粉噴樁施工工藝工法

1、粉噴樁施工工藝工法1.前言1.1工藝工法概況粉體攪拌法(簡稱粉噴法)，是用特制的設(shè)備和機(jī)具，將加固劑粉體材料(水泥或石灰)通過壓縮空氣的傳送，與地基土強(qiáng)行拌和，使之產(chǎn)生充分的物理、化學(xué)反應(yīng)后，形成一定強(qiáng)度的樁體(簡稱粉噴樁)。這是一種改善土質(zhì)，提高地基強(qiáng)度的軟土地基加固方法，可以廣泛地適用于淤泥質(zhì)土，雜填土，軟粘土等地基加固。1.2工藝原理粉噴技術(shù)是用專用的攪拌機(jī)把粉狀加固料用壓縮空氣噴入地基深部，由鉆機(jī)葉片回旋作用與原位軟土強(qiáng)制攪拌、混合壓密、吸收地下水、使粉狀加固料與軟土充分混合，進(jìn)行一系列物理、化學(xué)反應(yīng)，形成具有水穩(wěn)性及一定強(qiáng)度的完整柱狀加固體，提高土的穩(wěn)定性和力學(xué)性能，達(dá)到加固基地的作

2、用。2.工藝工法特點2.1具有承載力高、沉降小、穩(wěn)定性好、工期短；2.2側(cè)向水平位移明顯減少等突出優(yōu)點；2.3后期沉降較慢、工程造價高。3.適用范圍適合于加固各種成因的飽和軟粘土、淤泥、淤泥質(zhì)土、粉土等地層加固。4.主要引用標(biāo)準(zhǔn)公路工程質(zhì)量檢驗評定標(biāo)準(zhǔn)（JTGF801-2004)；公路路基施工技術(shù)規(guī)范（JTG_F10-2006）；鐵路路基施工規(guī)范（TB10202-2002）；5.施工方法用專用機(jī)具將粉體材料(水泥或石灰)通過高壓空氣壓入至被加固的深層軟土中原位攪拌壓縮，并吸收周圍水份，產(chǎn)生一系列物理化學(xué)反應(yīng)形成的具有一定強(qiáng)度的樁體，起到加固軟土地基的作用。6.工藝流程及操作要點6.1施工工藝流

3、程粉噴攪拌樁施工的工藝流程見圖1。不合格施工準(zhǔn)備試 樁成 樁檢 測平整場地檢 測圖1粉噴攪拌樁施工的工藝流程圖6.2操作要點6.2.1施工前的準(zhǔn)備1施工現(xiàn)場配備各種計量儀器設(shè)備，做好計量裝置的標(biāo)定工作。2對進(jìn)場水泥進(jìn)行抽檢并進(jìn)行試驗工作，然后進(jìn)行粉噴樁水泥用量的室內(nèi)試配設(shè)計，并確定每延米樁體的水泥用量。3定出每根粉噴樁的樁位，做好標(biāo)記(可用石灰畫線或插竹簽)，每根樁的樁位平面誤差不得大于5cm。6.2.2 試樁1 按設(shè)計要求進(jìn)行試樁，試樁的目的是為設(shè)計提供資料并取得合理的工藝參數(shù)。2 根據(jù)試樁參數(shù)和專項方案進(jìn)行工程粉噴樁的施工。6.2.3 成樁1按樁位平面布置圖鉆機(jī)對位，誤差不大于5cm，機(jī)架

4、的垂直度滿足規(guī)范要求。2 啟動空壓機(jī)送氣，鉆機(jī)正轉(zhuǎn)并垂直鉆進(jìn)。當(dāng)控制雙螺旋攪拌頭到達(dá)設(shè)計樁底標(biāo)高時，鉆機(jī)反向轉(zhuǎn)動，啟動送灰機(jī)送灰，待水泥送至噴灰口（一般約一分鐘）后再提升鉆頭，根據(jù)電子稱重裝置顯示的噴灰量調(diào)節(jié)調(diào)速電機(jī)，這樣邊噴粉，邊攪拌，邊提升，邊壓實。3當(dāng)鉆頭提升至設(shè)計樁頂標(biāo)高以上0.5m時停止送灰，關(guān)閉送灰機(jī)。此時鉆機(jī)迅速換檔，重復(fù)攪拌，復(fù)攪長度按設(shè)計要求為2m。4復(fù)攪結(jié)束后，關(guān)閉空壓機(jī)，消散所有管道壓力，鉆機(jī)主電機(jī)停機(jī)。5開啟液壓步履，鉆機(jī)移位。 (a) (b) (c) (d) (e) (f)(a)定位下沉 （b）深入到設(shè)計深度 （c）噴漿攪拌提升 （d）重復(fù)攪拌下沉 （d）重復(fù)攪拌提升

5、 （f）攪拌完成形成固體 圖2 粉噴樁成樁施工流程圖6.2.4 檢測粉噴樁施工完成后，應(yīng)按規(guī)定頻率進(jìn)行外觀鑒定和取芯分析，做單樁或復(fù)合地基靜載試驗。對檢測發(fā)現(xiàn)的問題，如未穿透軟土層、部分?jǐn)嗷摇娀也痪鶆?、?qiáng)度不足等，應(yīng)嚴(yán)格進(jìn)行加密、補(bǔ)樁等處理。 1 樁距、樁長、噴灰量、樁體強(qiáng)度，鉆桿傾斜度符合表1的規(guī)定。表1 施工質(zhì)量允許偏差項次檢查項目規(guī)定值及允許偏差檢查方法（每幅車道）1樁距（mm）±100抽查2%2樁徑（mm）不小于設(shè)計抽查2%3樁長（m）不小于設(shè)計查施工記錄4豎直度（%）1.5查施工記錄5單樁噴灰量（%）不小于設(shè)計查施工記錄6強(qiáng)度(MPa)不小于設(shè)計抽查52 外觀鑒定在成樁7

6、天內(nèi)，以2%的檢測頻率，將樁體開挖0.5m-1.0m，目測檢查樁體成型情況。要求： （1） 樁體圓勻，無縮頸和凹陷現(xiàn)象； （2） 粉體攪拌均勻，凝結(jié)體不松散； （3） 群樁樁頂齊平。 3 鉆探取芯鉆孔取芯試驗可以較全面的反應(yīng)樁身材料的密實度、樁身的連續(xù)性、樁身物理尺寸等完整樁身質(zhì)量的基本信息。可靠準(zhǔn)確地評價樁身質(zhì)量。鉆探取芯法要求提供檢測報告并保存全部巖芯。 （1） 粉噴樁鉆探取芯法的主要技術(shù)指標(biāo)取芯時間：28d；取芯位置：沿著樁1/4軸線垂直鉆進(jìn)；鉆頭類型：采用金剛石合金鉆頭，鉆頭直徑89mm一108mm；鉆進(jìn)方法：采用沖水循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)；回次進(jìn)尺：每一回次控制在1m一1.5m。（2） 鉆探取

7、芯法應(yīng)描述的內(nèi)容樁號、成樁日期、檢測日期、檢測位置、設(shè)計噴灰量；巖芯顏色、噴粉均勻程度、膠結(jié)程度、有無斷樁、縮頸、巖芯狀態(tài)（長柱狀、短柱狀、塑性體或散體碎塊）等巖芯采取率、標(biāo)貫擊數(shù)、巖芯目測堅硬程度。 4 靜載試驗由于粉噴樁最終的控制參數(shù)是復(fù)合地基的整體承載力，靜載試驗法是在樁體達(dá)到一定齡期后，對單樁或復(fù)合地基通過具有一定剛度的壓板加載來測試地基承載力的方法，是最能貼近地基受力的實際情況，最能準(zhǔn)確、直接測出單樁或復(fù)合地基承載力的最標(biāo)準(zhǔn)的方法，包括單樁靜載試驗和復(fù)合地基靜載試驗。在被測試的地基安置一定規(guī)格的平板，在板上逐級施加靜力荷載，并測出各荷載作用下的沉降量，繪出荷載沉降關(guān)系曲線。根據(jù)此曲線

8、確定地基承載力進(jìn)行計算水泥土的變形模量，分析水泥土的特性。 試驗采用壓重平臺反力裝置，慢速維持荷載法。當(dāng)加載值未超過設(shè)計值時，變形小于0.1mm/h時認(rèn)為沉降穩(wěn)定，當(dāng)加載值超過設(shè)計值時，變形小于0.2mm/h認(rèn)為沉降穩(wěn)定。單樁承載力和單樁復(fù)合地基承載力的最終加載均應(yīng)達(dá)到2倍的設(shè)計值。當(dāng)沉降急劇增大，土被擠出或壓板周圍出現(xiàn)明顯裂縫；或累計沉降量大于壓板寬度或直徑的1/100時，可以終止試驗。6.2.5 平整場地粉噴樁施工完后，對樁頭進(jìn)行清理，保證場地的平整進(jìn)行下一道工序施工。7.勞動力組織粉噴攪拌樁施工的勞動力配備見表1。表1 粉噴攪拌樁施工勞動力組織表序號工 種數(shù)量備注1現(xiàn)場負(fù)責(zé)人1人施工指揮

9、、解決施工中出場的問題2機(jī)械操作操作3人機(jī)械操作，觀察和檢查機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)情況3普工2人施工協(xié)助4技術(shù)員2人前后各1人記錄5試驗員1人試驗檢測6維修工1人設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)及維修8.主要機(jī)具設(shè)備粉噴攪拌樁施工的主要機(jī)具設(shè)備配備見表2。表2 粉噴攪拌樁施工具設(shè)機(jī)備配備表序號機(jī)械名稱規(guī)格型號設(shè)備數(shù)量備注1深層攪拌機(jī)CPP5-212履帶式起重機(jī)13粉體發(fā)送機(jī)YP-114空氣壓縮機(jī)WE-11519.質(zhì)量控制9.1易出現(xiàn)的質(zhì)量問題9.1.1預(yù)攪下沉困難，流值高，電機(jī)跳動。原因是電壓偏低或土質(zhì)太硬。處理方法是調(diào)高電壓，挖除塊石等硬物。9.1.2攪拌機(jī)下不到位，但電流不大。原因是土質(zhì)太粘，攪拌機(jī)自重不夠。處理辦法是增

10、加攪拌機(jī)自重或加設(shè)反壓裝置。9.1.3攪拌樁偏位，樁偏斜：原因是鉆機(jī)平臺傾斜，導(dǎo)向架傾斜。處理方法是重新調(diào)整鉆機(jī)平臺，調(diào)整支撐桿，使鉆桿垂直。9.1.4斷樁：原因是水泥粉中有結(jié)硬塊，堵塞壓力管道，或是地下水含水量過大，粘土堵塞鉆頭噴設(shè)口。處理方法是檢查儲粉罐，有結(jié)塊的水泥或紡織帶等就必須廢掉這罐粉，重新裝粉或是提升鉆頭，清理噴射口。9.1.5粉噴量不足：原因是提升速度過快或粉體發(fā)送器噴粉不均勻。處理辦法是檢查儲粉罐或空氣壓縮機(jī)。9.2質(zhì)量保證措施9.2.1施工場地應(yīng)平整，不得有積水，在施工段面兩側(cè)要有排水設(shè)施。平面上的布樁位置要清晰可辨，樁位要準(zhǔn)確。水泥要堆放在高處，且下面應(yīng)離地面約15cm，

11、使下面有良好的通風(fēng)效果，堆放水泥的場地四周要排水暢通，保證陰雨天氣無積水現(xiàn)象。水泥要分品種整齊堆放，不同廠家、不同型號的水泥嚴(yán)禁混合使用。廢棄水泥袋要及時回收、清理，保證施工現(xiàn)場整潔。水泥的防雨遮蓋設(shè)施要完善，確保水泥不受潮、不變質(zhì)。9.2.2機(jī)械操作要熟練，噴粉要均勻，水泥劑量及復(fù)攪深度應(yīng)滿足要求。噴粉時最好一次性噴足噴粉量。對于樁長較長的樁，應(yīng)采取措施，保證樁身下端每米的水泥劑量達(dá)標(biāo)。9.2.3鉆進(jìn)提升時的管道壓力不宜過大，以防止鉆孔淤泥向孔壁四周擠壓形成空洞。為確保粉噴樁的施工質(zhì)量，當(dāng)鉆頭提升至地面高程下50cm時，應(yīng)停止噴灰只攪拌，同時采取復(fù)攪措施。第二次攪拌時不噴粉，復(fù)攪深度以電流表

12、達(dá)到100A為準(zhǔn)。復(fù)攪時鉆頭的下鉆、提升速度同第一次，粉噴樁每次下鉆和提升的時間有專人記錄，對出現(xiàn)的意外情況應(yīng)在備注欄內(nèi)注明。9.2.4嚴(yán)格控制噴粉時的鉆桿提升速度，確保每根樁的噴粉均勻性。如發(fā)生意外影響樁身質(zhì)量時，應(yīng)在12h內(nèi)采取補(bǔ)噴措施，補(bǔ)噴重疊長度不小于1米，特別困難時以電流表讀數(shù)明顯變化為準(zhǔn)。否則應(yīng)重新打設(shè)，新樁距報廢樁的距離不能大于樁距的15%，并填在施工記錄中備查。9.2.5對輸灰管要經(jīng)常檢查，不得泄露及堵塞，輸灰管道的長度以60米左右為宜，不得超過70米。對使用的鉆頭要定期檢查，其直徑磨耗量不大于1cm，但也不宜采用直徑過大的鉆頭（以小于53cm為宜）。9.2.6施工前應(yīng)對樁機(jī)進(jìn)

13、行全面的檢查，用水平尺及垂球校正機(jī)架前后、左右的水平度，控制機(jī)架的鉆桿傾斜度不得大于1%，成型后每根樁的豎直度誤差都小于1.5%，每工作班檢查不少于兩次。10.安全措施101主要安全風(fēng)險分析安全風(fēng)險包括各種機(jī)械設(shè)備操作安全、機(jī)械傷害、物體打擊、施工用電等方面。102保證措施10.2.1組裝和拆遷機(jī)具、登高作業(yè)必須戴好安全帽，系上安全帶，并有統(tǒng)一指揮，進(jìn)入施工場地嚴(yán)禁穿拖鞋。10.2.2施工現(xiàn)場應(yīng)配備有齊全的各類電氣保護(hù)裝置，并能有效地防雨、防水。所有電機(jī)應(yīng)處接地狀態(tài)，接地電阻不大于。雨雪天加強(qiáng)電氣安全檢查工作，確保電器防水。10.2.3施工操作中嚴(yán)格注意電壓、電流等儀表，電流控制在100A以內(nèi)

14、，不得長時間超負(fù)荷運(yùn)行。10.2.4機(jī)具移車、轉(zhuǎn)向要有專人指揮，專人負(fù)責(zé)移動電纜及管線安全，嚴(yán)防碰撞、擠壓磨傷電器。10.2.5現(xiàn)場操作人員應(yīng)戴好防塵保護(hù)品，以免粉塵粘附皮膚或吸入肺內(nèi)。所有操作動作要統(tǒng)一訊號，統(tǒng)一指揮，操作要相互協(xié)調(diào)。11.環(huán)保措施11.1注意環(huán)境衛(wèi)生，對灰罐中排出的水泥灰（氣）應(yīng)進(jìn)行處理，防止污染附近的農(nóng)作物和環(huán)境。11.2保持機(jī)械的完好率，防止機(jī)油滲漏而造成污染。11.3水泥袋要及時回收、清理，保證施工現(xiàn)場的整潔。同時水泥棚的搭設(shè)應(yīng)規(guī)劃整齊，嚴(yán)禁亂設(shè)亂搭。12.應(yīng)用實例12.1工程簡介廣西岑溪至興業(yè)高速公路No.6合同段第二分部，地處廣西東南部，路線所經(jīng)地區(qū)主要地貌是低山丘陵地貌。山坡多為厚層殘坡積土，植被茂盛，多為數(shù)林、灌木雜草和坡地經(jīng)濟(jì)作物，山間溝谷及平地一般堆積有較厚的沖洪積土，常為水田或耕地，主要種植水稻。路線所處地區(qū)水系發(fā)達(dá)，溝渠密布，大部分路基施工處都要進(jìn)行軟基換填處理，施工難度比較大。12.2施工情況其中K119+590K119+730、K119+950K120+030等六處里程段的軟基換填深度達(dá)到6米多，考慮到工期和成本等因素，最后決定使用粉噴樁和水泥攪拌樁進(jìn)行施工。因此在很大程度上縮短了工期，節(jié)