粉喷桩施工技术方法与质量控制规定.docx

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粉喷桩施工技术方法与质量控制规定

　粉喷桩施工技术方法与质量控制规定

　一、设计要求

　　粉喷桩的设计桩径为50cm，桩边距，在平面上呈梅花形布置，不采用正方形布置。

粉喷桩桩顶铺设50cm厚砂砾石垫层，桩顶不需伸入垫层内。

持力层深度除根据地质资料外，还应根据钻进时电流表的读数值来确定，当钻杆钻进时电流表读数明显上升，说明已进入持力层，桩长须穿透软土层并深入持力层内50cm。

粉喷桩处理后的单桩承载力须大于250KN，地基承载力不小于250KN。

　　二、粉喷桩的施工

　　1、施工设备：

　　严禁使用非定型产品或自行改装设备；进场设备必须配备性能良好的能显示钻杆钻进时电流变化的电流表，显示管道压力的压力表和计量水泥喷入量的电子秤或流量计。

　　2、室内配比实验：

　　粉喷桩处理软基效果为何，很大程度上取决于配比的选择是否适合当地工程地质条件。

各标段承包人和监理单位在施工前必须根据设计地质资料和动力搅拌资料，按有关规范要求做室内配比试验。

　　①粉喷桩加固料宜采用425#普通硅酸盐水泥，水泥用量因天然含水量而异，按以下方法配比：

W1≤50%，水泥用量50kg /m；50%＜W1≤70%，水泥用量为55kg/m；W1＞70%，水泥用量为60kg/m～65kg/m。

　　②加固处理的强度，应以无侧限抗压强度衡量，试件养护龄期为7d，28d，90d，要求R28≥，R90≥。

　　3、现场工艺性试桩：

　　根据室内配比进行工艺性试桩，试桩应达到下列要求。

　　① 钻进速度V≤min；平均提升速度Vp≤min；搅拌速度R≈30转/min；钻进、复搅与提升时管道压力：

≤P≤；喷灰时管道压力：

≤p≤。

　　② 确定合适的技术处理措施，掌握水泥搅拌的均匀程度，掌握下钻及提升的困难程度，成桩试验的桩数不少于5根。

　　4、施工工艺：

　　进行粉喷桩的场地需清表处理，做好抽水、清淤及整平工作。

主要施工工艺为：

放样→粉体喷射搅拌机械就位→预搅下沉→喷粉搅拌提升至离地面30cm处→重复搅拌下沉→重复搅拌提升至离地面30cm处→关闭搅拌机械→铺筑砂砾垫层→铺设土工布→填筑路堤。

路面工程在完成粉喷桩施工不少于60天后才能进行。

搅拌机每次下沉或提升的时间必须有专人记录，时间误差不大于5秒，提升前要有等待送粉到桩底的时间，防止出现提升却未喷粉的情况。

　　三、施工质量控制注意事项：

　　1、关于复搅与提升：

在桩顶部1/3范围内应重复搅拌一次,高度至少大于5m。

钻进提升时管道压力不宜过大，以防淤泥向孔壁四周挤压形成空洞。

　　2、关于补喷和废桩问题：

如发生意外影响桩身质量时，应在水泥终凝前采取补喷措施，补喷重叠长度≤。

补喷无效时须重新打桩，新桩与废桩的间距≥20cm。

　　3、输灰管须经常检查，不得泄漏及堵塞，管道长度以60m为宜。

对钻头定期检查，直径磨耗量≤1cm，钻头直径≯ 53cm。

　　4、在灌注桩两侧布设粉喷桩位时，应预留钻孔灌注桩施工位置，预留净距为140cm。

　　5、成桩施工顺序从四周边开始向中心进行，相邻两根桩必须跳跃间打。

　　6、砂砾垫层必须在桩体强度达到70%时方可铺筑。

　　7、监理处必须对粉喷桩施工进行全过程旁站，按实际发生数量进行计量。

粉喷桩处理软基施工质量控制措施

　粉喷桩是“粉体喷射搅拌桩”的简称，就是利用专用的喷粉搅拌钻机将水泥等粉体固化剂喷入软土地基中，并将软土与固化剂强制搅拌，利用固化剂与软土之间所产生的一系列物理化学反应，使软土结成具有一定强度的水泥桩体而形成复合地基的一种施工方法。

粉喷桩于20世纪70年代首先由日本和瑞典分别提出、推广和应用，我国于80年代初引入此项技术。

由于粉喷桩具有能有效减少总沉降量、能承受较大的加荷速率、抗侧向变形能力强、可大大缩短施工期等优点，目前在高速公路建设领域应用得较为广泛。

　　在以往的工程实践中，粉喷桩处理软土地基施工中常存在如下一些问题：

施工单位偷工减料，水泥用量难控制；均匀性差、强度低；沉降得不到有效减少，达不到设计意图；甚至还有沉降量反而增大了等，影响了加固效果。

因此，在施工过程中监理人员采取何种科学有效的质量控制措施，确保粉喷桩处理软基的加固效果，成了需要克服的难题。

以下本人结合杭宁高速公路浙江段一、二期工程的实践和一期工程“粉体喷射搅拌桩加固桥头软基试验研究” 的科研项目谈一点粉喷桩处理软基施工监理过程中应采取哪些质量控制措施的粗浅认识。

　　1、粉喷桩施工前监理的质量控制措施 

　　加强对施工机械设备的检验 

（1）每台桩机必须配置可以控制桩身每米喷粉量的记录器，且记录器上的任何一个可操作的按钮和开关不得用于设定或操作时间、深度、喷粉重量、桩位编号、复搅深度、复搅次数等参数，防止伪造施工记录。

（2）桩机上的气压表、转速表、电流表、电子称必须经过标定，不合格的仪表必须更换。

　　（3）每台桩机钻架相互垂直两面上分别设置两个重的吊线锤，并画上垂直线。

　　（4）在每台桩机的钻架上画上钻进刻度线，标写醒目的深度。

　　（5）钻头直径的磨损量不得大于1cm。

　　加强对原材料的检验 

（1）粉喷桩所用水泥必须经过试验室抽检，满足规范的要求。

并尽量不采用那些产量较小、质量不稳定的小水泥厂生产的水泥。

（2）水泥的堆放应该符合防雨、防潮的要求，严禁使用过期、受潮、结块、变质的水泥。

　　施工前必须进行工艺试桩 

　　不同地段具有不同的地质条件，为了克服盲目性，确保粉喷桩加固地基收到预期的效果，在粉喷桩施工前必须进行工艺试桩，试桩数量不少于5根。

试桩的目的是：

（1）提供满足设计喷粉量的各种操作参数。

如管道压力、灰罐压力、钻机提升速度、钻进速度、搅拌速度等。

（2）验证搅拌均匀程度及成桩直径。

　　（3）确定该地质条件下，符合质量要求的合理掺灰量。

　　（4）确定该地质条件下，合理的工艺流程。

　　（5）确定进入持力层的判别方法。

　　2、粉喷桩施工过程中监理的质量控制措施 

　　粉喷桩施工过程中，监理人员重点要控制好三个重要施工环节和日水泥用量、日进度两个指标。

　　三个重要施工环节的质量控制措施 

　　桩长按进入持力层控制 

　　根据本项目“粉体喷射搅拌桩加固桥头软基试验研究”科研项目成果，与塑料排水板处理方案相比，采用粉喷桩处理沉降量要减小25%~49%，沉降的分布亦有明显的改变，在桩身范围内的沉降量减小很多，而桩尖以下的软土沉降量有所增大。

在桩长11m范围内的沉降量与桩尖以下沉降量的比值达1：

。

而且由于大部分荷载由桩体承受，所以桩周土中孔隙压力较低，而桩尖以下土体中的孔隙压力较大，而且很难消散，因此，粉喷桩宜尽量打至持力层上（一般控制为qc=800kpa），并且进入持力层50cm左右。

在施工过程中，桩底设计标高往往与持力层并不一致，施工单位容易出现桩长以设计标高控制的现象，如在桩尖下尚留几米软土，根据科研成果，则会有较大的工后沉降量，由于排水不畅，预压很长时间也很难稳定。

故粉喷桩实际施工桩长应按进入持力层控制。

判别是否进入持力层的方法可由钻机钻到最深时的下钻速度和电流表的读数来判定，这两个参数是在工艺试桩时由监理确定，一般是下钻速度米/分，电流值是额定电流值的125%以上。

　　粉体计量控制 

　　粉喷桩的质量好坏与水泥掺入量的多少及喷粉的均匀性有直接的关系，因此，如何来计量粉体是控制的关键。

目前一般较为常用的是电子称重法与钻机深度相结合的计量装置，它能在记录上反映深度、相对应每延米的喷粉量、总灰量等。

粉体计量控制主要应注意以下两点：

（1）要保证喷粉的均匀性，关键是掌握好钻头的提升速度。

因水泥喷入为人工控制，必须避免出现为满足每米喷粉量的要求，施工人员根据记录器显示凑数字，而认为导致的喷粉不均匀现象。

对于直径一定的粉喷桩来说，粉体发送器单位时间内水泥的喷出量Q与搅拌轴提升速度可由下式来确定：

　　Q=π/ 

　　其中：

D：

钻头直径（m）； 

　　　　　R：

软土的容重（t/m3）； 

　　　　　S：

水泥掺入比； 

　　　　　V：

钻头提升速度（m/min） 

（2）从开始喷灰到钻头处出灰有一定时间，钻机钻至桩底后，必须预喷停留一段时间，方可提钻。

停留时间由管道长度等确定。

喷灰时，水泥在管道内的输送速度大约为1m/s，如管道长40米，钻至桩底后即喷粉提钻，则桩底实际少灰长度接近1米，反而搅动破坏了桩底原状软土，使沉降量加大。

　　复搅控制 

　　水泥与土搅拌均匀程度是关系到粉喷桩桩体强度的关键因素。

大量的施工实践已充分证明粉喷桩复搅与不复搅的质量相差甚大。

钻头喷出的粉体往往呈脉冲状，若不充分搅拌，粉体在桩中呈现层状，形成一种“夹生”，这样的桩即使水泥掺入量再多也没有强度。

复搅的作用在于通过充分的搅拌使粉体与土及水得到比较完全的接触与作用，促使桩体的形成。

为了确保搅拌的均匀性，施工时要严格掌握好钻机提升速度、搅拌叶旋转速度等，并应尽量采用全桩复搅以保证质量。

当桩长较长、土体天然含水量较高、粘性重时，应采用“二喷二搅”的施工工艺，即：

钻进—钻至桩底后慢档提升、喷灰、搅拌至停灰面—钻进、复搅复喷至桩底—提升、搅拌至停灰面—移位。

防止出现“沉桩”现象

　　日水泥用量与日进度指标的质量控制措施 

（1）现场监理应全过程旁站，旁站过程中，应随时抽查钻机的水平度和垂直度、钻进深度、喷灰深度、停灰标高、复搅深度、喷灰的管道压力、灰罐内的水泥加入量、剩余水泥量等，并作好相应检查记录。

（2）现场监理应及时收取记录器打印记录，并校核时间、桩号的连续性等，防止出现弄虚作假现象。

每日施工结束后，所有打印记录应由现场监理检查合格后签字认可

　　（3）现场监理应在每日施工结束后对施工现场水泥用量和记录器打印记录中的水泥用量加以统计、对比，并记录在当天的监理日志中。

当两者误差大于5%时，必须查明原因后方可在打印记录上签字认可或采取补桩等处理措施。

　　（4）现场监理应核对前后左右的桩的深度和成桩时间，如果深度相差较大或相同深度的桩成桩时间相差很大，则认为存在搅拌不匀或弄虚作假，并应采取补桩处理。

　　（5）现场监理应根据钻杆的提升速度、每台桩机的日工作数等，确定每日完成延米数和每根桩的施工时间。

如果某台桩机完成的延米数超过规定值较多或某根桩记录器打印记录显示时间少于规定值较多，则认为存在搅拌不匀或弄虚作假，并应采取补桩处理。

　　3、事后检测阶段监理的质量控制措施 

　　粉喷桩施工完成后，应按规定频率进行取芯、无侧限抗压强度、单桩及复合地基承载力试验。

检测时，现场监理应全过程旁站，对取芯、单桩及复合地基承载力试验的桩，应由监理工程师指定。

对检测发现的问题，如未穿透软土层、部分断灰、喷灰不均匀、强度不足等，应严格进行加密、补桩等处理。

　　取芯时，取芯位置应取在桩径1/2处，而不应取在桩中心处，因粉喷桩桩体中心是钻杆占据的空间，成桩后中心部位强度较低，易造成桩体强度偏小的假象；钻孔取芯时要注意保持钻机平衡，避免因钻杆倾斜而造成斜孔，导致取芯失败；取芯长度应比桩长长50cm左右，以检验桩底土性状。

　　在粉喷桩检测方法中，应以取芯试验为主，通过该方法，可以直观地掌握整个桩体的完整性、搅拌的均匀程度、桩体垂直度、桩长、是否达到持力层、含灰量的多少等。

　　4、结语 

　　通过杭宁高速公路浙江段一期工程“粉体喷射搅拌桩加固桥头软基试验研究”科研项目的研究和一期工程粉喷桩处理软基施工的实践。

我们在二期工程粉喷桩处理软基施工监理过程中采取了有针对性的质量控制措施，有力地保证了粉喷桩处理软基的施工质量和处理效果，根据二期工程通车后情况来看，达到了预期的目的，有效地减少了桥头沉降。

粉喷桩施工工艺与质量控制的暂行规定

　3、现场工艺性试桩：

根据室内配比进行工艺性试桩，试桩应达到下列要求。

　　①钻进速度V≤min;平均提升速度Vp≤min;搅拌速度R≈30转/min;钻进、复搅与提升时管道压力：

≤P≤;喷灰时管道压力：

≤p≤.②确定合适的技术处理措施，掌握水泥搅拌的均匀程度，掌握下钻及提升的困难程度，成桩试验的桩数不少于5根。

　　4、施工工艺：

进行粉喷桩的场地需清表处理，做好抽水、清淤及整平工作。

主要施工工艺为：

放样→粉体喷射搅拌机械就位→预搅下沉→喷粉搅拌提升至离地面30cm处→重复搅拌下沉→重复搅拌提升至离地面30cm处→关闭搅拌机械→铺筑砂砾垫层→铺设土工布→填筑路堤。

路面工程在完成粉喷桩施工不少于60天后才能进行。

搅拌机每次下沉或提升的时间必须有专人记录，时间误差不大于5秒，提升前要有等待送粉到桩底的时间，防止出现提升却未喷粉的情况。

　　三、施工质量控制注意事项：

　　1、关于复搅与提升：

在桩顶部1/3范围内应重复搅拌一次，高度至少大于5m.钻进提升时管道压力不宜过大，以防淤泥向孔壁四周挤压形成空洞。

　　2、关于补喷和废桩问题：

如发生意外影响桩身质量时，应在水泥终凝前采取补喷措施，补喷重叠长度≤.补喷无效时须重新打桩，新桩与废桩的间距≥20cm.

　　3、输灰管须经常检查，不得泄漏及堵塞，管道长度以60m为宜。

对钻头定期检查，直径磨耗量≤1cm，钻头直径≯53cm.

　　4、在灌注桩两侧布设粉喷桩位时，应预留钻孔灌注桩施工位置，预留净距为140cm.

　　5、成桩施工顺序从四周边开始向中心进行，相邻两根桩必须跳跃间打。

　　6、砂砾垫层必须在桩体强度达到70%时方可铺筑。

　　7、监理处必须对粉喷桩施工进行全过程旁站，按实际发生数量进行计量。

粉喷桩工程监理细则

三门峡宏兴建设工程咨询有限公司    马翾

一、总   则

本细则依据工程建设合同文件规定内容，工程设计文件、图纸要求和有关管理法规编制。

二、开工许可证申请程序

.承建单位在具备了粉喷桩施工的开工条件时，承建单位应根据合同文件技术条款，设

计文件和相应技术规范，结合自然条件和施工技术水平编制施工技术措施计划报监理部审批。

施工技术措施计划应包括下述主要内容：

（1）工程简况（包括项目构成、合同或设计工程量、合同工期等）；

（2）施工管理、作业劳动组织、机械配置；

（3）施工准备及程序和方法；

（4）施工进度计划；

（5）质量保证体系的建立、质量检验、检测措施；

（6）合同支付计划；

（7）其他需要报告和说明的事项。

.承建单位应在粉喷桩施工前，完成铺工放样工作，并将其报监理部批准，其内容如下

：

施工范围布置图；

放线依据及对原点检测校核情况；

施测方法，使用的仪器和人员配备；

（4）放线成果（包括记录和平面布置图）。

.上述报送文件连同审签意见单一式四份，经施工单位

项目经理签署后递交，监理部审阅后，限时批复，原件不退回。

.除非承建单位接到的审签意见为“修改后重新报送”否则可及时

向监理部申请开工许可证。

.监理部在接到承建单位申报开工申请单后，24小时内开出工程项

目开工许可证，若承建单位在限期内未收到监理部应返回的审签或批复意见，视为已报经审阅。

.如果承建单位未能按期向监理部报送上述文件，由此而造成施工工期延误和其他损失

，由承建单位承担合同责任。

三、施工过程监理

.施工过程中，承建单位应按报经批准的施工计划，按章作业，安全生产，文明施工。

.每桩完成施工单位认真填写《工程质量报验单》，经项目经理签字后报监理工程师验

收合格，并签字方可进行下个工序。

.施工过程中，承建单位应实行三检制，并认真对施工质量进行检验、检查，加强技术

管理，做好原始资料的记录、整理，于当月26日前报监理部。

.施工过程中，发现施工技术措施的效果不符合或达不到设计要求时，应及时向监理部

报告，提出调整措施报监理部批准后实施。

.施工过程中，当监理工程师需查阅资料和现场记录或者需作检验时，承建单位及其各

级施工单位不得拒绝。

.监理部的巡视和监理工程师的旁站、监督和检查，发现施工违反设计及技术要求时，

有权采取口头违规警告，书面违规警告，直至指令返工、停工等方式予以制止，由此而造成的工期延

误与经济损失由承建单位承担合同责任。

四、桩体质量评定标准要求

.将桩体挖出，测量桩直径应符合设计要求；桩身应连续均匀密实，用实物冲击有坚实

感，不得出现喷粉不匀或漏喷现象。

.桩位偏差在50mm以内，垂直度偏差不大于桩长的%。

.7d后用静载或动测法，测定复合地基的承载力，桩质量应满足设计承载力要求。

五、施工质量控制

.在进行粉喷桩施工前，应对场地进行预压平整。

.施工应全面检查施工设备工作状态是否正常，具体内容包括：

（1）组装架立喷粉桩机，检查主机各部的连接情况；

（2）喷粉系统各部分安装试调情况；

（3）灰罐、管路的密封连接情况。

.成桩时，先用喷粉桩机在桩位钻孔，至设计要求深度后，将钻头以min速度边搅

拌、边提升，同时边通过喷粉系统将水泥通过钻杆端喷咀定时定量向搅动的土体喷粉，使土体和水泥

进行充分搅拌混合，形成水泥、水、土混合体。

.桩体喷粉要求一气呵成，不得中断，每根桩宜装一次灰，搅拌完一根桩；喷粉深度在

钻杆上标线控制，喷粉压力控制在~。

.严格控制按试验确定的水泥掺和比，以满足桩体施工要求。

.当钻头提升到距离地面约150mm时，喷粉系统停止向孔内喷射水泥；遇有荷载较大和不

正常情况，为避免上部受力最大部位因气压骤减出现松散层，提高桩体质量，在桩顶下部范围内

，宜再钻进提杆复喷（水泥用量为10kg/m）一次，桩体即告完成。

.喷粉桩应自然养护14d以上始可挖基坑土方，桩基上部50mm高上层尽可能用人工开挖，

避免机械将桩头压碎或水平推力造成断桩。

切割上部桩头时用人工在周边凿槽再用锤击破碎。

六、其   他

.工程支付计量与测量，按承建合同文件规定和业主指标要求执行。

.本细则未列其他施工技术要求，承建单位若需用时，需按承建合同之规定和相应技术

规范编写施工技术措施，报监理部批准后实施。

.监理部与监理工程师所进行的检查、验收、批准、认证、签字并不表示可以减轻承建

单位对保证施工质量和进度所承担的合同责任。