摘要：為了確保噴粉攪拌樁樁體的質(zhì)量，本文在分析和試驗的基礎上，提出采用靜力觸探法（CPT法）結合標準貫入試驗法（SPT法）對噴粉樁工程質(zhì)量進(jìn)行檢測和控制。

　　關(guān)鍵詞：樁 基礎 施工

    1引言

　　粉體噴射攪拌法（DJM工法）是深層攪拌加固技術(shù)的一種。1967年瑞典BPA公司的Kjeld Paus先生提出了一種采用生石灰粉與原位軟粘土攪拌形成石灰柱的軟土加固法，即“石灰柱法”（Lime Columns Method），它標志著(zhù)粉體噴射攪拌技術(shù)的問(wèn)世。1971年瑞典的Linden-Alimat公司根據Kjeld Paus的研究成果，在現場(chǎng)用生石灰和軟土攪拌制做了石灰柱，進(jìn)行了第一次現場(chǎng)試驗，1974年正式取得專(zhuān)利并進(jìn)入工程實(shí)用階段，開(kāi)創(chuàng )了粉噴技術(shù)的新時(shí)代。

　　日本在1967年由運輸部港灣技術(shù)研究所開(kāi)始研究石灰攪拌施工機械，1974年開(kāi)始在軟土地基加固工程中應用，且在施工技術(shù)上超越瑞典。研制了兩種施工機械，形成兩種施工方法，一類(lèi)是使用顆粒狀生石灰的深層石灰攪拌法，即DLM法（Deep Lime Mixing工法）；另一類(lèi)是噴射攪拌的粉體，且不限于石灰粉末，可使用水泥粉之類(lèi)干燥的加固材料，稱(chēng)之為粉體噴射攪拌法，即DJM（Dry Jet Miximg工法）。

　　由于使用的固化劑為干燥霧狀粉體，不再向地基土中注入附加水份，它能充分吸收軟土中的水，對含水量高的軟土加固效果尤為顯著(zhù)，較其他加固方法輸入的固化劑要少得多，不會(huì )出現地表隆起現象。同時(shí)，水泥粉等粉體加固料是通過(guò)專(zhuān)用設備，用壓縮空氣將粉體噴入地基土中，再通過(guò)機械的強制性攪拌將其與軟土充分混合，使軟土硬結，形成具有整體性較強、水穩性較好、有一定強度的柱體，起到加固地基的作用。這種地基處理方法在施工過(guò)程中無(wú)振動(dòng)、無(wú)污染，對周?chē)�環(huán)境無(wú)不良影響，近二十年來(lái)，在國外得到了廣泛應用。

　　1983年，鐵道部第四勘察設計院引進(jìn)這項技術(shù)，進(jìn)行了設備研制和生產(chǎn)實(shí)踐，1984年在廣東省云浮硫鐵礦鐵路專(zhuān)用線(xiàn)上的軟土地基加固工程中率先使用，后來(lái)相繼在武昌、連云港等用于下水道溝槽擋土墻和鐵路涵洞軟基加固，均獲得良好效果。

　　由于噴粉樁加固軟基效果好、速度快，可以最大限度地減少工后沉降，特別是對于減少橋頭跳車(chē)現象、減少地基不均勻沉降、防止路堤失穩方面有著(zhù)其它軟基處理方法無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)。因此，近年來(lái)在高速公路軟基處理工程中得到廣泛應用，至目前為止，我省在高等級公路上噴粉樁的使用已超過(guò)800萬(wàn)延米。

　　實(shí)踐證明，噴粉樁是一種具有很大推廣價(jià)值的軟土地基加固技術(shù)，這一技術(shù)已廣泛應用于鐵路、市政工程、工業(yè)民用建筑等的地基礎處理中。然而近來(lái)由于噴粉樁復合地基施工質(zhì)量不易控制，出現事故較多，上海等地相繼暫停該項技術(shù)在工民建地基處理中的應用。粉體噴攪法加固軟弱土層中，其設計理論、施工控制技術(shù)一直存在爭論。概括起來(lái)，在噴粉樁應用領(lǐng)域存在兩類(lèi)問(wèn)題：

　�。�1）噴粉樁復合地基的設計計算方法，包括其荷載傳遞特性、樁土共同作用理論、沉降計算方法、承載力計算方法等；

　�。�2）噴粉樁施工質(zhì)量控制技術(shù)。噴粉樁的施工質(zhì)量是保證其處理效果的關(guān)鍵，由于噴粉樁屬隱蔽工程、“良心”工程，目前還沒(méi)有公認的、行之有效的質(zhì)量控制方法，這是導致噴粉樁處理軟基失效或處理效果不好的主要原因。

　　2噴粉樁質(zhì)量檢測方法綜述

　　由于噴粉樁施工量大面廣，且是隱蔽工程，現有噴粉樁施工機具無(wú)法自動(dòng)地、準確地控制噴粉樁施工質(zhì)量。因此，如何對噴粉樁施工質(zhì)量進(jìn)行檢測，實(shí)施噴粉樁施工過(guò)程中質(zhì)量的有效控制，是軟基處理工程沒(méi)有解決而迫切需要解決的問(wèn)題，也是廣大工程技術(shù)人員一直在探索和研究的問(wèn)題。目前噴粉樁質(zhì)量檢測方法主要有以下幾種：

　�。�1）挖樁檢查法是目前軟基設計規范規定的方法，要求按樁總數2%的取樣頻率挖樁檢查樁的成型情況，然后分別在樁頂以下50cm、150cm等部位砍取足尺樁頭，進(jìn)行無(wú)側限抗壓強度試驗。

　　很顯然，該方法只能對樁身上部（2～3m）樁身質(zhì)量進(jìn)行比較準確的檢測，而該部分正是噴粉樁施工機械噴灰和復攪最易于保證質(zhì)量的部分，且該部分往往位于硬殼層內而并非軟土層內，故樁身成型情況及樁體強度一般都不會(huì )有問(wèn)題，而對于噴粉樁易于出問(wèn)題的下部則無(wú)法檢測，故該方法檢測結果毫無(wú)代表性，不僅挖樁、砍樁頭工程量大，而且破壞了天然地層，回填困難，據此，該方法弊大利小，不應作為規范推薦的方法。

　�。�2）輕便觸探儀觸探法也是規范規定的方法。輕便觸探需在早期進(jìn)行，一般齡期不能超過(guò)5～7d，且輕便觸探探測深度一般不超過(guò)4m，故對噴粉樁深層質(zhì)量無(wú)法測定，與第一種方法一樣，測定結果無(wú)代表性。因此，作為規范規定的方法，顯然不能滿(mǎn)足工程質(zhì)量控制的要求。

　�。�3）鉆孔取芯法采用地質(zhì)鉆機對噴粉樁進(jìn)行全程鉆孔取芯樣（一般齡期28d），這是目前噴粉樁質(zhì)量檢測中常用的方法，測定結果能較好地反映噴粉樁的整體質(zhì)量，但該方法也存在檢測時(shí)間長(cháng)、鉆孔費用高，鉆孔取芯時(shí)間一般需在28d以后，難以對噴粉樁質(zhì)量實(shí)施動(dòng)態(tài)控制等問(wèn)題。故此，考慮到費用、時(shí)間方面的因素，只能抽取少量的樁進(jìn)行鉆孔取芯檢測。

　�。�4）靜載試驗法能根據樁承載力的大小定性地確定樁體質(zhì)量，但由于測試費用較高，每個(gè)工程只能抽檢很少數量，故測試結果也無(wú)代表性。

　�。�5）動(dòng)測法主要是指小應變動(dòng)測法，它是基于一維波動(dòng)理論，利用彈性波的傳播規律來(lái)分析樁身完整性。顯然動(dòng)測法檢測速度快，測試簡(jiǎn)單，但國內大量資料表明，噴粉樁樁體強度與波速之間關(guān)系離散，樁端阻抗與周?chē)�介質(zhì)沒(méi)有明顯變化，樁底反射不明顯，因而難以用動(dòng)測法評價(jià)樁身質(zhì)量。

　　以上各種方法各有利弊，但每一種方法都不能快速、有效、經(jīng)濟地對噴粉樁質(zhì)量檢測，保證噴粉樁施工質(zhì)量。本文采用靜力觸探法（CPT法）和標準貫入試驗法（SPT法）對徐連高速公路噴粉樁進(jìn)行了大量的測試，檢測結果表明，CPT法結合SPT法能較好地評價(jià)噴粉樁施工質(zhì)量，實(shí)施對噴粉樁施工過(guò)程動(dòng)態(tài)質(zhì)量控制。

　　3 CPT法和SPT法檢測方法與測試結果分析

　　噴粉樁樁身質(zhì)量應包括至少三個(gè)方面：樁體強度、攪拌均勻性和樁身長(cháng)度。采用CPT法能夠快速、經(jīng)濟、有效地對噴粉樁前期強度或施工時(shí)的實(shí)時(shí)質(zhì)量進(jìn)行檢測，便于噴粉樁質(zhì)量的事先控制。本次試驗對不同齡期，不同的摻灰量，分復攪和不復攪等不同情況，結合鉆孔取芯，對多根噴粉樁進(jìn)行了對比試驗。當噴粉樁齡期超過(guò)7d時(shí)，由于強度增長(cháng)，采用CPT法已難以試驗，故CPT法只適合于7d齡期以?xún)鹊膰姺蹣顿|(zhì)量檢測。對于齡期超過(guò)7d的噴粉樁，采用標準貫入試驗法（SPT）能較好地評價(jià)樁身質(zhì)量。

　　首先，對樁身水泥土強度，可以通過(guò)標準貫入擊數N63.5來(lái)評定，N63.5與無(wú)側限抗壓強度之間的關(guān)系已有較為成熟的經(jīng)驗公式，在本次試驗中也提出了相關(guān)公式。實(shí)踐表明，該公式能比較客觀(guān)地反映樁身水泥土強度。

　　其次，在標準貫入試驗的同時(shí)，進(jìn)行取芯，通過(guò)芯樣觀(guān)察、描述，可以了解水泥主攪拌均勻性，同時(shí)必要時(shí)芯樣可送回實(shí)驗室，進(jìn)行抗壓試驗，確定其強度。

　　第三，樁長(cháng)是決定噴粉樁復合地基加固效果的主要因素之一，通過(guò)鉆孔貫入過(guò)程，貫穿樁底，可以準確地確定出樁長(cháng)。

　　采用SPT法對不同齡期、不同的摻灰量，結合鉆孔取芯，對多根噴粉樁進(jìn)行對比試驗。

　　根據靜力觸探比貫入阻力Ps和標貫擊數N63.5與鉆孔取芯無(wú)測限抗壓強度Qu測試結果，采用數理統計方法可得出以下統計關(guān)系：

　�。�1）靜力觸探比貫入阻力Ps與無(wú)側限抗壓強度Qu之間關(guān)系

　　Qu=39.3+4.17P?（7d齡期）

　�。�2）標貫擊數N63.5與無(wú)側限抗壓強度Qu之間關(guān)系

　　Qu=17.85+6.8N63.5?2≤N63.5≤18 （7d齡期）

　　Qu=268.4+10.6N63.5?16≤N63.5?≤30 （28d齡期）

　　4結論

　　分析以上相關(guān)關(guān)系，可以得出以下幾個(gè)有價(jià)值的結論：

　�。�1）CPT法能較好地反映噴粉樁成樁后前期強度的情況，對不同摻灰量、不同齡期的噴粉樁強度以及復攪和不復攪的情況都有明顯的反映，復攪和不復攪相比，其強度可提高60%以上，空攪不噴灰CPT測試結果與原地基土區別不大。因此，CPT法測試曲線(xiàn)也能較好地反映摻灰量的情況。

　�。�2）SPT法能較好地反映不同齡期、不同摻灰量對噴粉樁強度的影響，N63.5與Qu之

　　間有良好的線(xiàn)性關(guān)系，采用這一關(guān)系能較好地確定噴粉樁28d的強度，以作為設計和檢驗的標準。

　�。�3）在目前尚沒(méi)有公認的有效且經(jīng)濟的噴粉樁質(zhì)量檢測方法的情況下，建議采用CPT法結合SPT法對噴粉樁工程質(zhì)量進(jìn)行檢測和控制，在施工過(guò)程中采用CPT法，以對噴粉樁質(zhì)量進(jìn)行動(dòng)態(tài)控制，防止秋后算賬；而在工程完工驗收時(shí)，進(jìn)行28d齡期的標貫試驗。這樣可以較好地保證噴粉樁施工質(zhì)量在有效的控制之中，確保噴粉樁處理軟基的效果。