粉體噴攪拌樁施工工藝

1、粉體攪拌樁施工工法華祥國際工程有限公司作為軟土地基處理手段之一的深層粉體攪拌樁,在我國土建工程中,正被廣泛應(yīng)用。其結(jié)構(gòu)型式可分為塊式、壁式、格子式和樁式四種，在公路工程中主要采用樁式結(jié)構(gòu)型式。一、特點(diǎn)（1） 該法以粉體作為加固料，不需向地基注入附加水份，并能充分地吸取地下水，因此加固后地基柱體承載力與相類似的漿噴樁（深層攪拌樁）相比要高，其固結(jié)效果要好；（2） 加固后的水泥土柱與周圍土體形成的復(fù)合地基，不需壓力即可獲得較高的復(fù)合地基承載力及復(fù)合變形模量。加固體的壓縮量僅為0.6左右，下臥層的沉降量一般也能減小地基沉降總量的1/22/3,提高軟基承載力的1.52倍；（3） 施工時低壓操作安全可靠

2、，無污染，無振動，無噪音，對周圍環(huán)境建筑物無不良影響；（4） 根據(jù)不同土質(zhì)條件及設(shè)計(jì)要求，分別選擇不同加固材料，如水泥粉、石灰粉、鋼渣粉、粉煤灰及其他復(fù)合材料。當(dāng)水泥摻入量為15時，90 天齡期無側(cè)限抗壓強(qiáng)度可達(dá)20Mpa。二、適用范圍（1） 適用于淤泥質(zhì)土（流塑土、軟塑土） 、 粘性土、 粉土、雜填土和天然含水量大于3等軟弱地層的加固；（二） 在高路堤橋頭接線處或深度在10 米以內(nèi)， 效果更為明顯；（三） 對含有氧化物和水鋁英石等粘土礦物的粘性土；對 有機(jī)質(zhì)含量高的酸性粘土，加固效果較差。三、工藝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

3、，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合物。 使其產(chǎn)生一系列 的物理一化學(xué)反應(yīng)，從而形成柱狀加固體，提高土的穩(wěn)定性和力 學(xué)性能。四、工藝流程及操作要點(diǎn)（一） 工藝流程，如圖所示:圖1施工工藝流程（2） 常用施工工藝參數(shù)可參考表 1:表1序號參數(shù)名稱單位參數(shù)值試樁及施工中的參數(shù)備 注1攪拌轉(zhuǎn)速（n）r/min27-8060-652原位土攪拌次數(shù)（t）次匕2.52.53提升速度（v）m/min0.80.84噴粉量（q）kg/m60-70605空氣壓力Mpa0.25-0.40.25-0.46鉆進(jìn)速度Vpm/min1.40.8（3） 在試樁及施工時工藝參數(shù)（4） 施工程序和操作要點(diǎn)：1

4、 .為盡量保持粉噴樁機(jī)軸的垂直度，方便樁機(jī)移動和調(diào)平，首先應(yīng)進(jìn)行場地平整。對道路及橋梁的要求一般應(yīng)滿足10t卡車及汽車吊機(jī)的行走要求。2 .粉噴樁在施工前，必須先通過工藝性試驗(yàn)。 一般工藝性試樁應(yīng)在工程位置上進(jìn)行。弁應(yīng)達(dá)到下列要求：滿足設(shè)計(jì)水泥，噴入量的各種技術(shù)參數(shù)；水泥的攪拌均勻程序；了解下鉆及提升的阻力情況，選擇合理的技術(shù)措施。工藝性試驗(yàn)采用5根樁的測試。3 .柱體對位：根據(jù)設(shè)計(jì)，確定加固機(jī)體的位置，使攪拌軸保持垂直（圖2-）。4 .下鉆：啟動攪拌鉆機(jī)，鉆頭邊旋轉(zhuǎn)邊鉆進(jìn)。為了不致堵塞噴射口，此時并不噴射加固材料，而是噴射壓縮空氣。鉆進(jìn)時噴射壓縮空氣，可使鉆進(jìn)順利，負(fù)載扭矩小，隨著鉆進(jìn)，準(zhǔn)備

5、加固的土體在原位受到攪動（圖 2-）。5 .鉆進(jìn)結(jié)束：鉆至設(shè)計(jì)標(biāo)高后停鉆（圖 2-）。圖 2 粉體噴射攪拌法施工順序6 . 提升啟動攪拌鉆機(jī)，鉆頭呈反向邊旋轉(zhuǎn)，邊提升，同時通過粉體發(fā)送器將加固粉體料噴入被攪拌的土體中，使土體和粉體料進(jìn)行充分拌合。沿深度方向，加固材料的混合量，系根據(jù)發(fā)送器輸出的加固材料數(shù)量與攪拌葉片提升速度的關(guān)系確定。（圖 2-）。7 . 提升結(jié)束，柱體形成當(dāng)鉆頭提升至距離地面的30-50cm 時，發(fā)送器停止向孔內(nèi)噴射粉料，成柱結(jié)束，（圖2-）。由于裝置的回路是封閉的，在回路內(nèi)的輸送過程中，粉體不會向空中噴發(fā)與飛散。 實(shí)踐證明向土體噴射過程中的提升最后階段，若在攪拌鉆頭距地表3

6、0-50cm 處停止噴粉，則粉粒不會溢出地面。一般常限制在距地表50cm 處停止噴粉。8 . 復(fù)拌， 根據(jù)設(shè)計(jì)要求在地面下一定深度范圍內(nèi)需進(jìn)行重復(fù)攪拌，此時，停止噴粉，鉆頭邊將轉(zhuǎn)邊鉆進(jìn)至設(shè)計(jì)要求復(fù)拌的深度，再提升反向邊旋轉(zhuǎn)邊提升。使土體和粉體充分拌和，土塊被充分粉碎。水泥粉均勻分布在地基土中。9 . 施工中發(fā)現(xiàn)噴粉量不足，實(shí)行整樁復(fù)打，并不小于設(shè)計(jì)用量； 如遇停電機(jī)械事故等原因?qū)е聡姺壑袛嘁脖仨殢?fù)打。復(fù)打重疊孔段長度不小于1m。五、主要施工機(jī)具及材料要求（一）主要施工機(jī)具1. 鉆機(jī)：要求動力大，扭矩大，適合大直徑鉆頭成柱，具有正向鉆進(jìn)，反轉(zhuǎn)提升的功能，并能實(shí)現(xiàn)勻速提升。目前大部使用CPP5型-

7、I II二種，加固深度分別為 12.5m, 18m。2. 粉體發(fā)送機(jī)：粉體發(fā)送機(jī)是定時設(shè)置發(fā)送粉體材料的設(shè)備，其工作原理：由空壓機(jī)輸送來的壓縮空氣，通過節(jié)流閥調(diào)節(jié)風(fēng)量進(jìn)入氣水分流器，使壓縮空氣中的水分離，然后干風(fēng)到達(dá)粉體發(fā)送器喉管與轉(zhuǎn)鼓定量輸出的粉體材料混合，成為氣粉混合體，進(jìn)入鉆機(jī)的旋轉(zhuǎn)龍頭，通過空心鉆桿，噴入地下。粉體定量的輸出，由控制轉(zhuǎn)鼓的轉(zhuǎn)速決定，一般選用YP 1 型。3空氣壓縮機(jī)：粉體噴出時，作為風(fēng)源之用?？諌簷C(jī)的選型，主要與加固區(qū)的地質(zhì)條件和深度有關(guān)。但它與旋噴法不同，壓力不需很高，風(fēng)量也不宜太大，一般選用TE 90， VE 115。其排氣量分別為0.7 1.0m3/ min。4

8、.攪拌鉆頭：其形狀直接影響灰土攪拌效果，因此鉆頭型式應(yīng)保證于反向旋轉(zhuǎn)提升時，對柱中土體有壓密作用，而不是使灰土向地面翻升而降低樁體質(zhì)量。其鉆頭直徑一般為50cm。5 .計(jì)量裝置：通過安裝在粉體發(fā)送機(jī)上的調(diào)孔裝置，它能逐段逐層分析粉體的輸入量，并能自動記錄打印。6 .其他輔助配套的設(shè)置，如發(fā)電機(jī)、起吊起具、電焊機(jī)等等。（二）主要材料1. 目前常用的固化材料以水泥為主。 按 設(shè)計(jì)要求的標(biāo)號，在數(shù)量上應(yīng)根據(jù)施工進(jìn)度提前備料。 一 般應(yīng)是國家免檢廠生產(chǎn)，并具有出廠保單，確保在有效期使用。 嚴(yán) 禁使用過期、受潮、結(jié)塊的變性水泥。施工單位對國家非免檢廠生產(chǎn)的水泥應(yīng)分批提供有關(guān)實(shí)際標(biāo)號、安全性等試驗(yàn)報(bào)告。六

9、、勞動組織及安全（一）勞動組織每臺鉆機(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 射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原正常運(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。（二）安全措施1 . 場 地必須平整，清除地表地下的一切障礙。當(dāng)表土過

10、軟時應(yīng)采取防止施工機(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?；視r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，須隨時檢查，及磨損量不得大于1.0cm。5 .堅(jiān) 守崗位， 應(yīng)根據(jù)上述勞動組織分工原則的基礎(chǔ)上各負(fù)其責(zé)。6 .在 操作過程中遇有卡鉆，機(jī)架晃動，偏斜或移動時，應(yīng)停機(jī)提鉆，查明原因，處理后再鉆。7 .在 高空中作業(yè)或檢修應(yīng)系好安全帶，嚴(yán)禁遵守操作規(guī)程。8 .當(dāng) 保證噴粉量及攪拌均勻，對鉆進(jìn)速度和提升速度，在試樁后應(yīng)定出上下限。七

11、、質(zhì)量檢驗(yàn)及評定標(biāo)準(zhǔn)（一）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)，采用巖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，另外也可觀察樁體均勻程度和成樁外觀情況。2 .認(rèn) 真作好粉噴檢的施工記錄，當(dāng)有疑問時，以便查對。如附表。3 .一 般 90天齡期無側(cè)限抗壓強(qiáng)度可達(dá)20Mpa 以上。4 .處 理后的復(fù)合地基承載力比天然地基提高1.5-2 倍。（二）質(zhì)量評定標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合表2 要求：粉體樁施工質(zhì)量允許偏差表表2序號項(xiàng)目單位規(guī)定值或允許 偏差檢查頻率檢查方法1樁軸平面偏移（縱橫）mm100每根樁用經(jīng)緯儀或鋼尺丈量2樁垂直度%1每根樁用經(jīng)緯儀或垂線量測3樁垂高程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)強(qiáng) 度樁數(shù)的2%柱頭或抽芯取樣八、效益分析（一）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、邊坡與路中沉降值減少。二是沉降量小。三是整 體性強(qiáng)度高。例如粉噴樁的樁長5.0m、樁徑