【摘 要】 伴隨著我國經濟騰飛,工程施工技術不斷改進,針對軟基地基處理方法也越來越多,粉噴樁技術就是其中之一。該技術將利用深層攪拌機械在地基中進行鉆孔和噴射水泥體,然后借助于攪拌軸旋轉實施攪拌工作,從而使得噴入軟土中的粉體和軟土充分攪拌在一起,最終形成復合地基,不但成樁效率高、無噪聲污染、地基承載力強、還可以有效降低工程造價,確保工程質量進度,且效果明顯。本文分析了粉噴樁的基本特征、成樁原理以及施工技術要求等,希望能給今后軟土地基處理帶來一定借鑒意義。
【關鍵詞】 粉噴樁;軟土地基處理;技術要求;質量控制
粉體噴射施工樁,我們習慣稱之為粉噴樁,顧名思義,該技術是通過粉體噴射攪拌法施工而制成的樁, 該樁具有較高的黏結強度,且成樁介于剛性樁及柔性樁之間,具一定的壓縮性通過控制水泥的摻入量,該樁強度等級通常都在C5-C25之間。粉噴樁是一種軟土地基處理新技術,在以往的施工中通常都是用作房建工程地基處理技術,并可以適用于黏土、粉土、粉質黏土、砂土以及淤泥質土等土質環(huán)境,不但可以加速土體固結速度,而且還能保證了建筑沉降穩(wěn)定快、變形小,如今粉噴樁已被大范圍地應用在工程當中。
1.粉噴樁主要形成機理
粉噴樁成樁機理是:首先,利用深層攪拌機械在地基中進行鉆孔,并對軟弱地基中噴射水泥體,然后借助于攪拌軸旋轉實施攪拌工作,從而使得噴入軟土中的粉體和軟土充分攪拌在一起,利用水泥和軟土之間所產生的一系列物理、化學反應,形成抗壓強度比天然土高得多并具整體性、水穩(wěn)性的樁柱體,并由若干根樁柱體與樁周土構成復合地基。因為在粉噴樁于上鋪碎石墊層形成了固定整體,在摩擦力的作用下,從而使粉噴樁周圍土體在受到上部荷載作用下形成下沉的趨勢,通過反作用力也就給粉噴樁制造了一個負摩擦力,間接加強了粉噴樁的自身承載力;與此同時。受作用力的影響,粉噴樁對周圍一定范圍內的土體產生了負摩擦作用,這樣不僅僅大大減小了粉噴樁周圍土體沉降量,也大大提升了周圍土體的承載作用力,這就保證粉噴樁與土體構成了一個共同受力體,并形成了將粉噴樁、土體和褥墊層三者有效結合為一體的復合地基,大大加強了軟土地基的承載性能。
2. 粉噴樁施工要求及質量控制
2.1 施工機具要求與控制
通常粉噴樁都是采用長螺旋、高壓泵壓灌工藝施工,這當中需要使用到的設備包括PH- SA型噴粉攪拌樁機、空壓機、翻拌車、起吊裝置、儲灰罐等配套以及各種控制儀表等。合理地配置粉噴樁施工機械,不僅可以大大節(jié)約原材料,還避免了人工洗管所帶來的麻煩,可以在一定程度上提升施工效率,節(jié)省施工作業(yè)時間。
2.2 施工材料要求與控制
供噴射的水泥體對制作原料的要求極高,因此從原料進場開始保證水泥的質量就十分重要,一般而言,水泥體所使用的水泥應當以普通硅酸鹽水泥為宜,根據不同單樁的承載力的要求和設計強度,水泥的用量也有所不同,同時還要摻入適當的泵送劑,并且按照施工氣候變化添加適量的外加劑,外加劑應保證具有產品合格證,其滲入量應該通過試驗來進行確定,施工方必須嚴格依據抗?jié)B等級要求,并根據現場工程實驗室科學計算出的配合比,自動設定好計量,才能進行水泥體的攪拌工作。所用碎石的粒徑應不超過10mm,若條件允許,應當盡可能采用卵石作為材料,而且混合料中砂率最好不小于70%,施工時水泥體坍落度保持在180~210mm間,這樣方便泵送時水泥體流動,可以有效保證灌注工作的順利實施。
2.3 施工工藝要求與控制
2.3.1 實驗樁施工
在粉噴樁開始施工之前,為工程施工的安全經濟考慮,應該進行5根以上的實驗樁施工,實驗裝施工完成后兩周開始對施工結果進行檢測,借以確定日后粉噴樁施工的各種施工工藝參數,比如說設計文件中的地質報告是否屬實,施工中是否存在易竄孔土層,混合料各性能是否能滿足要求等,并以此確定泵送混合料操作時泵量、泵壓以及鉆桿提升速度。
2.3.2 平整場地
為保證粉噴樁的施工質量,即便長螺旋鉆機有著較強的場地適應性,但我們還應該對場地實施簡單的平整處理。通常由于鉆機的自重性能要求,施工作業(yè)對原狀土強度不能小于50kPa,并保證施工場地平整性良好,場地表面坡度不會超過2°,針對承載力不符合規(guī)定要求的地段要采取換填素土處理。在粉噴樁開始施工以前,我們可以使用裝載機或推土機對場地實施清理、平整和碾壓工作,以滿足如后粉噴樁的施工需要。
2.3.3 測量放樣
場地平整以后,測量人員根據設計要求開始測量放樣工作,通過使用白灰或木樁等標志物,在施工場地上標明各個施工段的所有樁位,以確保粉噴樁施工連續(xù)不間斷。
2.3.4 鉆機鉆孔
在進行鉆孔前,必須要確保對施工現場進行清掃干凈,并且要挖設排水溝,把泥漿準備好,再進行試樁成孔,同時要設置準確的水準水以及軸線定位點,再做復核等方面的工作。為確保沖擊錘鉆機可以有效地懸浮鉆渣,施工中必須保證配制泥漿具有較高的性價比。鉆機鉆進時,應該事先在孔內灌注泥漿,具體的混合料比重要視土層情況而定,并根據實際地質情況,時刻保持對混合料比重和鉆錐落距的調整工作,如出現排渣、提鉆、除土或鉆孔等現象導致鉆機因故停鉆時,應當保持孔內的水頭、泥漿密度、粘度都達到規(guī)定要求,以防止坍孔事故的發(fā)生。因為對于粉噴樁而言,樁端土層承載力是樁允許承載力的重要部分,因此在鉆到設計底標高之后,要仔細檢查鉆頭土樣,確定是否鉆到設計土層。另外,在進行鉆孔時,應不斷的向孔內注漿,而注入泥漿液必須要高于地下水,從而可以起到保護孔壁以及潤滑鉆頭、減少鉆進的阻力和降低鉆頭熱度的作用。
2.3.5 開槽鋪筑砂礫墊層
在鉆孔完成且土地整平之后,應該按照設計的相關規(guī)定鋪設砂礫墊層,并使用靜力壓實法進行壓實,如果基礎底面的樁間土含水量較小,也可采取動力夯實法,確保壓實之后的墊層與虛鋪厚度比值不超過0.9。
2.4 成樁檢測
根據前面的分析我們知道,長螺旋壓灌施工工藝可以很好地保持原有地基土強度,因此,可以在成樁后的兩個星期內對復合地基或單樁靜載進行檢測。檢測工作中較為常用的方法并非直接對復合地基的承載力實施檢測,而是對樁阻極限承載力進行檢測,因為檢測樁阻極限承載力較為安全;小應變檢測雖然一貫作為樁身完整性的評價依據,但我們知道粉噴樁身由素混凝土構成,在施工中很容易受到碰裂,一次即便小應變檢測結果判定樁身存在裂隙,但這也不影響復合地基的荷載性能。通常,成樁檢測頻率占單樁靜載檢測總數的5‰-1%,而且所用的試驗點不應小于5個;每單位工程樁數按總數的十分之一進行小應變檢測,以確保粉噴樁身的完整性。
3.結論
作為軟土地基處理的新技術,粉噴樁不但施工工藝簡單、擠密效果好、承載力提高幅度大等優(yōu)點,還能夠很好地通過粉體噴射攪拌法施工制成樁,共同構成復合地基,經過處理以后的軟土路基,不但承載力有力很大程度的提高,而且能很好地對軟土路基的沉降實施控制,給工程的施工質量帶來諸多便利??梢?,在我國很多建筑工程中,涉及到粉噴樁軟基施工問題已逐步趨于擴大推廣的階段,相信在不久的將來隨著各種新技術的研發(fā),水泥粉煤灰碎石樁施工技術在軟土地基中的應用與發(fā)展將前景無限。
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