粉喷桩的施工

粉喷桩的施工钻机钻机是粉喷桩施工的主要成桩机械。它必须满足以下条件：a、动力大、扭矩大、适合大直径钻头成桩，钻头直径一般为50cm，b、具有正向转进、反转提升的功能；c、提升力大，并能实现匀速提升。过去一般使用的钻机有上海探矿机械厂和铁四设计院联合研制的GPS-5型I、II两种，加固深度分别为12.5m和18.0m。随着不断地改进，粉喷桩专用机械日趋成熟，发展成为现在的PH-5A、PH-5B、PH-5S、PH-5D等多种型号的粉喷桩机。喷粉机喷粉机是定时设置发送粉体材料的设备，它是粉喷搅拌法加固软土地基施工机械中的关键设备。粉体发送机的工作原理，可见下图由于空气压缩机送来的压缩空气，通过节流阀调节风量的大小，进入“气水分离器”，使压缩空气中的气水分离。然后“干风”到达粉体发送器喉管，与“转鼓”定量输出的粉体材料混合，成为气粉混合体，进入钻机的“旋转龙头”，通过空心钻杆喷入地下。粉体的定量输出，由控制转鼓的转速来实现。施工前须按照加固工程的地质条件，通过室内试验，找出最佳粉体掺入量。根据施工时钻机的提升速度、钻机转速、搅拌钻头的类型，选用合理的粉体发送量。空气压缩机粉体喷出，是以空气压缩机作为风源。空压机的选型，主要以加固工程地质条件和加固深度为依据。粉体喷射搅拌法是以机械强制搅拌，气粉混合体中需克服喷灰口处土及地下水的阻力而喷入土中。旋喷法则是依靠高压脉冲泵所喷射的高压水来破坏土层。因此，粉喷桩所用压力不需要很高，空压机的风量也不宜太大。搅拌钻头粉体喷射搅拌法凭借搅拌钻头叶片的搅拌作用使灰粉与软土混合。因此钻头的形状直接影响灰土搅拌效果。钻头的形式，应保证在反向旋转提升时，对柱中土体有压实作用，而汪是使灰、土向地面翻升，而降低柱体质量。计量装置该装置用于监测粉喷桩施工中粉体输入量的连续性及均匀性的装置，及时掌握钻机在粉喷过程中，喷入软土层的水泥数量，它能逐层分析粉体的输入量。通过安装在粉体发送机上调孔装置，使输入量能满足设计，并能自动记录及打印。施工操作1） 工艺性试桩开工前应先进行工艺性试桩，其目的在于提供满足设计要求喷粉量的各种操作参数。如管道压力、灰罐压力、钻机提升速度、喷粉机转速等。并验证加固料的搅拌均匀程度及成桩质量，了解下钻及提升的阻力情况，并采用相应的措施，确保成桩质量。一般工艺性试验的桩数，每个场地不少于3-5根。2） 就位钻机井架上必须设置标准而又显著的深度标志尺。钻机就位时必须调平，用水平尺来测定粉喷机械的水平，用经伟仪测定钻机井架垂直以确保成桩的垂直度。3） 开钻钻机就位后，开始送气，钻进。严禁没有粉体计量装置的粉喷机投入使用，钻进时的钻孔深度一般由钻机上的深度计来控制。送气的目的可使钻进顺利、负载扭矩小和防止钻头喷口堵塞。随着钻进，加固的土体在原位受到搅动。①②③④⑤改企柱体图5-25粉体喷射搅拌法施工赎序4） 喷粉当钻到设计深度时，即可停钻。继而就可提升钻杆同时喷粉，加固料从料罐到送灰口有一定的时间延迟，严禁在没有喷粉情况下进行钻机提升作业。针对时间上的间隔，在开始提升时可适当地在此停留2-3s，随后便可提升喷粉。在提升时要严格注意灰罐的压力。在地面以下 3.0m的喷粉压力应控制在0.25-0.3Mpa，并应注意喷粉计量器的数字是否有规律的变动，如发现管道不畅通，同时灰罐在增大，就说明钻头的送灰孔已经堵塞，必须进行现场处理。送灰时的粉体不能有间隔，也不能时多时少、时有时无，以保证充分拌和和混合料的均匀性。5） 提升结束当钻头提升到距离地表30-50cm时，发送器即可停止向孔内喷粉，成柱结束。6） 复拌此时可停止粉喷，复拌深夜不应小于设计桩长的1/3,且不小于5.0m，目的在于确保粉喷桩粉体的均匀性和强度稳定性。5.现场质量控制1）粉喷桩施工的检测⑴施工中检测，主要是检查桩位、桩长、喷灰量、复搅长度以及是否进行硬土层等，对每批场水泥应作抽检，并不得有受潮结块或其他杂物。⑵对成桩的检测一般在成桩28d后，在桩体上部挖截取三段（0.7m、1.0m、1.5m）进行桩身无侧限抗压强度试验及检查桩径。检查频率为1%-2%,在桩中心可用钻机采取岩芯，检查桩身的连续性和桩长。对每个场地可进行2-3处原位静载试验，检查复合地基的承载力。1.强夯处理1） 强夯的作用机理强夯法是通过重锤自由落下，在极短时间内对土体施加一个巨大的冲击能量，这种冲击能，又转化为各种波型（包括压缩波、剪切波和瑞利波），使土体强制压缩、振密、排水固结和预应变形，从而使土颗粒趋于更加稳固的状态，以达到地基加固目的。2） 强夯参数的确定不同的土质其加固效果各异，对砂性土、粉土和其他塑性指数Ip>10的土，采用强夯效果明显。本路段主夯与副夯采用1500kN・m、2000kN・m、3000kN•m三种夯击能。满夯采用700kN・m、800kN・m、1000kN•m三种夯击能。强夯参数，应选有代表性路段，由试夯进行确定。3） 强夯施工⑴强夯机械的选用本路段强夯主要两种类型的机械。一种是起重能力50t的覆带吊，另配18-20t的铸铁夯锤；另一种是20-25t起重能力的吊机配16-20t的夯锤，这种夯机吊臂顶上须配辅助门架。因此，每个夯点须移动一次吊机，而且移动速度慢，效率降低。相比较使用大吨位吊，移动方便，每移一次机可打3-4个夯点，效率要比带龙门架的夯机高出近一倍。⑵夯点位置和夯击遍数夯点采用正方形布置，主、副夯1500kN・m、2000kN・m、3000kN•m三种夯击能对应的时间距分别为4.0m、4.5m、5.0m。满夯时夯点搭接1/4径，夯击遍数为3遍。第一遍为主夯，间隔72h，待孔隙压力消失后进行副夯，然后间隔约72h后进行第三遍夯击，即满夯。施工中根据土质情况，间隔时间有所变化。⑶.垫层设置连徐地区表面固结较好的土层只有0.5m左右，原设计没有设置垫层，机械震动很容易引起表面破坏和地基液化冒浆，承载力下降，机械下陷行进困难，同时夯坑过深起锤困难。根据试验段总结