水泥粉喷桩在基础处理中的施工工艺及质量检测探析

孙时鹏 （安徽省凤凰颈排灌站管理处，安徽 无为 238300）

新建黄湾闸是结合河道过水断面的扩大和兆河沟通的有利条件，在引江济巢期间，增加引江有效水量和巢湖水体交换的规模。本工程闸室、上闸首、两侧空箱翼墙段采用钉型水泥土双向搅拌桩处理，下部桩径0.6m，上部扩大头桩径1.2m，长3～5m，共布置1410根桩，桩距1.8m，桩长13～21m。由于工程项目的复杂性，在施工工艺方案确定中，采用了水泥粉喷桩技术，对于该种技术而言，主要是作用在水泥土桩之上，将水泥作为固化剂，并通过深层搅拌机的搅拌，将水泥与原位软件进行强制搅拌、压缩，以保证闸基础处理的稳定性，提高工程项目施工的整体质量。

1 黄湾闸工程概况

1.1 工程概况

黄湾闸位于西河河道，桩号为46+400m。该闸由闸室（含通航孔）、两岸连接建筑物、防渗排水设施、消能防冲设施等建筑物组成。设计洪水标准20年一遇，设计排涝流量450m3/s，校核洪水标准50年一遇，校核排涝流量500 m3/s。黄湾闸采用开敞式水闸型式，钢筋混凝土结构，水闸底槛高程为4.5m（吴淞），共5孔，中孔布置通航孔，净宽12m，每侧各布置2孔非通航孔，单孔净宽9m，闸室总净宽48m，闸室总宽度（含空箱岸墙）为80.4m。闸上公路桥按公路Ⅱ级标准设计，桥面高程16.3m（吴淞），总宽9.0m，净宽8m。工程桩基所用材料：水泥采用42.5级，渗入量16%。单桩承载力特征值为325kN，复合地基承载力为150kPa，施工规范是《钉型水泥双向搅拌桩复合地基技术规程》（苏JG//TD24-2007），钉型水泥土双向搅拌桩进入粉细砂层不小于1.0m，桩顶设30cm厚水泥土垫层（掺12%42.5级水泥），压实度不小于0.96[1]。

1.2 闸址地质特征

结合工程项目施工特点，对闸地质的特征进行分析，第一，根据安徽省水利水电勘测设计院对本工程的勘测报告，本工程地层岩性及其空间分布比较稳定，同时也没有发现有明显的不良现象，属稳定场地。但由于浅层地基土以淤泥质粉质壤土为主，强度较低，且该层下部多为透水性较大的粉细砂、沙壤土，地质条件较差。第二，黄湾闸底板坐落于淤泥质重粉质壤土中，闸基于该层土厚5.3～9.7m，该层承载力约为65kPa，强度偏低，压缩性高。第三，岸墙，翼墙底板坐落于中、重粉质壤土、淤泥质重粉质壤土中，该层承载力约为100kPa，强度稍低，软可塑状，中等压缩性，其下卧层为淤泥质中、重粉质壤土，为软弱下卧层。渗透试验成果分析，该层土具水平层理，水平向透水性较大，为中等透水性。第四，下层为粉细砂层，强度较高，平均标准贯入击数为20.1击，其承载力约为170kPa，属低压缩性土，该层土在场区内分布较为稳定，可作为桩端持力层。

2 施工工艺

2.1 施工中的设备准备

在水泥粉喷桩施工中，应该禁止使用非定型产品以及自行改装的设备，相关人员对粉喷桩的设备进行严格检测，结合工程项目设计标准以及施工办法，进行设备准备工作的完善，通常状况下，在施工设备准备工作中，其内容包括：第一，对于进场设备，应该具有良好的显示功能，对钻杆钻进过程中的电流变化、电压变化以及水泥喷入量进行记录。第二，进行施工设备的检查。每台桩基都需要进行科学配置，记录器上的操作按钮不能用于设定操作时间以及操作深度，以避免出现伪造施工记录的现象。第三，在桩基上的气压表、转速表以及电流表使用时，需要经过标定，不符合规定的设备需要及时更换[2]。

2.2 原材料的检测

结合黄湾闸工程项目的特点，在原材料检测中，水泥粉喷桩通常会选用325或是425的普通硅酸盐水泥，而且，施工中应该对水泥的品种以及标号进行设计，以充分满足施工工艺的质量控制需求。承包人员应该与监理方进行购进水泥的质量检测，不能采用产量小以及质量控制不稳定的水泥厂。通常状况下，入罐的水泥需要经过筛选，粒径不能超过5mm，而且不能含有塑料布、垃圾等。并在监理抽样检查之后确定水泥材料的质量，充分保障施工材料使用的基本标准[3]。

2.3 测量放样

通过对水泥粉喷桩加工工艺的分析，在软土工程质量提升中，施工人员需要严格按照设计要求进行布点定位，所以，需要保证施工场地的平整性，及时清除施工中所遇到的障碍物。相关的施工人员以及监理人员应该对工程导线点的水准点进行多期复测，并在满足施工标准之后进行施工，同时，在测量放样的过程中，施工单位也应该按照要求进行定位偏差控制，详细填写放样单，提高工程施工的稳定性。

2.4 施工前进行工艺试桩

在黄湾闸制闸基础项目施工中，施工之前应该对工艺试桩进行分析，通过不同地质特点施工工艺的确定，避免盲目现象的发生。通常状况下，在施工前进行试桩时应该做到：第一，确定穿过软土层的实际深度。第二，结合软土阻力的特点，确定钻进以及提升的速度，在工程项目施工中，对于含水率相对较大的软土，应该逐渐提高流速，对于砂层或是粗砂层，其流速需要快于淤泥层，而且风量小于淤泥层。第三，在全面施工之前，应该进行工艺试桩，结合工程项目施工的基本需求，提升速度，以保证工程项目施工的安全性、稳定性[4]。

3 施工质量检测

施工结束之后，应该对施工质量进行检测。第一，对成桩7d的粉喷桩进行测试。在检测中，需要检查外观是否圆顺、搅拌均匀性以及成桩直径等项目。并通过桩身以及桩周围不同深度静力触探实验的分析，对原地基触探结果进行数据分析，以便直观的反映出桩身的软基强度。在该项检测中，桩的倾斜度允许偏差为1%，桩位允许偏差为±20mm。第二，对成桩28d的水泥粉喷桩进行检测。28d的水泥粉喷桩需要按照1%的频率钻心取样，取芯的长度在持力层下50cm的位置，取芯之后或发现问题需要及时处理，以提高施工质量检测的标准。在孔位检测中，应该避开喷灰盲区，一般需要距离桩中心1/4的位置，在钻进取芯中，钻杆应该保持在规定的垂直状态，避免出现对水泥试样的扰动，以保证检测的稳定性。而且，在水泥粉喷桩施工结束之后，养护期需要大于28d，养护时进行单桩静载试验和复合地基荷载试验，不合格要进行补桩，质量检查合格之后才可以进行之后施工[5]。

4 结束语

总而言之，应用水泥粉喷桩在黄湾节制闸基础处理的过程中，为了提高工程项目施工的稳定性，应该将质量工艺控制以及质量监测方案的分析进行确定，通过工程项目施工标准的完善，提高工程项目施工的稳定性，以满足工程施工的基本需求，为工程施工行业的稳定发展提供支持。