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粉喷桩加固软土地基案例分析
浏览: 发布日期:2020-03-25
            路堤地基采用粉喷桩加固,地基土地质情况依次为粘土(0~2.0m)、砂粘土(3.4~4.8m)、中砂,天然含水量均超过30%,因此在设计中采用粉喷桩进行软土地基加固

 
           1 原理
 
          粉喷桩是用改制的螺旋钻机,将钻杆钻至设计要求的土层深度,钻头到达下部持力层后,用压缩空气将水泥粉经钻杆内孔输送至钻头上特制喷嘴,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,使之疏松并与水泥搅拌混合胶结,硬化后即可形成一定直径的强度高于原土层的固结体。
 
          2 特点
 
           2.1 本段粉喷桩桩径0.5m,间距 1.4m ,桩长6.0m,呈等边三角形布置,粉喷桩顶铺设0.5m厚碎石垫层,碎石垫层内铺一层单向土工格栅。
 
          2.2 对地基周围建筑物扰动小,地表下沉得到控制,施工作业简便,机械设备容易解决。
 
           2.3 加固效果好,成本低,效益高。

 
           3 适用范围
 
          3.1粉喷桩适用于淤泥、饱和粘土、亚粘土等软土地区的地基加固。
 
          3.2粉喷桩加固最大深度可达20m。加固土强度标准值28d龄期的无侧限抗压强度可达2.0Mpa。
 
         4 施工设备
 
           4.1 粉喷桩机
 
           该机主要由液压步履式底架、井架和导向加减压机构以及钻机传动系统、钻具、液压系统、喷粉系统、电气系统等部分组成。
 
          4.2其他机具设备
 
           喷粉机 1.3m3 1台
 
           空压机 16m3 /min 1台
 
           发电机 80KW 1台
 
           5 施工工艺
 
           5.1施工程序(见下图)
 
           5.2操作要点
 
          (1)、首先需清除原地表0.3m厚种植土及其他杂物,用土回填至原地面,其顶面作成三角形,中心高0.2m,两侧与地面平,其宽度不小于路堤加护宽度,并碾压密实至K≥0.86,地基系数K30≥70Mpa/m。
 
           (2)、机具定位。根据粉喷桩布置范围及行列间距在现场用小木桩准确定出每根粉喷桩的位置。然后使桩机对位,调平机身,保证桩的垂直度,
 
启动主电机下钻,待钻头接近地面启动自动记录仪,空压机送气并继续钻进。
 
           (3)当钻至设计深度时,停止钻进,钻头反钻但不提升。
 
           (4)打开送料阀门,关闭送气阀门,喷送水泥。
 
           (5)确认水泥已到桩底后,提升搅拌钻头喷送水泥不停,为便于控制成桩质量,一般不得使用三档提升。
 
           (6)提升到设计深度时,停止喷粉。
 
           (7)打开送气阀,关闭送料阀,但空压机不要停机,搅拌钻头提升到桩顶时,停止提升,在原位转动两分钟,以保证桩头均匀密实。
 
            (8)搅拌钻头再钻到设计桩底深度,进行第二次搅拌。
 
             (9)将搅拌钻头提出地面,停止主电机、空压机,填写施工记录。
 
            (10)移动桩机至下一个桩位。
 
              5.3 施工中注意事项
 
            (1)在粉喷桩施工前进行试桩,掌握现场的成桩实验及各种操作技术参数,包括电脑自动记录仪使用情况,如钻进速度、提升速度、搅拌速度、气体流量、空气压力等,并参照有关规定确定各项参数。
 
           (2)为确保成桩的垂直度,在机械调平时应用铅垂吊线方法检查钻杆是否垂直。
 
            (3)严格控制钻孔深度、喷灰时间及停灰时间,确保粉喷桩长度达到设计要求。
 
            (4)粉喷桩机必须要有有效的电脑自动记录仪正确记录各种参数并自动打印输出。
 
            (5)定时检查粉喷桩的成桩直径及搅拌均匀程度。对使用的钻头定期复核检查,其直径磨耗量不得大于10mm。
 
             (6)为保证地基的加固效果,必须选择合理的钻机速度、提升速度、喷粉速度,其搅拌效果通常用土体中任一点经钻头搅拌次数N来控制,一般N需满足下式并大于30次:
 
N=h∑Z/Vn
 
            式中 h-----钻头叶片垂直投影高度
 
            z-----钻头叶片总数
 
            V-----钻头提升速度
 
           n-----搅拌轴速度。
 
             (7)为保证加固粉料到达桩底,当钻头钻至设计深度时应至少保留2-4分钟。
 
            (8)在喷粉成桩过程中遇有故障停止喷粉时,第二次喷粉接桩,其补喷重叠长度不得小于1m。
 
            (9)当喷粉即将至停灰面时,以停止提升,搅拌数秒钟,以保证桩头均匀密实。
 
             (10)施工中应注意对环境的污染,停灰面至原地面之间距离至少0.5m。
 
             (11)粉喷桩水泥用量,每延米不少于50kg,水泥采用425号普通硅酸盐水泥,施工前应对水泥进行抽样试验,合格后方能使用。
 
            6 质量控制
 
            6.1质量控制标准
 
             桩距偏差 ≤100mm
 
            桩长 不少于设计规定
 
            钻杆倾斜度 1%
 
            单桩喷粉量 8%
 
            桩体无侧限抗压强度 1.2Mpa
 
              6.2选定最优的灰比
 
             采集现场的土样及所用水泥拟定配方和操作程序制作试块并进行养护,达到规定龄期后做无侧限抗压强度试验,选定最优的灰比,经最终选定,我方在施工中所用的灰比为每延米水泥用量65kg。

 
            7 质量保证措施
 
           (1)在开工前应制定出明确的创优目标及相应的管理制度及措施。
 
          (2)施工前应对所有参加施工人员进行岗前培训,使他们掌握技术标准、质量要求、操作规程,强化质量意识。
 
            (3)严格按设计要求进行测量定位,作好技术交底、作业指导书,以此来指导施工生产。
 
            (4)搞好试桩工作,以掌握成桩经验及各种操作技术参数。
 
            (5)把好水泥进场关,及时进行抽样试验,对不合格者坚决不用,确保成桩质量。
 
             (6)加强施工中的过程控制,严格执行操作规程、技术标准,随时检查施工记录,对照施工工艺对每根桩进行质量评定,对不合格的桩根据具体情况采取补救措施。
 
            (7)选取一定数量的桩体进行开挖,检查桩的外观质量、搭接质量和整体性。
 
            8 安全措施
 
            (1)加强对全员进行安全意识教育,牢固树立“安全第一”的思想,严格执行安全操作规程。
 
            (2)施工过程中,岗上人员必须坚守岗位,夜间作业应有充分照明,登高作业要系安全带。
 
            (3)建立机械设备的定期检查、保养制度。
 
            (4)安检人员认真执行“三查制”,杜绝一切事故隐患。
 
             (5)及时排除空气储存器内积水,注意控制粉尘的弥漫和扩散。
 
          9劳力组织
 
            单机作业每班人员组织分工详见下表
 
           粉喷桩人员组织分工



            10 加固效果检测
 
            粉喷桩施工完毕28天后,即进行桩体28d强度试验及复合地基静载荷试验。经检测各项指标均满足设计要求。具体检测情况详见“地基检测报告”。

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