关于粉喷桩质量控制若干问题的探讨

关于粉喷桩质量控制若干问题的探讨

摘要:本文针对粉喷桩在施工过程中可能存在的质量隐患进行详细的分析,为现场技术人员及监理控制施工质量并提出一套完整的施工监控方案。通过这种主动控制有效地提高了粉喷桩的施工质量。

关键词:粉喷桩质量控制

1 引言

粉喷桩是软土地基加固的一种行之有效的施工方法。它可以解决结构物与台背路基不均匀沉降而导致的桥头跳车、地基塌陷等缺陷,而且施工速度比较快。它的工作原理是:将粉状固化剂(一般为水泥),利用钻机设备,喷入软土中,并进行充分搅拌,使粉状固化物与软土产生物理和化学反应,使软土凝结成具有一定强度的水泥桩体,形成复合地基,起到加固软土地基的作用。

粉喷桩从技术上来说是成熟的,是目前高速公路建设常用的一种软土加固的方法。但由于人为因素或机械设备、材料性能等因素影响,造成喷粉量不足;或未进行有效复搅,使粉状物与软土未充分搅拌;或人为采取不良施工方法等。就会造成粉喷桩桩体不起承载作用,导致路基沉降得不到有效控制,反而会加大路基沉降量,就起不到路基加固作用,甚至破坏地基的承载能力,造成质量隐患。

针对以上这些情况,技术人员和现场监理如何有效控制粉喷桩施工质量,尤其重要。

2 质量控制要点

施工工程中,由于粉喷桩都是采用强压泵向地基喷入水泥,用电子计量装置进行计量控制,施工材料的使用隐蔽性较强,使得个别施工单位为追求更大经济效益,而恶意采用各种手段,进行偷工减料。一般采取手段有:

调整电子计量系统(一种方式是调整电子计量装置,使其不准确,随意打印水泥用量记录。另一种方式是使电子计量系统与钻机实际工作脱节)。

调整传感器装置。

不按设计要求复搅或复搅深度与设计要求不符。

钻机钻入深度不足。

使用未经检验的水泥等方式,恶意减少材料用量,降低工程质量标准。

2.1对机械设备的控制

首先,应对粉喷桩施工所采用的气压表、转速表及电子打印票据装置进行标定。特别是电子打印票据装置,经地区质量技术监督部门标定、铅封后,现场监理应对可以开启装置及标定封签上,使用胶带全部粘结起来,然后用记号笔签上标示文字(如:某年某月某日封),确保电子打印票据装置不被开启,保证电子打印的准确性。其次,对钻机所使用的钻头要经过现场量测,确保与设计桩径相符,并定期进行检查。第三,应在钻机钻杆上标写明显的米刻度线,控制钻机钻进深度和复搅深度。第四,在钻机架上标示垂直线,用垂球控制钻机的倾斜度,使其符合设计要求。

2.2对施工场地的要求

对于粉喷桩施工范围,首先进行清理和整平,坡度控制在2%以内。如果施工范围处在河段处,应清淤后填筑30-50公分素土,并控制桩顶设计标高,场地平整后,粉喷桩机就位。对于水泥堆放处应进行场地硬化,并采取措施,不使水泥受潮板结成块。

2.3施工前进行成桩试验

施工前应在监理工程师批准的地点设置5根以上的试桩,以验证和确定喷头转速、提升速度、水泥用量等技术参数,使其满足设计要求。

2.4对所用材料的控制

粉喷桩所使用的材料,主要是水泥,在使用前应经施工单位试验室和试验监理一起到供应厂家取样进行化验,其抗压强度、抗折强度、安定性等指标符合规范要求后,才能大量采购使用,尽量采用比较正规企业的大窑水泥。施工期间试验监理还应按规定数量进行抽检,以确保水泥的稳定性,保证粉喷桩质量。

2.5施工过程中的质量控制方法

粉喷桩施工流程图如下:

桩位放样→钻机就位→钻进设计桩底标高→提升钻头喷灰到原地面→再次钻进至设计复搅深度→提升钻头→钻机移位→桩头处理

施工过程中,监理人员应进行全过程旁站,主要控制要点有以下几方面:

桩位放样,桩位与图纸位置偏差不大于50mm,桩距误差不大于+100mm。

通过观察钻机上米刻度线进行控制钻进深度。

通过对桩头直径的量测,控制粉喷桩实际桩径符合设计要求。

钻头开始喷粉到喷粉结束的时间控制,实际喷粉长度水泥用量的控制。

喷粉结束后,应按设计要求进行复搅。

统计每日水泥用量与计算的每日施工粉喷桩延米数量是否相符,相符时应对电子打印记录及时进行签字认可;若存在误差大于5%以上时,就应认真分析原因,查找根源。确因喷粉数量不足时,应整桩复打,若因喷粉中断时,复打重叠孔段应大于1米以上。

对每个粉喷桩施工完毕后,应采用覆盖或掩埋桩头的方法进行洒水养护,冬季施工时应用保温材料覆盖桩头,以确保桩头质量。

2.6施工完成后对粉喷桩的质量检查控制

(1)桩头强度和外观的检测。待成桩达到7天后可以采用随机抽样法按规定频率进行如下检测:桩头向下挖除30-50cm水泥表层,进行外观检测,主要检测其桩体外观是否圆顺,水泥与素土搅拌是否均匀。用轻便触探仪对开挖出来的桩头进行强度检测,根据N10贯入10cm的锤击次数或N10连续贯入30cm的锤击次数,来判定桩头强度是否合格。

(2)对桩体强度及桩长的检测。粉喷桩成桩达到28天强度后,按规范规定频率进行钻芯取样检测,主要检测以下几方面的内容:检测粉喷桩搅拌的均匀性,桩体有无短粉情况及桩长是否达到设计要求;对取出的芯样进行加工,制作成高试件做无侧限抗压强度试验,是否符合设计要求;取芯长度应比设计桩长多取50cm左右,以检验桩底与土接触面及桩底土形状;若对桩体质量表示怀疑时,应加大检测频率,采取随机抽样或由监理工程师指定的方式进行检测。

(3)单桩和复合地基承载力检测。若对某一粉喷桩施工段的质量有疑问时,可以采用静荷载试验,检查复合地基或单桩承载力,静荷载试验应以每个台背或施工段为单元,检测不少于3点,取三点的代表值,检查是否符合设计要求。

(4)小应变无损探测检测方法。主要是使用小应变仪和地质雷达对粉喷桩完整性进行检测。并与取芯试验对比。但该种方法由于检测的灵敏度较低,难以准确判定粉喷桩的施工质量,一般还是应该采取钻芯取样的方法进行检测桩体强度和桩体的完整性。

以上通过检测对不符合设计要求和规范规定时,应采取加密或补桩措施进行补救。