粉噴樁處理軟基施工方法

1、粉噴樁處理軟基施工方法一、定義 粉噴樁屬于深層攪拌法加固地基方法的一種形式，也叫加固土樁。深層攪拌法是加固飽和軟粘土地基的一種新穎方法，它是利用水泥、石灰等材料作為固化劑的主劑，通過(guò)特制的攪拌機(jī)械就地將軟土和固化劑(漿液狀和粉體狀)強(qiáng)制攪拌，利用固化劑和軟土之間所產(chǎn)生的一系列物理一化學(xué)反應(yīng)，使軟土硬結(jié)成具有整體性、水穩(wěn)性和一定強(qiáng)度的優(yōu)質(zhì)地墓。粉噴樁就是采用粉體狀固化劑來(lái)進(jìn)行軟基攪拌處理的方法。深層攪拌法具有施工工期短、無(wú)公害、施工過(guò)程無(wú)噪音、不排污、對(duì)相鄰建筑物無(wú)不利影響等優(yōu)點(diǎn)。二、適用范圍1.適用土質(zhì)粉噴樁最適合于加固各種成因的飽和軟粘土，目前國(guó)內(nèi)常用于加固淤泥、淤泥質(zhì)土、粉土和含水量較高的

2、粘性土。由于粉噴樁是將干的固化劑(水泥粉、石灰粉)拌入地基的，所以當(dāng)軟基中的含水量低于30時(shí)，為了保證粉體的充分固化，必須在攪拌過(guò)程中加入適當(dāng)水分，因此當(dāng)選用粉噴樁時(shí)，土層的含水量宜大于50。2.加固深度加固深度取決于施工機(jī)械的功率，國(guó)外某些加固軟土的深度已達(dá)到60m；國(guó)內(nèi)的施工機(jī)械的攪拌能力一般為30m，所以加固深度只能達(dá)到2627m。3.適用工程由于采用水泥或石灰與軟土充分?jǐn)嚢韬笮纬傻膹?fù)合體，其抗壓強(qiáng)度比天然軟土能夠提高數(shù)十倍甚至數(shù)百倍，因此它與周圍天然土層組成的復(fù)合地基可大大提高承載力、減少沉降量。因此粉噴樁能夠應(yīng)用于公路路基、機(jī)場(chǎng)、鐵路、建筑物、堆料場(chǎng)、辦公樓、住宅樓、水壩、港口等各種

3、工程中。三、粉噴樁的施工1.材料要求可采用水泥、生石灰粉、粉煤灰等作為加固料，其質(zhì)量規(guī)格應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。生石灰 生石灰應(yīng)是磨細(xì)的，最大粒徑應(yīng)小于2mm，石灰中應(yīng)無(wú)雜質(zhì)，氧化鈣、氧化鎂含量不應(yīng)小于85，其中氧化鈣含量不應(yīng)低于80。水泥水泥采用普通水泥或礦渣水泥，應(yīng)是國(guó)家免檢產(chǎn)品，嚴(yán)禁使用過(guò)期、受潮、結(jié)塊、變質(zhì)的劣質(zhì)水泥。對(duì)非免檢廠生產(chǎn)的水泥，應(yīng)分批提供有關(guān)標(biāo)號(hào)、安定性等試驗(yàn)報(bào)告。粉煤灰粉煤灰化學(xué)成分中要求二氧化硅和三氧化二鋁的含量應(yīng)大于70，燒失量應(yīng)小于10。也可采用石膏粉作為摻加劑，有利于強(qiáng)度的提高。2.室內(nèi)配方試驗(yàn)施工實(shí)際使用的固化劑和摻加劑必須通過(guò)室內(nèi)試驗(yàn)的檢驗(yàn)，符合設(shè)計(jì)要求后方能使用。3

4、.成樁試驗(yàn)在粉噴樁進(jìn)行大量施工前，必須要進(jìn)行成樁試驗(yàn)，試驗(yàn)應(yīng)達(dá)到下列要求，并取得技術(shù)參數(shù)。滿足噴入量的各種技術(shù)參數(shù)，如鉆進(jìn)速度、提升速度、攪拌速度、噴氣壓力、單位時(shí)間噴入量等；確定攪拌的均勻性；掌握下鉆和提升的阻力情況，選擇合理的技術(shù)措施；根據(jù)地層、地質(zhì)情況確定覆噴范圍。成樁工藝性試驗(yàn)樁數(shù)不宜少于5根。4.施工機(jī)械粉噴樁的施工機(jī)械主要由步履機(jī)構(gòu)、動(dòng)力機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、操作機(jī)構(gòu)、粉體發(fā)送器、空氣壓縮機(jī)、攪拌鉆頭等組成，主機(jī)是一臺(tái)能完成鉆進(jìn)及攪拌的鉆機(jī)。由于粉噴樁的施工特點(diǎn)，如成樁速度快，又要求不同的提升和旋轉(zhuǎn)速度來(lái)滿足不同的樁身強(qiáng)度要求，因此對(duì)鉆機(jī)移位的靈活性和速度可變性又有較高的要求。表一為國(guó)內(nèi)

5、外幾種常用粉體攪拌機(jī)主機(jī)的技術(shù)性能。國(guó)內(nèi)外幾種常用粉體攪拌機(jī)主機(jī)的技術(shù)性能 表一技術(shù)參數(shù)單位日本產(chǎn)DJMl037型日本產(chǎn)DJMl070型瑞典產(chǎn)LPS-4型中國(guó)產(chǎn)GPP-16型加固深度m10151016成樁直徑mm8001000500500鉆具轉(zhuǎn)速r/min5505507530、50、94成樁速度m/minO7O7O4O.5、0.8、1.5驅(qū)動(dòng)方式液壓馬達(dá)液壓馬達(dá)液壓馬達(dá)電動(dòng)機(jī)行走方式步履式步履式履帶式步履式接地壓力kPa22.623.562.035主機(jī)質(zhì)量kg9000220001000010000外形尺寸m4.3×3.1×1.77.2×3.1×2.O12

6、.5×3.6×2.54.8×2.2×18.3粉噴樁攪拌技術(shù)是基于鉆機(jī)鉆孔時(shí)，回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)盤和加壓機(jī)構(gòu)通過(guò)鉆桿向鉆頭施加作用力，鉆頭在軸壓力和回轉(zhuǎn)扭矩作用下切入土層并切碎土體到達(dá)設(shè)計(jì)深度后，然后反向旋轉(zhuǎn)提升鉆頭，同時(shí)用壓縮空氣輸入水泥或石灰粉體，通過(guò)鉆頭的攪拌作用，使固化料和土體充分拌和，邊提升鉆頭、邊噴入固化料、邊攪拌混合，直至鉆頭提出地面完成一根樁的施工。5.施工工藝施工程序?yàn)椋赫皆孛驺@機(jī)定位鉆桿下沉鉆進(jìn)上提噴粉強(qiáng)制攪拌復(fù)拌提桿出孔鉆機(jī)移位。操作方法對(duì)正樁位，調(diào)整鉆機(jī)機(jī)身，保證鉆桿的垂直度，啟動(dòng)鉆機(jī)下鉆，待攪拌鉆頭接近地面時(shí)，啟動(dòng)空壓機(jī)送氣，開始鉆進(jìn)。鉆

7、到設(shè)計(jì)孔深時(shí)，關(guān)閉送氣閥門，噴送加固粉料。確認(rèn)加固粉料已到樁底時(shí)，提升攪拌鉆頭，為便于控制成樁質(zhì)量，一般不得使用擋提升。提升到設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高時(shí)，停止噴粉。打開送氣閥，關(guān)閉送料閥，但空壓機(jī)不要停機(jī)，攪拌鉆頭提升到樁頂時(shí)停止提升，在原位轉(zhuǎn)動(dòng)2min，以保證樁頭均勻密實(shí)。鉆頭再鉆到設(shè)計(jì)樁底，進(jìn)行二次攪拌。將攪拌鉆頭提出地面，停止主電機(jī)、空壓機(jī)，填寫施工記錄。移動(dòng)到下一個(gè)樁位。操作要點(diǎn)機(jī)身調(diào)平以鉆桿是否垂直為依據(jù)，操作時(shí)以鉆錘吊線進(jìn)行控制。鉆頭鉆至設(shè)計(jì)深度時(shí)，應(yīng)有一定的滯留時(shí)間，以保證加固粉料到達(dá)樁底。一般為25min。噴粉或噴氣時(shí)，當(dāng)氣壓達(dá)到0.45MPa時(shí)，管路可能堵塞，此時(shí)應(yīng)停止噴粉，將鉆頭提出地

8、面，切斷空壓機(jī)電源，停止送氣，查明堵塞原因，予以排除。整個(gè)制樁過(guò)程一定要保證邊噴粉、邊提升連續(xù)作業(yè)。當(dāng)空氣濕度大、粉體流動(dòng)性差、噴氣壓力大、單位樁長(zhǎng)噴粉量大時(shí)，應(yīng)開通灰罐進(jìn)氣閥，以對(duì)料罐加壓。如出現(xiàn)斷粉，應(yīng)及時(shí)補(bǔ)噴，補(bǔ)噴重疊長(zhǎng)度不小于0.5m。粉體固化料入罐時(shí)必須過(guò)篩，以保證入罐固化劑粒徑最大不超過(guò)0,5cm，無(wú)紙屑石塊等雜物。噴粉開始時(shí)，應(yīng)將電子秤顯示屏置零，使噴粉過(guò)程在電子計(jì)量顯示下進(jìn)行。噴粉時(shí)，記錄人員應(yīng)隨時(shí)觀察電子秤的變化顯示，以保證各段噴粉均勻。6.施工組織通常一臺(tái)粉噴樁設(shè)備要組建一個(gè)施工班組，每班組由911人組成，具體分工見表二所列。操 作 人 員 分 工 表二序 號(hào)工 種人 數(shù)工

9、 作 內(nèi) 容1班 長(zhǎng)1負(fù)責(zé)指揮協(xié)調(diào)各工序操作聯(lián)系，控制操作規(guī)程，排除施工中各種障礙2操作員2技設(shè)計(jì)施工工藝正確操縱鉆頭的鉆進(jìn)和提升，檢查維修機(jī)械，負(fù)責(zé)使用聯(lián)絡(luò)信號(hào)3司 泵1統(tǒng)計(jì)材料用量，記錄泵送時(shí)間，清洗輸送管道4上料工4將加固料送人罐內(nèi)，保證施工連續(xù)5發(fā)電工1負(fù)責(zé)機(jī)器設(shè)備的安裝和安全使用6記錄員2負(fù)責(zé)記錄數(shù)據(jù)，操縱電器控制儀表，使用聯(lián)絡(luò)信號(hào)，兼質(zhì)量檢查員工作質(zhì)量控制及檢測(cè)1.質(zhì)量控制粉噴樁施工應(yīng)根據(jù)成樁試驗(yàn)確定的技術(shù)參數(shù)進(jìn)行，操作人員應(yīng)隨時(shí)記錄壓力、粉噴量、鉆進(jìn)速度、提升速度等有關(guān)參數(shù)的變化。并應(yīng)滿足下列要求：嚴(yán)格控制噴粉標(biāo)高和停粉標(biāo)高，不得中斷噴粉，確保樁體長(zhǎng)度；嚴(yán)禁在尚未噴粉的情況下進(jìn)行

10、鉆桿提升作業(yè)。樁身根據(jù)設(shè)計(jì)要求在地面以下1/21/3樁長(zhǎng)并不小于5m的范圍內(nèi)必須進(jìn)行重復(fù)攪拌，使固化料與地基土均勻拌和；施工中發(fā)現(xiàn)噴粉量不足，應(yīng)整樁復(fù)打，復(fù)打的噴粉量應(yīng)不小于設(shè)計(jì)用量。如遇停電、機(jī)械故障等原因，噴粉中斷時(shí)，必須復(fù)打，復(fù)打時(shí)重疊段應(yīng)大1m。施工機(jī)具設(shè)備的粉體發(fā)送器必須配置粉料計(jì)量裝置，并記錄水泥的瞬時(shí)噴入量。嚴(yán)禁無(wú)粉料計(jì)量裝置的粉體發(fā)送器投入使用；貯灰罐容量應(yīng)不小于一根樁的用灰量加50kg；當(dāng)貯量不足時(shí)，不得對(duì)下一根樁開始施工；鉆頭直徑的磨損量不得大于lcm。應(yīng)控制重復(fù)攪拌時(shí)的提升和下沉速度，以保證加固深度范圍內(nèi)每一深度均得到充分?jǐn)嚢琛７蹏姌妒┕ぴ试S偏差應(yīng)符合表三的規(guī)定。粉噴樁施

11、工允許偏差 表三項(xiàng) 次項(xiàng) 目單 位允許偏差檢查方法和頻率1樁距cm±10抽查2%2樁徑mm不小于設(shè)計(jì)抽查2%3樁長(zhǎng)cm不小于設(shè)計(jì)查施工記錄4豎直度%1.5查施工記錄5單樁噴粉量%不小于設(shè)計(jì)查施工記錄6強(qiáng)度MPa不小于設(shè)計(jì)抽查5%2.質(zhì)量保證措施 開工前及時(shí)進(jìn)行土樣試驗(yàn)、加固料試驗(yàn)和水泥土比例試驗(yàn)，確定每米的噴灰量，做15根工藝性試驗(yàn)樁，以掌握該施工場(chǎng)所的各種制樁技術(shù)參數(shù)，如含灰量、鉆進(jìn)速度、鉆桿提升速度等，試驗(yàn)結(jié)果經(jīng)監(jiān)理工程師批準(zhǔn)后作為工程樁的施工依據(jù)，并及時(shí)向施工人員進(jìn)行技術(shù)交底。施工中根據(jù)工程要求召開質(zhì)量專題會(huì)議，不得使用不合格的施工機(jī)具及不合格或失效的水泥。控制鉆頭下沉和提升速

12、度，保證加固范圍內(nèi)每一深度都得到充分?jǐn)嚢?，?yán)格按要求進(jìn)行復(fù)拌。隨時(shí)檢查施工記錄，對(duì)照施工工藝對(duì)每根樁進(jìn)行質(zhì)量評(píng)定，不合格的樁根據(jù)具體情況采取補(bǔ)救措施。選取一定數(shù)量的樁體開挖，檢查樁體外觀質(zhì)量、搭接質(zhì)量和整體性。3.粉噴樁現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量檢測(cè)檢測(cè)粉噴樁質(zhì)量所用的方法與檢測(cè)其它樁一樣，可以采用多種手段進(jìn)行。因粉噴樁樁體強(qiáng)度相對(duì)混凝土樁來(lái)說(shuō)比較低，且主要利用群樁作用來(lái)提高復(fù)合地基承載力，故一般不做破壞性試驗(yàn)。現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)具有直觀、工效高、代表性強(qiáng)、避免取樣運(yùn)送過(guò)程的擾動(dòng)等優(yōu)點(diǎn)。但每一種方法都有一定的局限性，因此進(jìn)行粉噴樁檢測(cè)時(shí)，應(yīng)盡量采用多種方法綜合評(píng)價(jià)，并應(yīng)輔以一定的室內(nèi)試驗(yàn)?，F(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)的任務(wù)是要對(duì)所有樁的質(zhì)量

13、及地基加固作出評(píng)價(jià)，主要是確定合格樁和不合格樁的數(shù)量。不合格樁包括樁長(zhǎng)不夠、斷樁、縮頸、直徑達(dá)不到設(shè)計(jì)要求、樁體成形差、強(qiáng)度低、偏位太大等。在地基加固方面主要是測(cè)出復(fù)合地基承載力值、單樁承載力、復(fù)合地基的變形模量等。針對(duì)粉噴樁的需要，施工完成后的全面檢查有下列幾種方法：測(cè)量放線檢查 全部樁完成后進(jìn)行基槽開挖，一般基槽開挖后，樁頂都會(huì)露出1m的長(zhǎng)度，按設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)截掉樁頂多余部分，再用經(jīng)緯儀和水準(zhǔn)儀進(jìn)行測(cè)量。經(jīng)過(guò)測(cè)量檢查可以了解樁的偏位、樁頂標(biāo)高、開挖標(biāo)高等情況。人工直接觀察基槽開挖后，組織人力對(duì)現(xiàn)場(chǎng)直接進(jìn)行檢查，可以了解樁的成形、樁徑、缺樁、樁頂強(qiáng)度、樁頂質(zhì)量、樁位偏離等情況。在這些檢查項(xiàng)目中，除

14、樁頂強(qiáng)度外，其余均用視力檢查確定；樁頂強(qiáng)度除觀察其攪拌均勻程度進(jìn)行分析外，還可以采用簡(jiǎn)易檢測(cè)法，即用一根長(zhǎng)度2m、直徑16mm的平頭鋼筋，豎直立于樁頂，如用人力能壓人樁體lOcm(28d齡期)，表明施工質(zhì)量有問(wèn)題。樁身取樣強(qiáng)度檢驗(yàn)制樁后7d內(nèi)可用輕便觸探器對(duì)樁進(jìn)行一般性檢查。由于輕便觸探器的檢查結(jié)果只能定性而不能定量，因此，經(jīng)輕便觸探器檢查后，如對(duì)某些樁體強(qiáng)度有懷疑時(shí)，應(yīng)對(duì)這些樁身取樣，進(jìn)一步做更精確的檢查，即用鉆機(jī)對(duì)樁身取芯樣，制成試塊進(jìn)行無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，用以測(cè)定樁體強(qiáng)度。鉆孔直徑不宜小于108mm，以便保證制成的試塊尺寸不小于50mm×50mm×50mm。靜力觸探靜

15、力觸探是將一定規(guī)格的圓錐形探頭，按一定的速率壓人土層中，量測(cè)土對(duì)探頭的阻力，借以分析土的性質(zhì)。靜力觸探是檢驗(yàn)地基處理效果的有效手段，具有質(zhì)量好、效率高、成本低等優(yōu)點(diǎn)，所以被廣泛應(yīng)用。靜力觸探既是工程地質(zhì)勘探手段，又是原位測(cè)試技術(shù)。在粉噴樁檢測(cè)中，靜力觸探除用于對(duì)樁體進(jìn)行7d內(nèi)靜探外，還可用于對(duì)樁周土進(jìn)行靜探。靜力觸探測(cè)試結(jié)果可判定被探體(土層或樁體)的密實(shí)性、均勻性、地基處理前后的承載力、不排水強(qiáng)度、壓縮性質(zhì)等，還可以用來(lái)計(jì)算出單樁承載力。動(dòng)力觸探動(dòng)力觸探是利用一定重量的落錘打擊鉆桿，將安裝在鉆桿端頭的鉆頭打人土層，根據(jù)鉆頭貫入土層中的難易程度來(lái)探測(cè)土的工程性質(zhì)。動(dòng)力觸探設(shè)備簡(jiǎn)單，效率較高，應(yīng)

16、用也較廣。其檢測(cè)的目的與靜力觸探基本一樣，即通過(guò)動(dòng)力觸探可以判斷被探物體的密實(shí)性、均勻性、地基處理前后的承載力及變形性質(zhì)等。但影響動(dòng)探的因素較多，所測(cè)結(jié)果較為粗略。靜載試驗(yàn)靜載試驗(yàn)是較為直觀、成果可靠的原始測(cè)試方法。通過(guò)靜載試驗(yàn)可以測(cè)得復(fù)合地基承載力和變形模量。靜載試驗(yàn)的典型代表是平板載荷試驗(yàn)，它是在被測(cè)試的坑中安置一定規(guī)格的平板，在板上逐級(jí)施加靜力荷載，測(cè)出各級(jí)荷載作用下的沉降量，制出荷載沉降關(guān)系曲線，根據(jù)此曲線確定地基承載力，進(jìn)而計(jì)算土的變形模量，分析土的特性。但平板試驗(yàn)也有其局限性，它所測(cè)試的成果，只能反映承壓板下1.52.0倍的承壓板直徑深度范圍內(nèi)的土的狀態(tài)，若要測(cè)試更深土層的性質(zhì)，在

17、技術(shù)上難度較大。反射波測(cè)試法用反射波法進(jìn)行樁身測(cè)試，可根據(jù)激振力的大小分高應(yīng)變及低應(yīng)變兩種測(cè)試法。粉噴樁的樁體強(qiáng)度不如混凝土樁那樣高，因此常采用激振力較小的低應(yīng)變反射波法。這種近年來(lái)新開發(fā)的原位測(cè)試技術(shù)利用電子儀器和計(jì)算機(jī)處理，效率快、質(zhì)量好，應(yīng)用非常廣。具體測(cè)試是在樁頂安裝儀器的拾振器，用小錘對(duì)樁頂施加激振力，振動(dòng)波沿樁身向下傳播，遇波阻抗差異界面(樁底或缺陷部位)即產(chǎn)生回波反射，反射波傳至樁頂，由樁頂?shù)氖罢衿鹘邮招盘?hào)，并傳至樁基檢測(cè)儀，檢測(cè)儀將波信號(hào)變成一定的波形并展現(xiàn)在儀器的顯示屏上，可用肉眼直觀分析。這種波形經(jīng)計(jì)算機(jī)分析處理后由打印機(jī)輸出檢測(cè)成果，供室內(nèi)分析使用。利用低應(yīng)變法可以判定樁體有無(wú)缺陷、缺限的性質(zhì)和部位。這里所說(shuō)的缺陷主要包括斷樁、縮頸、低強(qiáng)度層等，它根據(jù)打印機(jī)輸出的時(shí)域曲線和頻域曲線來(lái)判定。如果時(shí)域曲線規(guī)律整齊，底反信號(hào)清晰或有底反跡象，頻域曲線主峰明顯，表明樁體完整；如果有同向較弱的樁間反射，說(shuō)明樁間局部強(qiáng)度較低，但樁的整體性尚好；若時(shí)域曲線嚴(yán)重畸變或?yàn)槎啻文芰枯^強(qiáng)的周期波，說(shuō)明淺部或樁間有嚴(yán)重缺陷。附加質(zhì)量法 附加質(zhì)量法是根據(jù)單