摘　要：本文針對目前我省高速公路建設中大量采用粉噴樁處理軟土地基的工程實(shí)踐，從設計方法與施工質(zhì)量管理兩個(gè)方面詳細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計與施工水平。

　　關(guān)鍵詞：高速公路　軟基處理　粉噴樁　設計　施工

　　由于我省地處沿海、沿江、江淮之間的水網(wǎng)地區，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。而軟基處理得好壞，直接影響到路基的穩定性、整體工程的營(yíng)運質(zhì)量及工程的經(jīng)濟性。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）載預壓等。

　　相比之下，由于粉噴樁具有施工周期及預壓期短、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幾百萬(wàn)延米，正在建設的江蘇“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、粉噴樁的設計方法及其注意事項

　　1.1　設計標準

　　1.1.1　基準期及容許工后沉降

　　柔性路面設計使用年限為15年，按目前通常的做法，基準期亦為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。其容許值對于一般路段取30cm，涵洞及箱型通道處取20cm，其它人工構造物與路堤毗連處取10cm. 

　　1.1.2　穩定驗算的安全系數

　　穩定驗算的安全系數以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定性，設計采用兩種平均速率：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路堤穩定觀(guān)測的結果予以調整。

　　1.1.4　預壓期

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

　　1.2　粉噴樁的設計

　　粉噴樁的樁徑一般為50cm，設計的樁長(cháng)宜穿透軟土層并達到持力層內50cm.樁距與路堤的穩定和沉降量有關(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30cm左右石灰土墊層（摻灰量以8%為宜）。經(jīng)計算，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壓進(jìn)行軟基處理。經(jīng)計算，如樁基橋臺位置工后沉降量大于30cm，則對其臺前及臺后地基用粉噴樁處理，再施工樁基礎及進(jìn)行臺后路基填筑。對于沉降量小于30cm而大于10cm的位置，臺前不用粉噴樁處理而直接做樁基，臺后則采用土工合成材料加筋配合等載或超載預壓進(jìn)行處理。橋臺處粉噴樁距宜采用1.1～1.2m，處理長(cháng)度不小于5倍橋臺高度，設置1/4～1/3長(cháng)度的過(guò)渡段，并以采用樁距逐漸增大的過(guò)渡方法為宜。

　　對于一般路基段，經(jīng)計算如工后沉降量大于45cm，則宜采用粉噴樁處理軟基，樁間距應根據經(jīng)粉噴樁處理后地基承載力是否滿(mǎn)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壓進(jìn)行處理。用粉噴樁處理路段路堤的預壓高度為路槽設計高加預壓期沉降量，即預壓期末（一般為60d）路槽頂面應沉到設計高，鋪筑路面前無(wú)需移去預壓土方量，僅需整理路槽即可。

　　1.3　施工觀(guān)測

　　1.3.1　沉降觀(guān)測

　　1.3.1.1　觀(guān)測點(diǎn)位的布設

　　觀(guān)測點(diǎn)布設在路堤中心（以距離中心線(xiàn)50cm左右為宜）及兩側路肩，一般軟土路段每100m布設一觀(guān)測斷面，預壓施工高度超過(guò)5m的路段上每50m設一觀(guān)測斷面。此外在與跨度超過(guò)30m的樁基結構物相鄰的兩端各設一觀(guān)測斷面，跨度小于30m時(shí)僅在一端設置，觀(guān)測斷面宜離開(kāi)橋頭搭板1m左右。所有涵洞（包括箱形通道）處原則上均需設置一組沉降觀(guān)測點(diǎn)，觀(guān)測點(diǎn)位于涵背一側，離涵背約2m處。在粉噴樁一般處理段、過(guò)渡段、等（超）載預壓段接頭處，應在離開(kāi)接頭各10m以外的位置分別設置一組沉降觀(guān)測點(diǎn)，以觀(guān)測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一布點(diǎn)。在地質(zhì)情況明顯變化的分界線(xiàn)兩側各10m處，應分別布置一組沉降觀(guān)測點(diǎn)。

　　1.3.1.2　觀(guān)測頻率

　　路堤施工期：每填兩層觀(guān)測一次，路堤填高超過(guò)極限高度之后，每3d觀(guān)測一次，直至穩定再轉入正常觀(guān)測。�� 預壓期：第一個(gè)月每7d觀(guān)測一次，第二個(gè)月至第三個(gè)月每15d觀(guān)測一次，從第四個(gè)月起每一個(gè)月觀(guān)測一次，直到鋪筑路面前。

　　路面結構層施工期：一般分為底基層、基層和面層，各層次的沉降觀(guān)測每填筑一層至少應觀(guān)測一次。路面施工結束后，每月觀(guān)測一次，至交工驗收。

　　1.3.1.3　水準點(diǎn)的設置

　　水準點(diǎn)應設在不受垂直和水平方向變形影響的堅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，其位置應盡量滿(mǎn)足觀(guān)測時(shí)不轉點(diǎn)的要求，每三個(gè)月用路線(xiàn)測設中設置的水準點(diǎn)作為基準點(diǎn)，對設置的臨時(shí)水準點(diǎn)校核一次。橋梁工程結束時(shí)，為了減少沉降觀(guān)測由地面水準點(diǎn)傳遞到路面的高差影響，可將地面水準點(diǎn)轉測到有灌注樁的橋頭耳墻角上。

　　1.3.2　側向位移（穩定）觀(guān)測

　　1.3.2.1　側向位移點(diǎn)及其基樁的布設

　　側向位移點(diǎn)布設在路堤兩側的坡腳處，基樁必須布設在坡腳外路堤沉降影響范圍以外，一般情況下應布設在離坡腳20m以外。觀(guān)測斷面僅在預壓施工高度超過(guò)5m的路段上設置，縱向間距為50m.

　　1.3.2.2　觀(guān)測及其頻率

　　側向位移樁和基樁設置好以后，采用鋼尺量測位移樁與基樁之間的距離，量測鋼尺的拉力為5kg，有條件時(shí)也可用紅外測距儀量測。觀(guān)測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(guān)測一次，直至路堤達到設計的施工標高。

　　1.4　不穩定狀態(tài)的判斷標準

　　路堤在填筑過(guò)程中，若中心日沉降量達到1.5cm/d，或日側向位移量達到0.5cm/d時(shí)，標志著(zhù)不穩定狀態(tài)出現，應立即停止加載。

　　1.5　路面鋪筑前沉降穩定的判斷

　　當連續三個(gè)月觀(guān)測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

　　2.1　施工單位選擇

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

　�。�2）粉噴樁施工設備嚴禁使用非定型產(chǎn)品或自行改裝設備；進(jìn)場(chǎng)設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量水泥噴入量的電子秤或流量計。

　　2.2　室內配比試驗

　　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地工程地質(zhì)條件。各施工標段承包人和監理單位在施工前都必須根據設計文件提供的地質(zhì)資料，選取典型地段鉆探取樣，按有關(guān)規范要求做室內配比試驗。

　�。�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）加固處理土的強度，應以無(wú)側限抗壓強度衡量，試件養護齡期為7d、28d、90d.要求R28≥0.8MPa，R90≥1.2MPa.

　　2.3　現場(chǎng)工藝性試樁

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

　�。�1）滿(mǎn)足設計水泥噴入量的各種技術(shù)參數。 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。 成樁試驗的樁數不宜少于5根。

　　2.4　現場(chǎng)施工管理

　　粉噴樁屬地下隱蔽工程，其質(zhì)量控制應貫穿在施工的全過(guò)程，并應堅持全方位全過(guò)程的施工監理。各施工標段承包人必須對粉噴樁質(zhì)量、進(jìn)度負責，每臺鉆機必須有專(zhuān)人操作。

　　2.4.1　材料供應

　　粉噴樁所用水泥不得分包，建議全部由承包人負責統一提供，并按規定經(jīng)監理驗收合格后方可使用。 

  　2.4.2　施工工藝

　　進(jìn)行粉噴樁施工的場(chǎng)地，事先應預平整，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)，應先填粘性土，溝塘處需打設粉噴樁，應優(yōu)先考慮抽水、清淤及整平等。粉噴樁主要施工工藝為： 粉體噴射攪拌機械就位→預攪下沉→噴粉攪拌提升至離地面0.3m處→重復攪拌下沉→重復攪拌提升直至離地面0.3m→關(guān)閉攪拌機械。

　　2.4.3　加強施工質(zhì)量管理

　　要根據工藝試樁確定的各種操作技術(shù)參數制定施工要點(diǎn)，供現場(chǎng)操作人遵守。嚴格控制鉆孔下鉆深度、噴粉高程及�；颐�，確保粉噴樁長(cháng)度和噴粉量達到規定要求。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強度相對較高的持力層，并深入硬土層50cm，持力層深度除根據地質(zhì)資料外，還應根據鉆進(jìn)時(shí)電流表的讀數值來(lái)確定，當鉆桿鉆進(jìn)時(shí)電流表的讀數明顯上升，說(shuō)明已進(jìn)入硬土層，如能持續50cm以上則說(shuō)明已進(jìn)入持力層。

　　攪拌機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樁底的時(shí)間，防止出現提升卻未噴粉的情況，具體時(shí)間隨機械類(lèi)型與送灰管長(cháng)度而變化。在樁上部1/3范圍內應重復攪拌一次，并且復攪長(cháng)度不足5m的，按5m施工。特別需要指出的，對于軟土天然含水量大于70%的地段，要求復攪長(cháng)度應貫穿軟土層。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)，應在12h內采取補噴措施，補噴重疊長(cháng)度以不小于1.0m為宜。特別困難時(shí)以電流表讀數明顯變化為準。否則應重新打設，新樁距報廢樁的距離不能大于樁距的15%. 對輸灰管要經(jīng)常檢查，不得泄漏及堵塞，管道長(cháng)度以60m左右為宜，不得超過(guò)80m.對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　加強粉噴樁的現場(chǎng)

　　監理工作駐地監理組應制定監理要求供監理和旁站人員遵守，必須全過(guò)程進(jìn)行旁站。駐地監理要排出值班表，責任到人并落實(shí)到每臺班。當班監理人員應認真對施工記錄及材料貨單進(jìn)行檢驗并及時(shí)予以簽認，對已完成的粉噴樁必須按規定及時(shí)進(jìn)行嚴格的質(zhì)量檢測。

　　2.5　質(zhì)量檢驗及驗收

　　2.5.1　質(zhì)量檢測

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

　　2.5.2　驗收

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

　　3、結束語(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)運質(zhì)量高）等顯著(zhù)優(yōu)點(diǎn)。但從其設計方法及施工質(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，嚴格控制其設計方法及施工質(zhì)量管理，就一定能得到滿(mǎn)意的工程質(zhì)量。按照省交通廳的規劃，“十五”期間我省將再建設1000多公里的高速公路，粉噴樁一定會(huì )發(fā)揮其應有的作用，并得到廣泛應用。