粉喷桩综合项目施工基本工艺.doc

粉喷桩施工工艺和质量控制颜鲁博 倪红珍（山东省交通工程总公司）摘要：通过对粉喷桩复合地基形成机理、施工工艺以及质量通病总结阐述，揭示了粉喷桩在施工过程中核心控制工序、质量控制要点和质理通病防治办法。核心词：粉喷桩 加固料 预喷 复搅拌 持力层一、 粉喷桩简介粉喷桩是通过特制深层搅拌机械，在地基深处运用压缩空气向软弱土层内输送石灰、水泥等粉状加固料，不向地基内注入水分使其与原位软弱土混合、压密。并通过加固料与软弱土之间离子互换作用、凝聚作用、化学作用等一系列作用使软弱土硬结成具备整体性、水稳性和一定强度柱状加固土。它与原位软弱土层构成复合地基。粉喷桩可分为端承型和摩擦型。其长度应依照建筑物对地基承载力和变形规定，结合地层状况合理选用。原则上粉喷桩应穿透软弱土层到达强度相对较高土层（简称硬土层），但以提高抗滑稳定为目粉喷桩其桩长应依照危险滑弧位置决定。加固料水泥普通合用于淤泥质土、粘性土、粉土、素填土（涉及吹填土）杂填土、饱和黄土、中粗砂、砂砾等地基加固。依照室内实验，普通以为水泥作加固料，对具有伊里石、氯化物和水铝英石等粘土矿物粘性土以及有机质含量高，PH值较低粘性土加固效果较差。加固料石灰普通合用于粘性土颗粒含量不不大于20%，粉粒及粘粒含量之和不不大于35%，粘土塑性指数不不大于10，液性指数不不大于0.7，土PH值为48，有机质含量不大于11%，土天然含水量不不大于30%偏酸性土质加固。受机械设备限制，国内施工机械加固深度不不大于15米时，喷粉量难以保证，故粉喷桩加固深度不适当不不大于15米。当前粉喷桩惯用加固办法及形式有：1、 按加固断面形状分为：桩式加固、格子式加固、竖式加固、块体式加固。2、 按支承形式可分为：承力层支承式、非承力层支承式。二、 粉喷桩施工（一）室内配合比实验粉喷桩作为一种软土地基解决办法，它选取合理与否很大限度上取决于工程地质条件，故而粉喷桩施工迈进行室内配合比实验是必要。1、 土样采集、数量及规定：（1）、按照设计单位提供工程地质详细勘察报告，选用有代表性土层位置，钻孔取出一定数量试样土。（2）、不同土层分别取出实验所需且有富余土样。（3）、土样中含贝壳、树枝、草根等杂物应清除。（4）、记录土样采集办法、位置、深度、取样日期。2、 实验内容：（1）、加固料质量检查重要检查加固料物理、力学性能参数。（2）、软土天然含水量、干容重、湿容重、塑限、液限、PH值等各项指标。（3）、配合比实验每个孔分别取上、中、下三组软土，依照事先拟定配合比分别做室内配合比实验。求得R7、R28、R90。试件尺寸应为70.7mm70.7mm70.7mm立方体。试件带模放入保湿室内进行湿润养护，养护温度宜为2030C，湿度为75%，养护龄期为7天、28天，养生最后一天浸水24小时。加固解决土强度应以无侧限抗压强度衡量，但在施工时必要同步满足强度和喷粉量双控指标。（二）现场工艺性试桩为了保证各种操作技术参数，在粉喷桩大面积施工前，必要按室内配比进行工艺性试桩。可依照软土厚度选取2处有代表性土质状况位置进行试桩，每处不少于5根。试桩检测项目及数量（1）、试桩时现场记录内容搅拌头直径(mm)；设计桩长(m)；粉喷深度(m)；停灰面标高(m)；钻进速度(m/min)，（参照值V1.5m/min）；搅拌速度（转/min）,（参照值R=30转/min50转/min）；平均提高速度，（参照值VP0.5m/min-0.8m/min）；气体流量(L/S)；钻进、复搅与提高时管道压力（Mpa），（参照值0.25MpaP0.4Mpa）；复搅长度（m）；水泥喷入量(Kg)；电流量（A）（正常与否）。（2）、荷载实验成桩28天后进行单桩承载力实验（3根）和复合地基承载力实验（3组）。（3）、无侧限抗强度实验每处3根桩，每根桩应在桩体三等分段各钻取芯样一种，实验规定见TB1011396附录C。（4）有效桩长及成桩均匀性检测随机抽检3根桩，用钻探法或小应变动测法。（三）粉喷桩施工1、清表回填进行粉喷桩施工场地，事先应予以平整，清除桩位处地上地下一切障碍物（如石头树根等），并进行清表解决；场地低洼时，应先填粘性土。沟塘处需打粉喷桩，应考虑抽水、清淤回填及平整。2、施工放样依照设计图施工范畴用全站仪每间隔10米精准放出中桩和边桩，其间用钢尺放出每根粉喷桩桩位，桩间距偏差应不大于100mm，并插以竹桩等标示物报监理复核。3、 桩机就位依照施放桩位拟定粉喷桩机体位置，使机体搅拌轴保持垂直状态。4、下钻启动搅拌钻机，钻头边旋转边钻进，为了不致堵塞喷射口和减少负载扭距，钻进时喷射压缩空气（不输送加固料）。钻进速度应不大于1.5m/min。如地层压力较小时可在下钻时就喷加固料，该办法可充分运用搅拌机械，增长复搅次数保证搅拌均匀性。5、钻进结束对于摩擦型粉喷桩达到设计深度时可停止钻进；对于端承型粉喷桩必要要穿透软弱土层到达强度相对较高持力层，并进一步硬土层50cm。持力层深度除依照地质资料外，还应依照钻进时电流表读数来拟定，当下钻速度在0.5m/min（最慢一档速度）时电流表电流值达70A以上并伴有钻头跳动现象时表白钻头已进一步持力层，如能持续50cm以上则表白钻头已进一步持力层应停止钻进。如软土层厚度与设计桩长不符时，应遵循如下原则：（1）、如达到设计桩长，软土层仍未穿透时，应继续钻进，直至进一步下卧硬层50cm。（2）、如未达到设计桩长，而钻杆钻进又十分困难时，至少应进一步硬层100cm。6、喷粉、提高钻机喷粉一定要在提高钻机前先预喷，预喷粉重量是在打试桩时依照钻头到桩底时送（喷）粉机管道压力喷灰时管道压力表上空气压力来拟定。见附表气压（Mpa）0.250.30.350.40.450.50.55预喷粉量（Kg）15182023191513预喷应在钻头到达桩底前1m内开始喷粉，但从预喷开始到提钻喷粉中间绝对不能断喷，这样才干保证桩底喷粉量达到设计规定。提钻时钻头呈反向以0.50.8m/min速度边旋转边提高，同步粉体发射器以0.25-0.4Mpa喷粉压力将加固料喷入被搅拌土体中，使土体和加固料进行充分拌和。注意钻机提高时管道压力不适当过大（以不堵塞出气孔为原则），以防钻孔淤泥向孔壁四周挤压形成空洞。7、提高结束当钻头提高至距离地面50cm时，发送器停止向孔内喷射加固料，成桩结束。8、复拌复搅与否均匀是拟定成桩质量重要因素。复搅不均匀桩体会变成球形或千层饼形，这样桩就是加固料掺入量再多也没有强度。因而对于普通土质，规定全桩复搅，最佳上部60%再进行二次复搅。若遇到特殊土质可恰当缩短复搅长度，但必要保证复搅长度不不大于5米。为了搅拌均匀在复搅时钻杆移动速度要在0.5m/min如下，而钻杆回转搅拌速度要在92转/min以上，这样才干把土质打散、拌匀使土体和加固料充分拌和。9、桩机移位桩顶回填复拌完毕机体移至下一桩位，桩顶50cm范畴用参有同剂量加固料土回填。粉喷桩施工工艺框图放线定桩位钻机就位钻桩至设计深度边搅拌喷粉边提高钻杆至桩顶（底面如下50cm）处停止搅拌、喷粉全程复搅一次，提高至地面关闭搅拌机械移至下一桩位继续施工三、 粉喷桩解决地基质量通病及防治办法1、 卡钻产生因素：通过含水量低粘土层，或板结硬土层，或局部遇到障碍物（如石头树根）。防治办法、办法：应停止钻进或慢速钻进，严重时应停钻，并提高钻具，改进钻头；如在提高钻杆时卡钻，则应暂时停止喷粉，待正常后再复打。2、 喷粉不畅或堵塞产生因素：气路连接某些密封不严；气源局限性，气压不够；加固料吸湿结块；喷口粘结粉、泥后变小；粉料中混有杂物、大颗粒；某些地层透气性不良，输灰管过长。防治办法、办法：复打并应使气路连接严密，供气保持充分，气压稳定并满足规定；防止加固料受潮，并过筛；遇喷粉不畅应迅速操纵喷粉阀，由开到关，由关到开，重复多次来克服，禁止以物体敲击灰罐罐体；控制输灰长度并满足规定。3、 桩体疏松产生因素：加固料安定性不合格；土层含水量太低，或遇松散杂填土，导致粉体流失，使桩体含水量不够；土壤含水量低，复打也易产生疏松。防治办法、办法：先取加固料、土样进行实验，找出因素，安定性不合格加固料禁用；土层含水量低，在钻孔时恰当注水，或改用注浆法成桩；发现桩体疏松，可钻进复喷一次加强。4、 夹层断桩产生因素：加固料潮湿，或有异物堵管；管道漏气或供气局限性或气压不稳；喷粉孔磨损，被粘土堵塞；提钻速度过快，先提钻后喷粉；灰喷完后未察觉，喷灰中断，仍在搅拌成桩。防治办法、办法：雨季、夏季对加固料应采用防雨、防潮办法；喷粉时严格过筛计量和气压检查；注意控制喷粉与提钻速度，应先喷粉12min后再提钻搅拌；堵孔应将钻头提出清理，将上部断桩打去，在原位复喷或邻位补桩。5、 空心桩产生因素：土壤含水量太低；中心某些气压减小，导致桩体四周强度高，中部为土芯，形成空心桩；此外土干气压偏大，加固料从两侧喷出，也易产生中间无加固料空心现象。防治办法、办法：遇含水量低于20%干土，应改为喷浆搅拌法施工，或钻孔搅拌时恰当注水，加大桩体含水量。6、 桩体强度不够产生因素：喷灰量局限性；加固料强度不够；加固料安定性不合格，钻杆提高速度不均；喷粉管路轻微堵塞，导致气压不稳，灰流量时高时低，喷灰不匀；遇局部松软土漏灰；遇粘土搅不开；以减压阀调定灰罐与喷灰管间存在压差，也常会影响到定量喷粉。防治办法、办法：控制喷粉量；用合格加固料，控制提高速度，经常观测电子称或流量计进行理解和控制，防止管路堵塞；遇松软土、粘土应恰当进行调节，使喷粉均匀。7、 沉桩产生因素：土壤含水量过大；桩底空松、喷灰少；气压不稳，喷灰不匀，导致断桩，气流过大，土体波动；停灰面位置偏低，喷灰量局限性。防治办法、办法：取土样实验，含水量过大时变化解决办法；提高钻杆前先喷灰；保持气压稳定，喷灰均匀，避免断桩；调节气压，避免气流过大；严格控制规定停灰面和喷灰量。四、质量控制指标、检测频率和办法粉喷桩施工应严格按照设计及技术规范规定检查项目进行质量控制，其检测项目、检测频率和办法如下表：粉喷桩检查项目项次检查项目规定值或容许偏差检查办法1桩距（mm）100抽检2%2桩径（mm）不不大于设计抽检2%3桩长（m）不不大于设计查施工记录4竖直度1.5%查施工记录5单桩喷粉量符合设计查施工记录6强度（MPa）不不大于设计抽查5%7单桩承载力不不大于设计按监理工程师规定频率用荷载实验检查