粉喷桩工法.doc

粉 喷 桩 施 工 工 法 目录 一.特点1 二、适用范围2 三、施工工艺2 四、施工机具3 五、操作要点3 六、劳动组织4 七、施工注意事项4 八、加固质量与检测4 九、技术经济比较5 十、工程应用实例5 粉喷桩是以干粉（生石灰粉或水泥粉等粉体材料）作为加固料，通过粉喷桩机，用压缩空气将粉体加固料送到地基中与软土搅拌并得到充分拌合，使其充分吸收地下水并与地基土发生理化反应，形成具有水稳定性、整体性和一定强度的柱状体，同时使桩间土得到改善，从而满足地基处理及建筑基础的设计要求。 一.特点 1.机理科学、费用低廉 （1）、加固成本低。由于利用原土为原料，加入少量固化剂，一般为12-15的土体重量。 （2）、桩身质量好。由于桩体粉体与土拌和，化学反应充分 ，桩身强度相对较高。 （3）、地基加固后其容量变化不大，仅比原容量增加5， 故无附加荷载，含水量略低于原土，约减少3-7，其抗压强度一般为1.6-2.0MPa，其主要与土的种类、含水量、粉体掺入量、养护龄期以及外加等因素有关。 2.干法施工 （1）、施工不需水源，不需排污，故场地干净。 （2）、桩体强度高。此方法是从地基中吸收一定的水份，工艺效果较好，提高了地基加固效果。 3.无侧向挤土问题 该工艺与打入桩或压入桩相比，由于成桩是将原位土体作为主要原料，使地基中几乎不增加体积，故不产生侧向挤土，所以粉体喷搅法施工时，对临近环境无影响，甚至可以紧贴相邻基础施工。 4.桩身强度可因需要加以控制 该工艺可按工程需要及地质条件，以不同掺入量来控制不同的桩身强度，也可在同一地基中不同层位控制不同桩身强度，满足工程上的需要。 5.施工机械简单、操作方便 粉喷法施工专用机械由成桩钻机、空压机、供料机三大件组成。设备简单，桩身体积小，移动方便，成桩直径一般为500-700mm。桩长最深可达18m，施工效率较高，台班成桩10-15根。 二、适用范围 该工艺桩位平面布置灵活，可以组成多种形状，如柱状、壁状、格栅状等，主要用于工程建设中的多种地基改良加固，尤其以淤泥质软土改良效果较好。可作为支护体系，用于防止滑坡，防止流砂及止水围护等，还可以加固地基中的某个部位，故应用广泛。在住宅基础应用中单桩承载力可达300KN，复合地基承载力可达25Kpa. 三、施工工艺 粉喷桩施工工艺分为就位、钻入、预搅下沉、喷搅提升、复搅下沉、复搅喷粉提升、成桩等过程。见图1。 桩体就位移动钻机、使钻头对准桩位，分别以经纬仪、水 平尺在钻杆及转盘的两个正交方向校正垂直度及水平度。 1. 上水泥等粉灰打开粉喷机料罐上盖，按（设计有效桩长余 桩长）每m用料，计算出水泥等粉灰用量，并进行过筛，加料入罐，第一罐多加50kg水泥等粉灰。 3、关闭粉喷机灰路蝶阀、球阀，打开气路蝶阀。 4、钻进启动钻机和空压机，并缓慢打开气路调压阀，对钻机供气，视地质及地下障碍情况采用不同转速正转下钻，宜用慢档先试钻。 5、压差控制观察压力表读数，随钻杆下钻压力增大而调节压差，使后阀较前阀大0.02-0.05MPa压差。 6、喷搅提升钻头钻至设计桩长底标高，关闭气路蝶阀，并开启灰路蝶阀，反转提升，打开调速电机，视地质情况调整转速，喷灰成桩。 7、钻机正转下钻复搅，反转提钻复喷。根据地质情况及余灰情况重复数次，保证桩体灰土搅拌均匀。 8、钻头提升至桩顶标高下0.5m，关闭调速电机，停止供灰，充分利用管内余灰喷搅。 9、原位旋转钻具2min，脱开减速箱、离合器将钻头提离地面0.2 m。 10、打开球阀，减压放气。打开料罐上盖，检查罐内余灰，并记录喷灰量。 11、钻机移位，进入下一个成桩桩位。 四、施工机具 施工机具主要由成桩钻机、空压机、供料机三大系统组成。目前使用的机械有GPF-5、GPF-7、PH-5及PH-7型钻机、YP-1粉体喷射机、3N-1.6/1.0空气压缩机各1台；C-2储气罐、配电箱各一只；电缆、压力胶管、小平车若干。施工设备布置见图2。 五、操作要点 1、 施工前应准确测放轴线和桩位，并用竹签或钢筋标定。 2、 施工现场要求平整，施工前彻底清除地下一切障碍物。 3、 正式打桩前宜按设计要求施打工艺试桩，以确定各地层和 平面区域内钻杆提升速度和喷灰速度、喷灰量等。 4、粉体喷射机灰罐应按理论计算量投一次料，打一根桩，以确保成桩质量。 5、喷射机内压力要保持稳定，压力要足够。 6、钻机提升速度控制于0.45-0.8m/min。 7、钻机预搅下沉，应尽量不用冲水下钻，当遇较硬土层太慢 时，方可适量冲水。 六、劳动组织 每台班12人，其中指挥、施工员、机修工、电工、试验工各1人；机操工3人（钻机、喷粉机、空压机和储气罐各1人）；记录员2人（前、后台各1人），辅工2人。 七、施工注意事项 1、每一根桩开钻后必须连续施工，严格控制喷灰及停灰时间，不得间断。严禁在尚未喷灰的情况下进行钻杆提升作用，以确保粉喷桩质量和长度。 2、如遇停电，机械故障等原因而喷粉中断，应及时记录中断深度，待恢复正常后进行复打，复打重叠段不应小于1m。 3、钻杆下沉前，应用经纬仪检查或垂线量测钻杆的倾斜度，使倾斜度值不大于1.5。 4、深层搅拌机喷灰提升至原地面以下50cm时，应关闭空压机，防止固化剂喷入大气层。 5、在桩径变更时应对直径进行复核，对使用过的钻头须随时检查，且磨损量不得大于1cm。 八、加固质量与检测 喷粉桩工程质量检查及地基强度检测，目前按以下方式进行 1、 桩成型的开挖观测 对挖出的桩体进行直观检查，检查其桩位、桩径是否应符合设计要求，检查喷搅的均匀程度。 2、资料检查 即对施工记录的检查，以复检桩端和停灰面标高、 喷粉量是否符合设计要求，检查施工时是否发现异常现象等。 3、桩体强度检测 （1）、桩体的静力触探（以养护龄期为14天）。 （2）、桩身取样进行室内立方强度试验。 （3）、应力波测试（为桩数的10-15）。 （4）、静压试验测定单桩或复合地基承载力。 （5）、实测沉降建筑物施工时，多层进行沉降观察，掌握最终沉降量。 （6）、质量标准见表8-1。 粉喷桩施工质量允许偏差 表8.1 序号 项目 单位 规定值或允许偏差 检查频率 检查方法 1 柱平面位置（纵横） cm 10 100 用经纬仪量测或钢尺量 2 桩底高程 m 不高于设计标高 100 喷粉检查钻杆沉入长度 3 桩底高程 m 不低于设计标高 100 检查停止喷粉时的钻头高程 4 单位喷粉量 ≤7 100 计量仪或场计量检查 5 桩体90天无侧限抗压强主度 MPa 不小于计要求 2 桩头或抽芯取样检验，可用7天或28天强度推算90天强度 九、技术经济比较 大量工程实践证明，水泥粉喷桩工艺具有施工快、建筑材料省、造价低、强度高等优点。 （1） 施工周期短，每台班可完成300-400m左右。 （2） 加固体强度相当于浆液搅拌法的2倍。 （3） 材料成本低，每延长米仅10元左右，工程造价比浆液 搅拌低1/3。 十、工程应用实例 近年来，在码头、桥墩、高速公路、基坑支护及工业、民用建筑等方面，施工粉喷桩均取得了明显的技术效果。 （一） 沪宁高速公路 沪宁高速公路常州段路基采用粉喷桩加固地基，由铁道部第 四勘测设计院南京办事处设计。地质情况多数为淤泥质粘土，天然地基沉降量较大。基础设计决定采用梅花型网格状满堂布置粉喷桩地基加固方案。加固浓度为5.0米，共6400根，水泥掺入量采用15的425普通硅盐水泥，要求90天桩身强度不得低于1.2Mpa。 本工程自93年5月施打，投入三台设备，历时2个月完成 了任务。按设计要求，由甲方委托常州高速公路建设部监理和测试，测试结果38天无侧限抗压强度平均值为3.1N/mm2，远远大于设计值，满足了设计要求。 （二）上海杨浦大桥桥墩边上的地基加固。该地面由于淤泥质较厚，对于大型建筑影响很大，为此采用粉喷桩来加固。此方案由上海市政设计院负责设计，总桩数为3500根，深度10-12m，总4万多延米长，要求60天完工。本工程投入二台设备进场施工，利用24小时采用二班制工作，在规定的时间内完成了任务，并且工程桩测试结果达到了设计目的，得到了建设单位的一致好评。 （三）徐连高速公路E8标采用粉喷桩处理软土地基。加固深度10.0米，共37.5万延米，水泥掺入量采用50kg/m的425号普硅水泥。本工程先后投入22台粉喷桩机，历时3个多月完成，检测结果全部达到设计要求。 执笔孙实田 6