粉體噴射攪拌樁處理軟土地基

1、粉體噴射攪拌樁處理軟土地基施工技術(shù)總結(jié)嚴(yán)曉生【交通部第二公路工程局西安710061】摘要：粉體噴射攪拌樁處理軟土地基技術(shù)是加固軟土地基的一種新方法，應(yīng)用于軟基段的高路堤、橋梁、結(jié)構(gòu)物的基礎(chǔ)和兩側(cè)，經(jīng)加固處理后的粉噴樁主體與周圍地基共同作用構(gòu)成復(fù)合地基，提高了地基承載能力，增加了路基和結(jié)構(gòu)物的穩(wěn)定性。文中對粉噴樁所用設(shè)備的性能、施工工藝、結(jié)構(gòu)物的布樁形式、質(zhì)量保證措施、施工組織、現(xiàn)場施工記錄及檢測項目、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)均作了較詳細的介紹。關(guān)鍵詞：粉體噴射攪拌樁施工技術(shù)總結(jié)加固區(qū)過渡區(qū)復(fù)攪成樁試驗粉體噴射攪拌樁簡稱粉噴樁，它適用于淤泥質(zhì)粘土、淤泥亞粘土、粉性土、砂性土等各類軟土地基的加固。經(jīng)粉噴樁處理的軟

2、土地基，具有整體性、水穩(wěn)性好，并成為有一定強度的復(fù)合體。滬寧高速公路E標(biāo)段總長34.292km，均在丹陽市境內(nèi)，路線經(jīng)過地區(qū)軟土的種類有淤泥質(zhì)粘土、亞粘土、淤泥、粉質(zhì)土及可液化的土等，種類較多。軟土分布的深度也不一，E1標(biāo)段在10m左右；E2標(biāo)段有淺層軟土，也有深層軟土，深度412m；E3標(biāo)段為深層軟土，深度1218m；E5標(biāo)段表層、淺層、深層都有，最深的達20m以上。E標(biāo)段軟土地基共12.836km，占全長的37.43，需處理的長度為6.17km，占全長的18.01。原設(shè)計采用粉噴樁處理的長度為1042m，占需處理長度的16.89，共有粉噴樁36585根，380876m。變更設(shè)計后，粉噴樁處

3、理的長度為697.5m，有粉噴樁24550根，206445m，由于個別地段經(jīng)靜力觸探為非軟基段，因此，實際施打24255根，203015m。粉噴樁的樁長視軟土的深度和性質(zhì)而定，樁徑為50cm，每米噴入的水泥量為50kg。1粉體噴射攪拌樁所用的施工機械1.1常用施工機械(1)深層噴射攪拌機1臺；(2)YP-1型粉體噴射機1臺；(3)空氣壓縮機1臺；(4)75kW以上發(fā)電機組1臺。1.2機械類型和主要技術(shù)參數(shù)E標(biāo)段粉噴樁施工主要使用上海探礦機械廠生產(chǎn)的GPF-5型、GPF-7型和武漢工程機械廠生產(chǎn)的PH-5A型和PH-7型等機型，它們的基本性能一樣，只是在噴粉的計量方式上有所不同，GPF型采用流量

4、計顯示噴粉量；PH型采用電子稱顯示噴粉量。2粉體噴射攪拌樁的材料要求2.1E標(biāo)段粉噴樁用的水泥干粉，為425普通硅酸鹽水泥及425礦渣水泥二種。水泥應(yīng)有生產(chǎn)廠家的出廠合格證和質(zhì)檢單，注有水泥品種、生產(chǎn)日期，并附有出廠質(zhì)檢單，不同的水泥應(yīng)分開堆放，不能混雜使用。2.2使用前應(yīng)對水泥按規(guī)定進行批量抽檢，嚴(yán)禁使用不合格或受潮結(jié)塊的水泥。粉噴樁采用的水泥粒徑應(yīng)不大于5mm。3粉體噴射攪拌樁的工藝流程粉噴樁在施工中的工藝流程及質(zhì)量檢測過程見圖1。圖1粉體噴射攪拌樁施工工藝流程及質(zhì)量控制圖4粉體噴射攪拌樁施工工藝4.1原地面整平清除施工現(xiàn)場的障礙物及雜物(石塊、樹根、垃圾等)。在低洼處、河塘溝渠中應(yīng)先清除

5、淤泥，再回填不含腐植質(zhì)的土。在結(jié)構(gòu)物處應(yīng)清除至樁頂標(biāo)高以上約30cm。清理范圍應(yīng)使粉噴樁機有足夠的施工操作場地并符合設(shè)計的長度和寬度。4.2施工放樣4.2.1在整平的地面上，放出結(jié)構(gòu)物中樁及縱橫軸線，并在施工范圍外的適當(dāng)?shù)攸c將軸線用樁固定。4.2.2根據(jù)樁距，按梅花形式布設(shè)在地面上，用小竹片(或其它樁志)定出樁位，其總數(shù)應(yīng)與設(shè)計數(shù)量相符。4.2.3橋兩頭的施工放樣按圖2進行。圖2橋頭路基平、縱、橫斷面布設(shè)示意圖4.2.4橋頭第一排粉噴樁中心距橋臺基礎(chǔ)外緣的距離應(yīng)不小于2m。4.2.5放樣中布設(shè)加固區(qū)，過渡區(qū)的一般規(guī)定。(1)粉噴樁樁長為：5m時，加固區(qū)長度20m。10m時，加固區(qū)長度20m+第

6、一過渡區(qū)長10m。15m時，加固區(qū)長度20m+第一過渡區(qū)長20m+第二過渡區(qū)長10m。決定樁長時，應(yīng)使粉噴樁穿透軟土層達到下層較強的持力層。(2)斜交橋的粉噴樁布設(shè)時應(yīng)增設(shè)三角加固區(qū)，平面間距與加固區(qū)相同，樁長按長樁布設(shè)。詳見圖3。圖3斜交橋粉噴樁加固平面示意圖(3)加固區(qū)設(shè)置的一般規(guī)定。當(dāng)填土高度4m，當(dāng)天然地基的工后沉降：20cm時，僅設(shè)一個加固區(qū)20cm時，加固區(qū)后增設(shè)第一過渡區(qū)當(dāng)填土高度6mH4m時，加固區(qū)后，均增設(shè)第一過渡區(qū)。當(dāng)填土度H6m，加固區(qū)后增設(shè)第一過渡區(qū)和第二過渡區(qū)。(4)明通道一般不允許有工后沉降。4.3鉆機就位使鉆桿垂直，鉆頭對準(zhǔn)樁位，然后檢查導(dǎo)向桿的垂直，并將噴氣口(

7、水泥干粉噴射口)清理干凈。4.4作好進尺標(biāo)記在機架的后面或兩側(cè)，用油漆或其他物品，表明進尺深度。一般每50cm一道，以米為單位，用數(shù)字表明，以便檢查鉆進深度。4.5鉆進開機向噴射口送壓縮空氣，氣壓一般為0.300.35MPa，然后開動驅(qū)動裝置，同時啟動攪拌翼(鉆頭)，邊轉(zhuǎn)動，邊下鉆，鉆進速度一般采用0.50.8m/min，直鉆至要求深度。4.6噴粉及提升當(dāng)鉆至設(shè)計標(biāo)高時，根據(jù)土質(zhì)情況和要求的噴灰量，加大空氣壓力，同時開啟貯料筒的閥門，使水泥干粉隨壓縮空氣，通過攪拌翼下部的孔口，噴入土中，此時應(yīng)邊噴邊攪拌邊提鉆桿。滬寧高速公路E標(biāo)段的樁徑為50cm，要求噴入灰量不小于50kg/m噴灰時的空氣壓力

8、一般為0.4MPa。當(dāng)鉆頭提升至樁頂標(biāo)高時，停止噴粉，但仍需攪拌。4.7復(fù)攪當(dāng)鉆頭提至地面標(biāo)高時，再按上述鉆進的方法下鉆，此時只攪拌不噴粉，復(fù)攪轉(zhuǎn)速采用3050r/min。4.8提鉆停鉆邊提鉆，邊攪拌，提鉆的速度一般為0.500.6m/min，至整平面后停攪，此時制樁完成。4.9補噴在成樁過程中，發(fā)生意外事故(如停電、送粉管堵塞或提升太快等)影響成樁質(zhì)量時，應(yīng)在8h內(nèi)，采取重鉆補噴，復(fù)攪等措施，補噴的重疊長度應(yīng)不小于0.5m，并在施工原始記錄里填報備查。4.10移位制樁完成，檢查原始記錄，若未發(fā)現(xiàn)問題即可移動機架至下一樁位，重復(fù)上述步驟。4.11填平坑洼當(dāng)粉噴樁施工完畢后，形成的原地面坑洼處，

9、應(yīng)大致整平，為路基或結(jié)構(gòu)物施工創(chuàng)造條件。5粉體噴射攪拌樁的施工組織粉體噴射攪拌樁施工，一般均按二班作業(yè)配備人員，開始施工后，若機械不發(fā)生故障，或不下大雨雪，機械基本不停，直至打完。人員配備如下：施工技術(shù)負(fù)責(zé)人1人(負(fù)責(zé)行政和技術(shù)工作)；機長(工長)1人(負(fù)責(zé)現(xiàn)場施工及機械維修等)；記錄兼質(zhì)量員2人；鉆機操作工2人機修工1人電工1人普工68人；共計1517人。6粉體噴射攪拌樁的質(zhì)量保證措施6.1作室內(nèi)配方試驗應(yīng)在施工前至少90d選取有代表性的土樣，進行摻配試驗，并提供28d和90d的強度，應(yīng)不小于1.2MPa作為配方的依據(jù)。6.2試樁(1)每個路段在正式施打前，應(yīng)進行試樁。通過試樁方式驗證機械性

10、能及工藝是否能滿足施工要求。(2)取得符合設(shè)計要求的各種數(shù)據(jù)，如：鉆進速度、攪拌速度、提升速度、鉆頭形式、空氣壓力、每米用灰量的控制等。(3)核查工程地質(zhì)情況與設(shè)計是否相符。6.3加強自檢切實作好原始記錄，發(fā)現(xiàn)問題及時處理。7粉體噴射攪拌樁的質(zhì)量檢驗7.1粉噴樁的質(zhì)量要求：(1)樁位中心偏差小于5cm；(2)樁頂、樁底標(biāo)高與設(shè)計標(biāo)高小于5cm；(3)樁垂直偏差不超過1；(4)噴灰量(每米誤差)：52kg；(5)樁徑誤差：52cm(6)樁身強度：(90d)不小于1.2MPa。7.2粉噴樁的質(zhì)量檢驗標(biāo)準(zhǔn)見表1：粉噴樁質(zhì)量檢查標(biāo)準(zhǔn)表1序號檢查項目單位規(guī)定值或容許偏差檢查方法1樁平面位置(縱橫)cm1

11、0用經(jīng)緯儀量測或鋼尺量2鉆桿傾斜度1用經(jīng)緯儀檢查3樁長m不小于設(shè)計檢查原始記錄或鉆芯取樣4每米樁長水泥用量kg+5；-2現(xiàn)場計量檢查5樁體無側(cè)限抗壓強度(90d)MPa1.2取樁頭0.51.5m；或抽取芯樣頻率為2，并不少于2根7.3成樁試驗當(dāng)粉噴樁成樁后90d，可采用截取成樁柱體或鉆取芯樣進行檢驗，其方法為：(1)在樁頂標(biāo)高往下，分別截取0.5、1.0、1.5m三個柱體積原樣進行無側(cè)限抗壓試驗，其抗壓強度應(yīng)1.2MPa。(2)分別鉆取0.5、1.0、1.5m三部分的芯樣50mm的圓柱體進行無側(cè)限抗壓試驗，其抗壓強度1.2MPa。(3)若上述二種試驗的無側(cè)限抗壓強度1.2MPa時，建議采取下列

12、方法檢測：加倍鉆取芯樣，進行無側(cè)限抗壓強度試驗；進行輕型動力觸探試驗，方法可參見建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范(GBJ-7-89)中的有關(guān)部分；進行單樁承載力試驗(用靜載試驗)，必要時可用動力測試法(與橋梁鉆孔灌注樁檢測方法相同)；請設(shè)計單位進行補樁設(shè)計，重新施打。8粉體噴射攪拌樁的施工注意事項(1)事先應(yīng)挖除地表和地下的障礙物(如：石塊、樹根等)，并將地面大致整平。當(dāng)表面土質(zhì)過硬時，應(yīng)采取措施，防止施工機械失穩(wěn)。(2)粉噴樁所用的水泥，運至工地后注意妥善保管，選擇高處堆放，四周應(yīng)挖排水溝，不用時應(yīng)加以覆蓋，防止受雨淋、受潮、結(jié)塊。(3)每次鉆桿下沉前，均應(yīng)用垂球線檢查鉆桿的傾斜度，并調(diào)整到不大于1.0

13、方能開鉆。(4)每根樁開鉆后必須連續(xù)施工(包括復(fù)攪)，嚴(yán)格控制噴灰時間和?；視r間，不得間斷。嚴(yán)禁在未噴灰的情況下提升鉆桿。(5)成樁過程中，應(yīng)嚴(yán)格控制每根樁的用灰量。方法是將每根樁的水泥用量再加50100kg事先裝入水泥罐中，成樁后核查水泥罐的水泥剩余量，使水泥用量的誤差不大于1，并作好施工記錄。(6)攪拌翼下沉?xí)r，一般不得用水沖，當(dāng)遇到較硬土層下沉困難，經(jīng)主管技術(shù)人員或現(xiàn)場監(jiān)理人員同意后方可注入少量的水。(7)在邊坡附近施工時，應(yīng)采取措施確保邊坡的穩(wěn)定。(8)施工中及移動機時，應(yīng)注意不要碰掉樁位標(biāo)志。(9)為了不影響交通，施工應(yīng)半幅路基施工完后，再施工另半幅路工。(10)每日的施工原始記錄應(yīng)交現(xiàn)場施工負(fù)責(zé)人核查，正確無誤后，交現(xiàn)場監(jiān)理人員檢查簽認(rèn)。(11)做好施工中的安全工作。9結(jié)束語(1)粉噴樁處理軟土地基在E標(biāo)段的應(yīng)用已取得了良好的效果，該法施工簡便，形成的復(fù)合地基強度較高，質(zhì)量可靠。是高填方軟土地基及橋梁、結(jié)構(gòu)物兩側(cè)、軟基處理的理想方法。經(jīng)過粉噴樁處理的地段，沉降速率短期內(nèi)能滿足施工要求，因此能加快路基填筑速度，但該法造價較