14-粉体喷射搅拌桩施工工艺.doc

14-粉体喷射搅拌桩施工工艺080704Forpersonaluseonlyinstudyandresearch;mercialuse粉体喷射搅拌桩施工工艺用粉体喷射搅拌桩(简称粉喷桩)施工方法加固软基,是利用专用的喷粉搅拌钻机将水泥或生石灰粉等粉体固化剂喷入软土地基中,并将软土与固化剂强制搅拌,利用固化剂与软土之间所产生的一系列物理化学反应,使软土结成具有一定强度的桩体而形成复合地基的一种施工方法,从而达到提高软基承载力,减少软基沉降的目的。由于粉喷桩能有效减少总沉降量、能承受较大的加荷速率、抗侧向变形能力强、可大大缩短施工期等优点,故在软土地基的加固中得到广泛应用。我国于80年代初引入此项技术,现已在公路、铁路与建筑等领域的软弱土地基的处理中得到有效应用。1工艺特点(1)施工机具设备简单,施工作业简便,(2)无下沉坍落,作业安全可靠。(3)在软基中采用钻头搅拌钻孔成桩,对地基及周围建筑物扰动小,地表下沉得到控制,施工中振动小、噪声低,具有良好的社会效益。(4)以较小的投入即可达到理想的加固效果,成本低、效益高。施工简便。2适用范围及条件(1)粉喷桩加固地基主要适用于公路、铁路、工业及民用建筑、市政、道路及港口、地下挡土结构等工程的软土地基处理。(2)其适用的土质为:淤泥质土、饱和粘土、亚粘土、粉土、素填土、杂填土等地基加固,地基土的天然含水量在小于30%或大于70%时不宜采用。(3)加固深度一般为20m以内,加固土强度标准值一般取90d龄期的无侧限抗压强度,~。(4)当地下水有侵蚀作用或加固的地基为泥碳土时,应通过试验确定其适应性,冬季施工应注意低温对加固效果的影响。,将钻杆钻至设计要求的土层深度,钻头到达下部设计地层后,用压缩空气将水泥粉或生石灰粉经钻杆内孔输送至钻头上特制的喷嘴,随同钻头旋转向四周土体喷射,同时钻杆以一定的速度提升。钻头上的叶片将其四周一定范围内的土体自下而上不断切割,使之疏松,并与水泥或生石灰粉充分搅拌混合,水泥(生石灰)与水发生水化反应形成水泥(生石灰)土的混合固化体,该固化体的强度高于原土体的强度,在土中形成了一根水泥+土的固化体柱,此即称为粉喷桩。粉喷桩加固软弱土层的设计主要由单桩设计、复合地基设计及工艺性设计等部分组成,根据建筑物对地基承载力和变形的要求,结合上部结构的特点,粉喷桩可采用桩状、壁状、格栅状或块状等加固型式,其布置可采用三角形或正方形。,即以水泥或生石灰粉作为固化剂,利用深层搅拌机械将水泥与原位软土进行强制搅拌、压缩,并吸收周围水分,经过一系列物理化学作用生成一种特殊的具有较高强度、较好变形特征和水稳性的混合柱状体,从而起到提高软土地基承载能力、减少地基的沉降量及保证桥头高填土路基稳定性的作用。水泥加固软土是基于水泥与加固土的物理化学反应,形成坚硬的水化反应产物-,其刚度、抗压强度和抗侧压力作用均小于刚性桩而大于柔性桩。单桩承载力可根据室内配方试验提供的桩身强度及地质报告按下式估算Rk=ηfcuAp式中fcu——与工程搅拌桩的水泥粘土配方相同的室内加固土试块,在标准养护条件下90d龄期的无侧限抗压强度平均值(kPa);η——桩身强度折减系数,~;Ap——桩的面积(m2)。由于粉喷桩桩身强度较刚性桩低,在垂直荷载作用下有一定的压缩变形,在桩身压缩变形的同时,其周围的软土也分担一部分荷载,形成了柔性复合地基。粉喷桩复合地基的承载力标准值可按下式计算fck=mRk/Ap+β(1-m)fs式中fck——复合地基承载力标准值(kPa);m——桩土面积置换率;fs——桩间土天然承载力标准值(kPa);Rk——单桩竖向承载力标准值(kN);Ap——桩的面积(m2);β——桩间土承载力折减系数,当桩端为软土时,~;当桩端土为硬土时,~;当不能考虑桩间软土的作用时,可取零。当地质资料确定时,粉喷桩复合地基的承载力标准值跟粉喷桩单桩承载力及设计的置换率有关。当桩体强度及置换率一定时,复合地基承载力由单桩承载力确定,单桩承载力越大,复合地基的承载力就越高;当桩体强度及桩长一定时,复合地基承载力由置换率确定,置换率越高,复合地基承载力越高。4施工工艺流程粉喷桩施工工艺流程如图1所示。(1)粉喷桩施工前准备好下列施工技术资料:施工场地的工程地质报告,土工试验报告,室内配合比试验报告,粉喷桩设计桩位图,原地面高程数据表,加固深度与停灰面高程以及测量资料等。开工移位喷粉、搅拌、提升送风设计加固深度钻进钻孔对位位成桩停灰面复搅1/3桩长停止喷粉调平图1粉喷