粉噴樁的施工

粉噴樁的施工鉆機(jī)鉆機(jī)是粉噴樁施工的主要成樁機(jī)械。它必須滿足以下條件：a、動(dòng)力大、扭矩大、適合大直徑鉆頭成樁，鉆頭直徑一般為50cm，b、具有正向轉(zhuǎn)進(jìn)、反轉(zhuǎn)提升的功能；c、提升力大，并能實(shí)現(xiàn)勻速提升。過去一般使用的鉆機(jī)有上海探礦機(jī)械廠和鐵四設(shè)計(jì)院聯(lián)合研制的GPS-5型I、II兩種，加固深度分別為12.5m和18.0m。隨著不斷地改進(jìn)，粉噴樁專用機(jī)械日趨成熟，發(fā)展成為現(xiàn)在的PH-5A、PH-5B、PH-5S、PH-5D等多種型號(hào)的粉噴樁機(jī)。噴粉機(jī)噴粉機(jī)是定時(shí)設(shè)置發(fā)送粉體材料的設(shè)備，它是粉噴攪拌法加固軟土地基施工機(jī)械中的關(guān)鍵設(shè)備。粉體發(fā)送機(jī)的工作原理，可見下圖由于空氣壓縮機(jī)送來的壓縮空氣，通過節(jié)流閥調(diào)節(jié)風(fēng)量的大小，進(jìn)入“氣水分離器”，使壓縮空氣中的氣水分離。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。粉體的定量輸出，由控制轉(zhuǎn)鼓的轉(zhuǎn)速來實(shí)現(xiàn)。施工前須按照加固工程的地質(zhì)條件，通過室內(nèi)試驗(yàn)，找出最佳粉體摻入量。根據(jù)施工時(shí)鉆機(jī)的提升速度、鉆機(jī)轉(zhuǎn)速、攪拌鉆頭的類型，選用合理的粉體發(fā)送量?？諝鈮嚎s機(jī)粉體噴出，是以空氣壓縮機(jī)作為風(fēng)源?？諌簷C(jī)的選型，主要以加固工程地質(zhì)條件和加固深度為依據(jù)。粉體噴射攪拌法是以機(jī)械強(qiáng)制攪拌，氣粉混合體中需克服噴灰口處土及地下水的阻力而噴入土中。旋噴法則是依靠高壓脈沖泵所噴射的高壓水來破壞土層。因此，粉噴樁所用壓力不需要很高，空壓機(jī)的風(fēng)量也不宜太大。攪拌鉆頭粉體噴射攪拌法憑借攪拌鉆頭葉片的攪拌作用使灰粉與軟土混合。因此鉆頭的形狀直接影響灰土攪拌效果。鉆頭的形式，應(yīng)保證在反向旋轉(zhuǎn)提升時(shí)，對(duì)柱中土體有壓實(shí)作用，而汪是使灰、土向地面翻升，而降低柱體質(zhì)量。計(jì)量裝置該裝置用于監(jiān)測(cè)粉噴樁施工中粉體輸入量的連續(xù)性及均勻性的裝置，及時(shí)掌握鉆機(jī)在粉噴過程中，噴入軟土層的水泥數(shù)量，它能逐層分析粉體的輸入量。通過安裝在粉體發(fā)送機(jī)上調(diào)孔裝置，使輸入量能滿足設(shè)計(jì)，并能自動(dòng)記錄及打印。施工操作1） 工藝性試樁開工前應(yīng)先進(jìn)行工藝性試樁，其目的在于提供滿足設(shè)計(jì)要求噴粉量的各種操作參數(shù)。如管道壓力、灰罐壓力、鉆機(jī)提升速度、噴粉機(jī)轉(zhuǎn)速等。并驗(yàn)證加固料的攪拌均勻程度及成樁質(zhì)量，了解下鉆及提升的阻力情況，并采用相應(yīng)的措施，確保成樁質(zhì)量。一般工藝性試驗(yàn)的樁數(shù)，每個(gè)場(chǎng)地不少于3-5根。2） 就位鉆機(jī)井架上必須設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)而又顯著的深度標(biāo)志尺。鉆機(jī)就位時(shí)必須調(diào)平，用水平尺來測(cè)定粉噴機(jī)械的水平，用經(jīng)偉儀測(cè)定鉆機(jī)井架垂直以確保成樁的垂直度。3） 開鉆鉆機(jī)就位后，開始送氣，鉆進(jìn)。嚴(yán)禁沒有粉體計(jì)量裝置的粉噴機(jī)投入使用，鉆進(jìn)時(shí)的鉆孔深度一般由鉆機(jī)上的深度計(jì)來控制。送氣的目的可使鉆進(jìn)順利、負(fù)載扭矩小和防止鉆頭噴口堵塞。隨著鉆進(jìn)，加固的土體在原位受到攪動(dòng)。①②③④⑤改企柱體圖5-25粉體噴射攪拌法施工贖序4） 噴粉當(dāng)鉆到設(shè)計(jì)深度時(shí)，即可停鉆。繼而就可提升鉆桿同時(shí)噴粉，加固料從料罐到送灰口有一定的時(shí)間延遲，嚴(yán)禁在沒有噴粉情況下進(jìn)行鉆機(jī)提升作業(yè)。針對(duì)時(shí)間上的間隔，在開始提升時(shí)可適當(dāng)?shù)卦诖送Ａ?-3s，隨后便可提升噴粉。在提升時(shí)要嚴(yán)格注意灰罐的壓力。在地面以下 3.0m的噴粉壓力應(yīng)控制在0.25-0.3Mpa，并應(yīng)注意噴粉計(jì)量器的數(shù)字是否有規(guī)律的變動(dòng)，如發(fā)現(xiàn)管道不暢通，同時(shí)灰罐在增大，就說明鉆頭的送灰孔已經(jīng)堵塞，必須進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)處理。送灰時(shí)的粉體不能有間隔，也不能時(shí)多時(shí)少、時(shí)有時(shí)無，以保證充分拌和和混合料的均勻性。5） 提升結(jié)束當(dāng)鉆頭提升到距離地表30-50cm時(shí)，發(fā)送器即可停止向孔內(nèi)噴粉，成柱結(jié)束。6） 復(fù)拌此時(shí)可停止粉噴，復(fù)拌深夜不應(yīng)小于設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)的1/3,且不小于5.0m，目的在于確保粉噴樁粉體的均勻性和強(qiáng)度穩(wěn)定性。5.現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量控制1）粉噴樁施工的檢測(cè)⑴施工中檢測(cè)，主要是檢查樁位、樁長(zhǎng)、噴灰量、復(fù)攪長(zhǎng)度以及是否進(jìn)行硬土層等，對(duì)每批場(chǎng)水泥應(yīng)作抽檢，并不得有受潮結(jié)塊或其他雜物。⑵對(duì)成樁的檢測(cè)一般在成樁28d后，在樁體上部挖截取三段（0.7m、1.0m、1.5m）進(jìn)行樁身無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)及檢查樁徑。檢查頻率為1%-2%,在樁中心可用鉆機(jī)采取巖芯，檢查樁身的連續(xù)性和樁長(zhǎng)。對(duì)每個(gè)場(chǎng)地可進(jìn)行2-3處原位靜載試驗(yàn)，檢查復(fù)合地基的承載力。1.強(qiáng)夯處理1） 強(qiáng)夯的作用機(jī)理強(qiáng)夯法是通過重錘自由落下，在極短時(shí)間內(nèi)對(duì)土體施加一個(gè)巨大的沖擊能量，這種沖擊能，又轉(zhuǎn)化為各種波型（包括壓縮波、剪切波和瑞利波），使土體強(qiáng)制壓縮、振密、排水固結(jié)和預(yù)應(yīng)變形，從而使土顆粒趨于更加穩(wěn)固的狀態(tài)，以達(dá)到地基加固目的。2） 強(qiáng)夯參數(shù)的確定不同的土質(zhì)其加固效果各異，對(duì)砂性土、粉土和其他塑性指數(shù)Ip>10的土，采用強(qiáng)夯效果明顯。本路段主夯與副夯采用1500kN?m、2000kN?m、3000kN?m三種夯擊能。滿夯采用700kN?m、800kN?m、1000kN?m三種夯擊能。強(qiáng)夯參數(shù)，應(yīng)選有代表性路段，由試夯進(jìn)行確定。3） 強(qiáng)夯施工⑴強(qiáng)夯機(jī)械的選用本路段強(qiáng)夯主要兩種類型的機(jī)械。一種是起重能力50t的覆帶吊，另配18-20t的鑄鐵夯錘；另一種是20-25t起重能力的吊機(jī)配16-20t的夯錘，這種夯機(jī)吊臂頂上須配輔助門架。因此，每個(gè)夯點(diǎn)須移動(dòng)一次吊機(jī)，而且移動(dòng)速度慢，效率降低。相比較使用大噸位吊，移動(dòng)方便，每移一次機(jī)可打3-4個(gè)夯點(diǎn)，效率要比帶龍門架的夯機(jī)高出近一倍。⑵夯點(diǎn)位置和夯擊遍數(shù)夯點(diǎn)采用正方形布置，主、副夯1500kN?m、2000kN?m、3000kN?m三種夯擊能對(duì)應(yīng)的時(shí)間距分別為4.0m、4.5m、5.0m。滿夯時(shí)夯點(diǎn)搭接1/4徑，夯擊遍數(shù)為3遍。第一遍為主夯，間隔72h，待孔隙壓力消失后進(jìn)行副夯，然后間隔約72h后進(jìn)行第三遍夯擊，即滿夯。施工中根據(jù)土質(zhì)情況，間隔時(shí)間有所變化。⑶.墊層設(shè)置連徐地區(qū)表面固結(jié)較好的土層只有0.5m左右，原設(shè)計(jì)沒有設(shè)置墊層，機(jī)械震動(dòng)很容易引起表面破壞和地基液化冒漿，承載力下降，機(jī)械下陷行進(jìn)困難，同時(shí)夯坑過深起錘困難。根據(jù)試驗(yàn)段總結(jié)