談橋梁加固中粉噴樁施工質(zhì)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(guó)第一座雙鋼箱式斜拉公路橋，也是東營(yíng)市第一座橫跨黃河的特大橋，該橋位于東營(yíng)市墾利縣城北黃河一號(hào)堤渡口下游200米處，是連接京、津、唐和膠東 兩大經(jīng)濟(jì)區(qū)公路交通的咽喉，1989年，該橋榮獲中國(guó)建筑業(yè)聯(lián)合會(huì)頒發(fā)的“魯班獎(jiǎng)”。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(yù)壓期，采用粉噴樁對(duì)該段進(jìn)行地基處理。粉噴樁設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)分別為9 米、12米、16米，樁間距1.20米，半程復(fù)攪，單樁地基承載力為 100kN。
2.試驗(yàn)檢測(cè)
綜述2001年，山東省東營(yíng)市公路管理局委托有關(guān)橋梁檢測(cè)單位， 對(duì)勝利黃河大橋進(jìn)行了粉噴樁質(zhì)量的取芯及靜載試驗(yàn)檢測(cè)工作， 具體檢測(cè)情況匯總?cè)缦拢罕敬稳⌒緳z測(cè)頻率為1%，共計(jì)取芯400余棵，5000延米。各樁取芯情況大致相同，總體來(lái)說(shuō)，復(fù)攪部分（0~8米）成型良好，芯樣強(qiáng)度1.5~2.5倍于設(shè)計(jì)強(qiáng)；樁底1~2.5米段幾乎不成型或沒(méi)有水泥土硬結(jié)體，也就是說(shuō)這一部 分水泥很少或沒(méi)有，即噴灰量少而不勻，芯樣強(qiáng)度不能滿足設(shè)計(jì) 最低值的要求；其余部分成型一般，所得芯樣較完整，通過(guò)強(qiáng)度 試驗(yàn)知，芯樣強(qiáng)度基本滿足設(shè)計(jì)強(qiáng)度最低值的要求。
本次檢測(cè)共計(jì)測(cè)試樁基承載力30棵，全部被測(cè)試樁均能滿足100kN的承載力設(shè)計(jì)要求值。
由以上檢測(cè)情況看，該批粉噴樁存在噴灰不勻，攪拌不均，強(qiáng)度差別較大，樁身傾斜度較大和樁長(zhǎng)略小于設(shè)計(jì)值等現(xiàn)象。究根探源，此類現(xiàn)象均與施工質(zhì)量有直接關(guān)聯(lián)，為了更好地保證粉 噴樁軟基處理工程的施工質(zhì)量，必須由源頭抓起，嚴(yán)格控制施工的各個(gè)環(huán)節(jié)。
3.質(zhì)量控制措施
3.1.施工單位
施工機(jī)械材料及人員根據(jù)工程的建設(shè)規(guī)模，先選定適合于本工程的施工單位， 中標(biāo)的施工單位必須有相應(yīng)的施工資質(zhì)和施工機(jī)械，堅(jiān)決拒絕不 合格的施工隊(duì)伍和機(jī)械進(jìn)入施工場(chǎng)地，主觀上避免不合格工程的 產(chǎn)生。施工使用的材料必須符合公路工程建筑材料的使用標(biāo)準(zhǔn)，每批材料均須有試驗(yàn)及監(jiān)理人員認(rèn)可后方可進(jìn)入施工場(chǎng)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(yàn)樁總結(jié)正常施工時(shí)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(zhǎng)12m鉆進(jìn)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(zhì)情況的改變 做及時(shí)的調(diào)整。
3.2.2.鉆機(jī)就位
鉆機(jī)進(jìn)入施工場(chǎng)地前，應(yīng)將施工場(chǎng)地進(jìn)行簡(jiǎn)單的平整或鋪設(shè)砂墊層，然后放樣定樁位。鉆機(jī)進(jìn)入施工場(chǎng)地后，用醒目的標(biāo)示在鉆架上標(biāo)出深度控制標(biāo)志，配合鉆機(jī)上的深度表對(duì)樁長(zhǎng)進(jìn)行控制；并在鉆機(jī)鉆架上懸掛兩條3 m的垂線控制樁的傾斜度，以便更加簡(jiǎn)便直觀地控制施工樁長(zhǎng)和傾斜度。
3.2.3.鉆機(jī)鉆進(jìn)速度控制
機(jī)手要嚴(yán)格遵循施工參數(shù)進(jìn)行施工鉆進(jìn)速度控制，保證將樁體土充分?jǐn)嚢瑁岳趪娀覕嚢杈鶆?，此時(shí)應(yīng)由相關(guān)人員專門控制。
3.2.4.提升速度
鉆機(jī)的提升過(guò)程也是其噴粉過(guò)程，是保證粉噴樁施工質(zhì)量的主要施工環(huán)節(jié)。在鉆頭提升過(guò)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(qiáng)度水泥土，這是粉噴樁的成樁原理，因此，也是其關(guān)鍵施工環(huán)節(jié)，也就是說(shuō)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(zhì)量的根本措施，因此必須保證在施工過(guò)程鉆頭的 提升速度符合試驗(yàn)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(jì)量?jī)x器監(jiān)控
目前應(yīng)用于粉噴樁噴灰量計(jì)量的主要儀器是“SJC型水泥土 攪拌樁劑量檢測(cè)記錄儀”，它具有安裝操做簡(jiǎn)單，結(jié)果方便直觀等優(yōu)點(diǎn)。該儀器以0.10m作為深度單位來(lái)控制噴粉量，連續(xù)性好，分布均勻，自動(dòng)測(cè)量自動(dòng)記錄，并打印相關(guān)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(jì) 量參數(shù)設(shè)定必須經(jīng)有關(guān)權(quán)威部門審定，其設(shè)定也必須由監(jiān)理人員 和其他相關(guān)人員監(jiān)督認(rèn)可，禁絕施工人員自行設(shè)定修改，否則易形成隱蔽性很強(qiáng)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(zhì)量的根本措施，因此必須保證該計(jì)量?jī)x器的準(zhǔn)確性和參數(shù)設(shè)定的合理性。
3.2.5.2.噴灰過(guò)程控制
粉噴樁施工過(guò)程中的噴灰壓力是由鉆頭處的被動(dòng)土壓力決定的，可按公式ex=rHtg2（45°+Φ/ 2）計(jì)算而得。通常情況下提鉆噴粉時(shí)的壓力比鉆頭處的被動(dòng)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(dòng)土壓力，并隨著鉆頭的升高而減小。在此環(huán)節(jié)中應(yīng)重點(diǎn)保證噴粉壓力相對(duì)穩(wěn)定，隨鉆頭的升高而漸變，以此來(lái)保證噴灰量均勻，從而保證粉噴樁的施工質(zhì)量。
當(dāng)鉆頭達(dá)到設(shè)定深度時(shí)，不可立即開(kāi)始上提噴灰，因水泥粉 經(jīng)輸送管道到達(dá)鉆頭的時(shí)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(zhǎng)測(cè)算，當(dāng)水泥按標(biāo)準(zhǔn)用量到達(dá)樁底時(shí)，需用時(shí)間60s，若此時(shí)上提噴粉，則造成樁底部沒(méi)有水泥或水泥劑量少而不勻。在取芯檢測(cè)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)距樁低1~2m的范圍內(nèi)水泥含量也較少，就是這種原因形成的，因此，當(dāng)鉆進(jìn)尺度達(dá)到設(shè)計(jì)深度時(shí)，須在此停留60s左右，然后開(kāi)始上提噴粉。
3.2.6.復(fù)攪控制
在離地面50cm處停止噴灰，開(kāi)始復(fù)攪，其目的是通過(guò)復(fù) 攪使水泥土充分拌和均勻，以提高其強(qiáng)度。根據(jù)復(fù)合地基樁力學(xué) 計(jì)算，其樁基上部受力較為集中，因此設(shè)計(jì)中通常要求復(fù)攪深度不小于5m，所以，此時(shí)控制重點(diǎn)為復(fù)攪深度。避免偷工，保證復(fù)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(guān)鍵環(huán)節(jié)。
3.3.資料統(tǒng)計(jì)
在做好外邊工作的同時(shí)，應(yīng)及時(shí)做好內(nèi)業(yè)整理工作，做到當(dāng)天的內(nèi)業(yè)當(dāng)日完成，監(jiān)理人員及時(shí)檢查，保證及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，及早補(bǔ)救，避免資料堆積過(guò)多，難以發(fā)現(xiàn)問(wèn)題或發(fā)現(xiàn)問(wèn)題較晚，無(wú)法補(bǔ)救。同時(shí)也有利于對(duì)工程進(jìn)行總體宏觀控制。
3.4.注意問(wèn)題
（1）機(jī)械配置的各種計(jì)量?jī)x器必須計(jì)量準(zhǔn)確，參數(shù)設(shè)定符合規(guī)定要求。
?。?）施工人員素質(zhì)不齊，人為偷工，不能保證復(fù)攪深度或控制噴灰時(shí)間。
?。?）注意地質(zhì)情況變化或施工材料異常，對(duì)施工參數(shù)進(jìn)行適當(dāng)?shù)暮侠碚{(diào)整。
4.結(jié)束語(yǔ)
隨著粉噴樁軟基處理在公路及民用建筑中的廣泛應(yīng)用，施工機(jī)械的不斷更新，施工技術(shù)的不斷提高，其質(zhì)量將越來(lái)越有保證，這種軟基處理技術(shù)也會(huì)得到更加廣泛的推廣應(yīng)用。
