巖土工程中粉體噴射攪拌樁施工技術
發布時間：2010-01-14 共1頁
一、特點
１、可根據不同加固土的性質和需要達到的樁體要求，選用不同種類不同摻量的固化材料，目前常用的有水泥和石灰等。
２、利用固化材料可提高加固土的早期強度，縮短工期，由于固結屈服應力很，故上部承重時，不會產生固結沉降。
３、施工機具簡單，設備小型便于操作。無振動和噪音對周圍土體無擠壓作用，可在建筑物、人口密集區鄰近施工。
４、加工費用低廉，技術效果明顯，可用于范圍軟基處理。
二、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械用壓縮空氣將粉體送到軟弱地層中。憑借鉆頭葉片，在原位進行強制攪拌，形成土和摻和料的混和物。使其產生一系列的物理－－化學反映，從而形成柱狀加固體，提高土的穩定性能和力學性能一般在摻入１５％水泥的情況下，９０天齡期的無側限抗壓強度可達２０ＭＰａ
三、施工工藝
（一）主要施工機械
１、５０ＫＷ以上發電機一臺，向系統提供動力。
２、粉體發送器一臺，向鉆機提供氣粉混合物。
３、空氣壓縮機一臺，作為風源。
４、ＣＰＰ－７型攪拌機一臺（由底座、鉆架、攪拌鉆頭等組成）通過攪拌葉片的機械攪拌作用，使灰土混合
（二）施工程序
１、定位：平整場地將攪拌機移到樁位調平機位、對中。
２、預攪鉆進下沉：啟動攪拌攪機電機，使鉆頭正向轉動鉆進勻速下沉至設計標高為止。
３、噴粉攪拌提升，當深層攪拌機下沉到設計深度時開啟空壓機待氣粉混和物到達噴口時按確定的提升速度開動鉆機反鉆邊噴灰，邊提升攪拌機。
４、重復攪拌：攪拌機噴灰反轉提升至原地面以下５０ｃｍ時，關閉空壓機。為使軟土和固化劑攪拌均勻，再次將攪拌機鉆進下沉，直至設計深度，再將攪拌機按規*定速度反轉提升出地面。
５、移位，準備打下一根樁。
（三）勞動力組織
每臺鉆機由８－１０人組成
１、班長１名－－－負責施工指揮、質量進度協調各工序之間的工序銜接。
２、司機工１名－－正確操縱攪拌鉆機的定位、下鉆、提升噴化粉體等工序觀察檢查機械運轉情況和維修保養。
３、司泵工１名－－負責空壓機、電子秤以及泵送管道的正常運轉和設備的保養。
４、記錄員１名－－記錄施工中的各類數據。
５、送灰工１名－－負責噴粉機的操作保養，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－－－維護全部電器設備的運轉、保證正常照明。
８、機械工１名－－整套機械設備的運轉和維修。
（四）施工中注意事項
１、場地必須平整，清除地表地下的一切障礙。當表土過軟時應采取施工機械失穩措施。
２、每根樁開鉆后必須連續施工，嚴格控制噴灰及停灰時間，不得間斷，嚴禁在尚未噴灰的情況下進行提升作業，以確保粉體樁的長度。
３、如有故障等原因而中斷噴粉應記錄中斷深度，必須進行復打，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，及摩損量不得于１ｃｍ。
四、加固質量效果的檢驗
１、在已完成的樁中抽取２％的樁進行成樁檢驗，可采用芯鉆探或開挖樁體上部０．６ｍ、１ｍ、１．５ｍ處截取原狀土樣，直接測定樁的強度，另外也可觀察樁體直徑均勻程度和成樁情況。
２、一般９０天齡期無側限抗壓強度可達２０ＭＰａ。
３、處理后的復合地基承載力比天然地基提高１．５－－２倍。
４、質量標準見下表：
粉體樁施工質量允許偏差表
序號 項 目 單位 規定值或允許偏差 檢查頻率 檢 查 方 法
１ 樁軸偏移（縱橫） mm １００ 每根樁 用經緯儀或鋼尺丈量
２ 鉆桿傾斜度 ％ １ 每根樁 用經緯儀或垂線量測
３ 樁底高程 ｍ 不高于設計標高 每根樁 噴粉前檢查鉆桿沉入長度
４ 樁頂高程 ｍ 不低于設計標高 每根樁 檢查停止噴粉時鉆桿高程
５ 單位噴粉量 ％ ≤７ 每根樁 計量儀或現場計量檢查
６ 粉體９０天無側限
抗壓強度 MPa 不小于設計標高 樁數的２％ 柱頭或抽芯取樣
五、效益分析
１、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、邊坡與路中沉降差減少。二是沉降量小。三是強度高，如粉噴樁的樁長５．０ｍ、樁徑５０ｃｍ、樁距１．３ｍ水泥用量１０％計，其２８天無側限抗壓強度于７２０ＫＰａ，復合地基承載力在９０ＫＰａ左右，而真空預壓的為８０ＫＰａ，堆載預壓的在５０－８０ＫＰａ之間。
２、施工工期真空預壓的要１４０天，堆載預壓需６個月到１２個。而粉樁一般在１００天左右，沉降量基本穩定，從而加快了進度。
３、當用于加固橋梁接坡軟土地基時，基本消除了橋頭跳車現象。
六、工程實例
９１年在新港地區，加固了一萬余平方米，樁長５米，累計深度３００７０米。
巖土工程師站點
１、可根據不同加固土的性質和需要達到的樁體要求，選用不同種類不同摻量的固化材料，目前常用的有水泥和石灰等。
２、利用固化材料可提高加固土的早期強度，縮短工期，由于固結屈服應力很，故上部承重時，不會產生固結沉降。
３、施工機具簡單，設備小型便于操作。無振動和噪音對周圍土體無擠壓作用，可在建筑物、人口密集區鄰近施工。
４、加工費用低廉，技術效果明顯，可用于范圍軟基處理。
二、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械用壓縮空氣將粉體送到軟弱地層中。憑借鉆頭葉片，在原位進行強制攪拌，形成土和摻和料的混和物。使其產生一系列的物理－－化學反映，從而形成柱狀加固體，提高土的穩定性能和力學性能一般在摻入１５％水泥的情況下，９０天齡期的無側限抗壓強度可達２０ＭＰａ
三、施工工藝
（一）主要施工機械
１、５０ＫＷ以上發電機一臺，向系統提供動力。
２、粉體發送器一臺，向鉆機提供氣粉混合物。
３、空氣壓縮機一臺，作為風源。
４、ＣＰＰ－７型攪拌機一臺（由底座、鉆架、攪拌鉆頭等組成）通過攪拌葉片的機械攪拌作用，使灰土混合
（二）施工程序
１、定位：平整場地將攪拌機移到樁位調平機位、對中。
２、預攪鉆進下沉：啟動攪拌攪機電機，使鉆頭正向轉動鉆進勻速下沉至設計標高為止。
３、噴粉攪拌提升，當深層攪拌機下沉到設計深度時開啟空壓機待氣粉混和物到達噴口時按確定的提升速度開動鉆機反鉆邊噴灰，邊提升攪拌機。
４、重復攪拌：攪拌機噴灰反轉提升至原地面以下５０ｃｍ時，關閉空壓機。為使軟土和固化劑攪拌均勻，再次將攪拌機鉆進下沉，直至設計深度，再將攪拌機按規*定速度反轉提升出地面。
５、移位，準備打下一根樁。
（三）勞動力組織
每臺鉆機由８－１０人組成
１、班長１名－－－負責施工指揮、質量進度協調各工序之間的工序銜接。
２、司機工１名－－正確操縱攪拌鉆機的定位、下鉆、提升噴化粉體等工序觀察檢查機械運轉情況和維修保養。
３、司泵工１名－－負責空壓機、電子秤以及泵送管道的正常運轉和設備的保養。
４、記錄員１名－－記錄施工中的各類數據。
５、送灰工１名－－負責噴粉機的操作保養，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－－－維護全部電器設備的運轉、保證正常照明。
８、機械工１名－－整套機械設備的運轉和維修。
（四）施工中注意事項
１、場地必須平整，清除地表地下的一切障礙。當表土過軟時應采取施工機械失穩措施。
２、每根樁開鉆后必須連續施工，嚴格控制噴灰及停灰時間，不得間斷，嚴禁在尚未噴灰的情況下進行提升作業，以確保粉體樁的長度。
３、如有故障等原因而中斷噴粉應記錄中斷深度，必須進行復打，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，及摩損量不得于１ｃｍ。
四、加固質量效果的檢驗
１、在已完成的樁中抽取２％的樁進行成樁檢驗，可采用芯鉆探或開挖樁體上部０．６ｍ、１ｍ、１．５ｍ處截取原狀土樣，直接測定樁的強度，另外也可觀察樁體直徑均勻程度和成樁情況。
２、一般９０天齡期無側限抗壓強度可達２０ＭＰａ。
３、處理后的復合地基承載力比天然地基提高１．５－－２倍。
４、質量標準見下表：
粉體樁施工質量允許偏差表
序號 項 目 單位 規定值或允許偏差 檢查頻率 檢 查 方 法
１ 樁軸偏移（縱橫） mm １００ 每根樁 用經緯儀或鋼尺丈量
２ 鉆桿傾斜度 ％ １ 每根樁 用經緯儀或垂線量測
３ 樁底高程 ｍ 不高于設計標高 每根樁 噴粉前檢查鉆桿沉入長度
４ 樁頂高程 ｍ 不低于設計標高 每根樁 檢查停止噴粉時鉆桿高程
５ 單位噴粉量 ％ ≤７ 每根樁 計量儀或現場計量檢查
６ 粉體９０天無側限
抗壓強度 MPa 不小于設計標高 樁數的２％ 柱頭或抽芯取樣
五、效益分析
１、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、邊坡與路中沉降差減少。二是沉降量小。三是強度高，如粉噴樁的樁長５．０ｍ、樁徑５０ｃｍ、樁距１．３ｍ水泥用量１０％計，其２８天無側限抗壓強度于７２０ＫＰａ，復合地基承載力在９０ＫＰａ左右，而真空預壓的為８０ＫＰａ，堆載預壓的在５０－８０ＫＰａ之間。
２、施工工期真空預壓的要１４０天，堆載預壓需６個月到１２個。而粉樁一般在１００天左右，沉降量基本穩定，從而加快了進度。
３、當用于加固橋梁接坡軟土地基時，基本消除了橋頭跳車現象。
六、工程實例
９１年在新港地區，加固了一萬余平方米，樁長５米，累計深度３００７０米。
巖土工程師站點
