巖土工程師輔導(dǎo)：巖土粉體噴射攪拌樁施工方法

　　摘要：作為處理軟土地基手段之一的深層粉體攪拌樁，在我國土建工程中，已得到廣泛使用。其結(jié)構(gòu)型式，可分為塊式、壁式、格子式和樁式四種。在公路工程中，采用柱式為主適用于加固淤泥、淤泥質(zhì)土、粘土、粉土等軟弱地層，尤其是高路堤和橋頭接坡等。

　　關(guān)鍵詞：樁基礎(chǔ) 施工

　　一、特點(diǎn)

　　1、可根據(jù)不同加固土的性質(zhì)和需要達(dá)到的樁體要求，選用不同種類不同摻量的固化材料，目前常用的有水泥和石灰等。

　　2、利用固化材料可提高加固土的早期強(qiáng)度，大大縮短工期，由于固結(jié)屈服應(yīng)力很大，故上部承重時(shí)，不會(huì)產(chǎn)生固結(jié)沉降。

　　3、施工機(jī)具簡單，設(shè)備小型便于操作。無振動(dòng)和噪音對周圍土體無擠壓作用，可在建筑物、人口密集區(qū)鄰近施工。

　　4、加工費(fèi)用低廉，技術(shù)效果明顯，可用于大范圍軟基處理。

　　二、原理

　　粉體攪拌是以石灰、水泥等粉體固化材料，通過專用的粉體攪拌機(jī)械用壓縮空氣將粉體送到軟弱地層中。憑借鉆頭葉片，在原位進(jìn)行強(qiáng)制攪拌，形成土和摻和料的混和物。使其產(chǎn)生一系列的物理——化學(xué)反映，從而形成柱狀加固體，提高土的穩(wěn)定性能和力學(xué)性能一般在摻入15%水泥的情況下，90天齡期的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度可達(dá)20MPa.

　　三、施工工藝

　　(一)主要施工機(jī)械

　　1、50KW以上發(fā)電機(jī)一臺(tái)，向系統(tǒng)提供動(dòng)力。

　　2、粉體發(fā)送器一臺(tái)，向鉆機(jī)提供氣粉混合物。

　　3、空氣壓縮機(jī)一臺(tái)，作為風(fēng)源。

　　4、CPP-7型攪拌機(jī)一臺(tái)(由底座、鉆架、攪拌鉆頭等組成)通過攪拌葉片的機(jī)械攪拌作用，使灰土混合。

　　(二)施工程序

　　1、定位：平整場地將攪拌機(jī)移到樁位調(diào)平機(jī)位、對中。

　　2、預(yù)攪鉆進(jìn)下沉：啟動(dòng)攪拌攪機(jī)電機(jī)，使鉆頭正向轉(zhuǎn)動(dòng)鉆進(jìn)勻速下沉至設(shè)計(jì)標(biāo)高為止。

　　3、噴粉攪拌提升，當(dāng)深層攪拌機(jī)下沉到設(shè)計(jì)深度時(shí)開啟空壓機(jī)待氣粉混和物到達(dá)噴口時(shí)按確定的提升速度開動(dòng)鉆機(jī)反鉆邊噴灰，邊提升攪拌機(jī)。

　　4、重復(fù)攪拌：攪拌機(jī)噴灰反轉(zhuǎn)提升至原地面以下50cm時(shí)，關(guān)閉空壓機(jī)。為使軟土和固化劑攪拌均勻，再次將攪拌機(jī)鉆進(jìn)下沉，直至設(shè)計(jì)深度，再將攪拌機(jī)按規(guī)*定速度反轉(zhuǎn)提升出地面。

　　5、移位，準(zhǔn)備打下一根樁。

　　(三)勞動(dòng)力組織

　　每臺(tái)鉆機(jī)由8-10人組成

　　1、班長1名——-負(fù)責(zé)施工指揮、質(zhì)量進(jìn)度協(xié)調(diào)各工序之間的工序銜接。

　　2、司機(jī)工1名——正確操縱攪拌鉆機(jī)的定位、下鉆、提升噴化粉體等工序觀察檢查機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)情況和維修保養(yǎng)。

　　3、司泵工1名——負(fù)責(zé)空壓機(jī)、電子秤以及泵送管道的正常運(yùn)轉(zhuǎn)和設(shè)備的保養(yǎng)。

　　4、記錄員1名——記錄施工中的各類數(shù)據(jù)。

　　5、送灰工1名——負(fù)責(zé)噴粉機(jī)的操作保養(yǎng)，掌握正確噴粉。

　　6、送料工2名——保證灰罐中固化粉體充足。

　　7、電工1名——-維護(hù)全部電器設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)、保證正常照明。

　　8、機(jī)械工1名——整套機(jī)械設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)和維修。

　　(四)施工中注意事項(xiàng)

　　1、場地必須平整，清除地表地下的一切障礙。當(dāng)表土過軟時(shí)應(yīng)采取施工機(jī)械失穩(wěn)措施。

　　2、每根樁開鉆后必須連續(xù)施工，嚴(yán)格控制噴灰及停灰時(shí)間，不得間斷，嚴(yán)禁在尚未噴灰的情況下進(jìn)行提升作業(yè)，以確保粉體樁的長度。

　　3、如有故障等原因而中斷噴粉應(yīng)記錄中斷深度，必須進(jìn)行復(fù)打，重打重疊段不小于1.0m.

　　4、對使用過的鉆頭直徑，須隨時(shí)檢查，及摩損量不得大于1cm.

　　四、加固質(zhì)量效果的檢驗(yàn)

　　1、在已完成的樁中抽取2%的樁進(jìn)行成樁檢驗(yàn)，可采用芯鉆探或開挖樁體上部0.6m、1m、1.5m處截取原狀土樣，直接測定樁的強(qiáng)度，另外也可觀察樁體直徑均勻程度和成樁情況。

　　2、一般90天齡期無側(cè)限抗壓強(qiáng)度可達(dá)20MPa.

　　3、處理后的復(fù)合地基承載力比天然地基提高1.5——2倍。

　　4、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)見下表：

　　粉體樁施工質(zhì)量允許偏差表

　　序號(hào)項(xiàng)目單位規(guī)定值或允許偏差檢查頻率檢查方法

　　1樁軸偏移(縱橫)mm100每根樁用經(jīng)緯儀或鋼尺丈量

　　2鉆桿傾斜度%1每根樁用經(jīng)緯儀或垂線量測

　　3樁底高程m不高于設(shè)計(jì)標(biāo)高每根樁噴粉前檢查鉆桿沉入長度

　　4樁頂高程m不低于設(shè)計(jì)標(biāo)高每根樁檢查停止噴粉時(shí)鉆桿高程

　　5單位噴粉量%≤7每根樁計(jì)量儀或現(xiàn)場計(jì)量檢查

　　6粉體90天無側(cè)限

　　抗壓強(qiáng)度MPa不小于設(shè)計(jì)標(biāo)高樁數(shù)的2%柱頭或抽芯取樣

　　五、效益分析

　　1、本法加固軟土地基的效果比其它方法更為明顯可靠。一是沉降均勻、邊坡與路中沉降差減少。二是沉降量小。三是強(qiáng)度高，如粉噴樁的樁長5.0m、樁徑50cm、樁距1.3m水泥用量10%計(jì)，其28天無側(cè)限抗壓強(qiáng)度大于720KPa，復(fù)合地基承載力在90KPa左右，而真空預(yù)壓的為80KPa，堆載預(yù)壓的在50-80KPa之間。

　　2、施工工期真空預(yù)壓的要140天，堆載預(yù)壓需6個(gè)月到12個(gè)。而粉樁一般在100天左右，沉降量基本穩(wěn)定，從而加快了進(jìn)度。

　　3、當(dāng)用于加固橋梁接坡軟土地基時(shí)，基本消除了橋頭跳車現(xiàn)象。

　　六、工程實(shí)例

　　1、91年在新港地區(qū)，加固了一萬余平方米，樁長5米，累計(jì)深度30070米。

　　2、92年的滬寧A標(biāo)段，橋頭和路線軟土段加固處理。

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