變化。在樁上部1/3范圍內(nèi)應(yīng)重復(fù)攪拌一次，并且復(fù)攪長(zhǎng)度不足5m的，按5m施工。特別需要指出的，對(duì)于軟土天然含水量大于70%的地段，要求復(fù)攪長(zhǎng)度應(yīng)貫穿軟土層。鉆進(jìn)提升時(shí)管道壓力不宜過(guò)大，以防鉆孔淤泥向孔壁四周擠壓形成空洞。在成樁過(guò)程中，如發(fā)生意外影響樁身質(zhì)量時(shí)，應(yīng)在12h內(nèi)采取補(bǔ)噴措施，補(bǔ)噴重疊長(zhǎng)度以不小于1.0m為宜。特別困難時(shí)以電流表讀數(shù)明顯變化為準(zhǔn)。否則應(yīng)重新打設(shè)，新樁距報(bào)廢樁的距離不能大于樁距的15%. 對(duì)輸灰管要經(jīng)常檢查，不得泄漏及堵塞，管道長(zhǎng)度以60m左右為宜，不得超過(guò)80m.對(duì)使用的鉆頭要定期檢查，其直徑磨耗量不得大于1cm，但也不宜采用直徑過(guò)大的鉆頭（以小于53cm為宜）。
　　2.4.4　加強(qiáng)粉噴樁的現(xiàn)場(chǎng)

　　監(jiān)理工作駐地監(jiān)理組應(yīng)制定監(jiān)理要求供監(jiān)理和旁站人員遵守，必須全過(guò)程進(jìn)行旁站。駐地監(jiān)理要排出值班表，責(zé)任到人并落實(shí)到每臺(tái)班。當(dāng)班監(jiān)理人員應(yīng)認(rèn)真對(duì)施工記錄及材料貨單進(jìn)行檢驗(yàn)并及時(shí)予以簽認(rèn)，對(duì)已完成的粉噴樁必須按規(guī)定及時(shí)進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量檢測(cè)。

　　2.5　質(zhì)量檢驗(yàn)及驗(yàn)收

　　2.5.1　質(zhì)量檢測(cè)

　　施工過(guò)程中必須隨時(shí)檢查噴灰量、樁長(zhǎng)、復(fù)攪長(zhǎng)度以及是否進(jìn)入硬土層等，如施工中有異常情況，應(yīng)記錄其處理方法及措施。淺部開(kāi)挖樁頭，其深度宜為50cm，目測(cè)檢查攪拌的均勻性，量測(cè)成樁直徑，檢查頻率宜為1%～2%.粉噴樁施工質(zhì)量允許偏差應(yīng)符合規(guī)范規(guī)定。

　　2.5.2　驗(yàn)收

　　成樁28d后，在樁體上部（樁頂以下0.5m、1.0m、1.5m）應(yīng)截取三段樁體進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)樁身無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，檢查頻率為1‰～2‰。必要時(shí)由業(yè)主安排進(jìn)行全樁長(zhǎng)取芯，以檢測(cè)粉噴樁的質(zhì)量。

　　3、結(jié)束語(yǔ)

　　從我省已建和在建的高速公路來(lái)看，粉噴樁處理軟土地基是一種行之有效且廣泛應(yīng)用的工藝手段，與其它軟基處理手段相比，具有施工方便、工期短、工后沉降�。�營(yíng)運(yùn)質(zhì)量高）等顯著優(yōu)點(diǎn)。但從其設(shè)計(jì)方法及施工質(zhì)量管理來(lái)看，技術(shù)難度比較大，如果掌握不好，極易出現(xiàn)偏差，且因其為隱蔽工程，易于留下隱患。但是，只要以科學(xué)的態(tài)度，嚴(yán)格控制其設(shè)計(jì)方法及施工質(zhì)量管理，就一定能得到滿意的工程質(zhì)量。按照省交通廳的規(guī)劃，“十五”期間我省將再建設(shè)1000多公里的高速公路，粉噴樁一定會(huì)發(fā)揮其應(yīng)有的作用，并得到廣泛應(yīng)用。