粉喷桩的简介、施工工法以及在工程中的应用

1、粉喷桩的简介、施工工法 以及在工程中的应用 2011 年 4 月 28 日 目 录 第一章第一章 粉喷桩简介粉喷桩简介 .4 1.1 粉喷桩定义粉喷桩定义.4 1.2 粉喷桩检测粉喷桩检测.4 1.3 粉喷桩施工预案粉喷桩施工预案.4 第二章第二章 粉喷桩施工工法粉喷桩施工工法 .6 2.1 特点特点.6 2.2 适用范围适用范围.7 2.3 施工工艺施工工艺.7 2.4 施工机具施工机具.8 2.5 操作要点操作要点.8 2.6 劳动组织劳动组织.9 2.7 施工注意事项施工注意事项.9 2.8 加固质量与检测加固质量与检测.9 2.9 技术经济比较技术经济比较.10 2.10 工程应用实例

2、工程应用实例.10 第三章第三章 水泥粉喷桩在地基处理中的应用水泥粉喷桩在地基处理中的应用 .12 3.1 序言序言.12 3.2 粉喷桩简介粉喷桩简介.12 3.3 工程实例工程实例.12 3.3.1 工程概况工程概况.12 3.3.2 地基处理要求地基处理要求.12 3.3.3 处理方案的选择处理方案的选择.12 3.3.4 喷粉桩复合地基设计喷粉桩复合地基设计.13 3.3.5 施工方法施工方法.13 3.3.6 质量保证措施质量保证措施.13 3.3.7 质量检测质量检测.14 3.4 效果评价效果评价.14 3.5 注意事项注意事项.15 3.5.1 喷桩不是桩基喷桩不是桩基.15

3、3.5.2 复合地基中的土不可忽视复合地基中的土不可忽视.15 3.5.3 应区别对待复合地基承载力应区别对待复合地基承载力.15 第四章第四章 应用应用 CFGCFG 桩与粉喷桩长短桩结合处理软土地基施工工艺桩与粉喷桩长短桩结合处理软土地基施工工艺 .16 4.1 序言序言.16 4.2 工艺原理及适用范围工艺原理及适用范围.16 4.3 工艺流程介绍及操作要点工艺流程介绍及操作要点.17 4.3.1 工艺流程工艺流程.17 4.3.2 施工操作要点施工操作要点.17 4.4 质量控制要点质量控制要点.20 4.4.1粉喷桩施工粉喷桩施工.20 4.4.2CFG桩施工桩施工.21 4.5 总

4、结总结.22 第一章 粉喷桩简介 1.1 粉喷桩定义粉喷桩定义 粉喷桩属于深层搅拌法加固地基方法的一种形式，也叫加固土桩。深层搅 拌法是加固饱和软粘土地基的一种新颖方法，它是利用水泥、石灰等材料作为 固化剂的主剂，通过特制的搅拌机械就地将软土和固化剂(浆液状和粉体状)强 制搅拌，利用固化剂和软土之间所产生的一系列物理一化学反应，使软土硬结 成具有整体性、水稳性和一定强度的优质地基。粉喷桩就是采用粉体状固化剂 来进行软基搅拌处理的方法。 粉喷桩最适合于加固各种成因的饱和软粘土，目前国内常用于加固淤泥、 淤泥质土、粉土和含水量较高的粘性土。 1.2 粉喷桩检测粉喷桩检测 目前国内的粉喷桩检测主要有

5、浅部开挖、轻型动力触探、瑞典贯入法、标 准贯入试验、静力触探试验、取芯检验、截取桩段做抗压强度试验、静载荷试 验、反射波动测法检验、袖珍贯入试验、电阻率法等 1.3 粉喷桩施工预案粉喷桩施工预案 1、材料要求 喷粉使用的粉体固化剂为 425 号普通水泥，要求新鲜无结块，入罐时应经 筛网过滤，最大粒度不超过 5mm，不得含有纸屑、塑料布、石子等杂质；石灰 用磨细生石灰，最大粒径小于 0.2mm，要求质地纯净无杂质，含氧化钙和氧化 镁的总和应不少于 85%，其中氧化钙的含量不低于 80%。 2、施工程序 1）施工工艺流程 测量放线桩机就位钻孔插管喷粉移动机具 2）测量放线 根据设计要求，定出孔位作

6、出标记。 3）施工机械设备 喷粉桩机及配套水泥罐、贮灰罐及喷粉系统、空气压缩机。喷粉桩机由液 压步履式底架、井架和导向加减压机构、钻机传动系统、钻具、液压系统、喷 粉系统、电气系统等部分组成。 4）施工工艺要点: （1）施工前进行场地平整，桩位放线，组装架立喷粉桩机。检查主机各部 的连接，液压系统、电气系统、喷粉系统各部分安装试调情况及灰罐、管路的 密封连接情况是否正常，做好必要的调整和紧固工作，排除异常情况后，进料 口应加盖密封。 （2）成桩时，先用喷粉桩机在桩位钻孔，至设计要求深度后，将钻头以 1.0-1.2m/min 速度边旋转边提升，同时通过粉喷系统将水泥（或石灰粉）通过 钻杆端喷嘴定

7、时，定量向搅动的土体喷粉，使土体和水泥（或石灰）进行充分 搅拌混合。 （3）桩体喷粉要求一气呵成，不得中断，每根桩装一次灰并搅喷完。喷粉 深度在钻杆上标线控制，喷粉压力控制在 0.5-0.8MPa。 （4）单位桩长喷粉量是控制成桩质量的关键，喷粉量随桩体强度而定，一 般为 45-50Kg/m，工程的喷粉量应一次大体调定。喷粉先里排后外排，可由一 端向另端进行。 （5）当钻头提升到高于桩顶面约 500mm，喷粉系统停止向孔内喷射水泥 （或石灰粉）时，桩体即告完成。为保证质量，上部 1.5-2.5 米可复钻孔喷粉一 次。 （6）喷桩桩自然养护 14 天以上始可挖土，以免在水平力作用下造成断桩。 第

8、二章 粉喷桩施工工法 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。 2.1 特点特点 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

9、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

10、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。 2.2 适用范围适用范围 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. 2.3

11、施工工艺施工工艺 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。 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。 2、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

12、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。 2.4 施工机具施工机具 施工机具主要由

13、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。 2.5 操作要点操作要点 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，

14、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。 2.6 劳动组织劳动组织 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。 2.7 施工注意事项施工注意事项 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

15、，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。 2.8 加固质量与检测加固质量与检测 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： 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

16、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 1。 表 1 粉喷桩施工质量允许偏差 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) cm10100% 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

17、量 %7100% 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 2.9 技术经济比较技术经济比较 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。 2.10 工程应用实例工程应用实例 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

18、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

19、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。 第三

20、章 水泥粉喷桩在地基处理中的应用 3.1 序言序言 在土木工程建设中，经常遇到不良的地质条件，需要对其进行处理，以满 足结构物对地基的要求。地基处理方法有多种，其中水泥粉喷桩地基，在近几 年得到了广泛的应用。 3.2 粉喷桩简介粉喷桩简介 喷粉桩是在学习引进国外高压喷射注浆桩的基础上创新发展的新桩型，我 国自行创新研制了成套施工机具设备和工艺，这种桩的优点：可加固改良地基， 提高地基承载力(2-3 倍)和水稳性，对环境无污染，无噪声，对相邻建筑物无影 响，机具设备简单液压操纵，技术易于掌握，成桩效率高(8m 长桩，每台桩机 每天可完成 100 根)，加固所需费用较低，造价比灌注桩低 40%.喷

21、粉桩适用于 7 层以下的民用建筑以及在有地下水或土的含水量大于 25%的粘性土、砂土、 软土，淤泥质土地基中进行浅层(深 14m)加固，但是这种桩不适用于杂填土(垃 圾土)地基(会使承载力不均匀)同时要求土的含水率不低于 23%，否则会造成桩 体疏松。 3.3 工程实例工程实例 3.3.1 工程概况工程概况 本工程为南堡盐场沿街商住楼，地基开挖后局部出现大量淤泥质土，土层 深度范围有少量厚度达到 3.5 米，地质勘查部门对该建筑场地的评价是：场地 为软弱场地，属三类场地土，地下水位在地表以下 0.9 米。 3.3.2 地基处理要求地基处理要求 该建筑的特点是上部荷载较大，而场地土比较软弱;住宅

22、楼图纸中基础形式 为筏板基础，要求地基承载力标准值为 150kpa，场地地基承载力达不到施工条 件实测地基承载力标准值为 110kpa;允许沉降量200mm;业主要求在尽可能的 情况下降低地基处理造价。 3.3.3 处理方案的选择处理方案的选择 南堡地区对这类地基常采用预制桩或灌注桩，勘察单位也建议采用灌注桩， 项目部作出地基处理的方案。经过甲方、设计、监理、及建设主管部门的多方 论证、调查研究及方案造价的比较表明，最终选中我们的地基处理方案。水泥 喷粉桩加固处理这种土质是适用的。采用搅拌桩比灌注桩更经济，且对周围环 境的影响更小。 3.3.4 喷粉桩复合地基设计喷粉桩复合地基设计 设计有效桩

23、长 L=5.5m，桩径 0.5m，加固体室内抗压强度为 2Mpa(经室内 试验确定水泥掺入比为 15%)。由文献 1 式(9.2.2-2)、(9.2.23)算出单桩承载力 Rke=140KN;根据(9.2.2-1)式可算出：住宅楼置换率 m=0.3，按此进行桩的布置， 布桩采用矩形形式。 3.3.5 施工方法施工方法 喷粉使用的固化剂为 P.O32.5 普通硅酸盐水泥，采用国产 PH-5A 型喷粉桩 机施工。 (1)施工前应整平场地，定出桩位并编号，组装架立喷粉桩机，检查主机及 其他各系统工作是否正常。 (2)根据桩位平面布置图，排桩号和施工流水段，移动搅拌主机对准设计桩 位。 (3)开动搅拌

24、机钻进 50cm 后，随钻随喷气，注意防止堵塞喷粉孔，随钻杆 钻进，加固土体在原位被搅动切碎，钻至设计深度时停钻。 (4)钻杆钻到设计深度后反向旋转，启动水泥发送装置，将钻杆边搅拌边提 升，提升速度宜小于 1m/min，强制喷出的粉体与原位土体进行搅拌。待钻头提 升到距桩顶约 2m 时，宜降低提升速度。提升到超过设计高度 30-50cm 后，关 闭水泥发送装置，钻机原位旋转 1min 后现继续提升到地面。桩体喷粉要求一气 呵成，不得中断，喷粉压力控制在 0.5-0.8N/MM2.为提高桩体强度及承载力， 避免搅拌不均，再在原桩位全长范围内进行得搅 1 次，桩体即告完成。 3.3.6 质量保证措

25、施质量保证措施 确保桩体的强度及完整性关键在于喷粉量的控制和搅拌是否均匀，针对这 种情况，施工中采取了以下措施。 (1)采用“一喷四搅”工艺，其流程如下。测量放线桩机就位开机钻进 到底(喷气)反转提升到顶(喷粉)正转复搅到底反转提升到顶(喷气)桩机 移位。 (2)在正式施工前选取一定数量的桩进行试打，从而确定桩机在本工程地质 条件下的施工技术参数(桩机钻进速度、提升喷搅速度和复搅速度、刮灰器转速 与喷搅提升速度的配合、空压机风压和风量等)。 (3)控制桩位偏差5cm，桩垂直度偏差1.5%，桩径偏差4%，桩长偏差 50mm，每米水泥喷入量与设计值偏差3%。 (4)采取 24h 质监员跟班检查服务

26、业，重点检查每米的喷粉量、桩长、桩位 垂直度及桩机下钻、上提速度，此外，采用电子秤(计量装置)对每根桩的喷粉 量进行控制，并每米记录一次喷粉量，以准确跟踪第根桩从下到上的质量情况， 一旦在某个深度出现灰量不足或断灰情况，可以准确地进行补喷。 (5)若在钻进或喷粉过程中发生堵钻头、堵管或机械故障，应立即停喷提钻， 待处理完毕再进行复钻、复喷。 (6)水泥必须经过复检合格后方能使用。 3.3.7 质量检测质量检测 成桩质量检验本工程共施打水泥粉喷桩 13587 根，总延长 118880 米。经业 主同意，采用以下 4 种成桩检测方法。 (1)轻便触探：在成桩后 7d 内用轻型动力触探进行桩体强度检

27、验，检验数 量为 2%，对发现有问题的桩及时进行补桩处理。共检测 280 根桩，发现问题并 补桩 20 根。 (2)桩头开挖：成桩 7d 抽取 2%桩开挖约 60cm 深，检查桩体直径、桩身边 疆性、灰土拌和均匀性及桩身密实性，共检验 250 根桩，桩身成型情况良好。 (3)钻芯抗压试验：成桩 28d 后，抽取 6 根桩进行钻芯检查，并取样养护测 定桩身抗压强度、抗剪强度。检测结果表明：桩体已达设计深度，成型良好， 采芯率75%;桩身试样抗压强度值约为 3.14.6Mpa，粘聚力为 1.9Mpa，内摩 擦解 为 22.1 度，均满足设计要求。 (4)载荷试验：成桩 28d 后选取 4 组进行单

28、桩复合地基载荷试验，根据建 筑地基处理技术规范(JGJ7991)所规定的试验方法，确定住宅楼粉喷桩复合 地基承载力标准值 fk180kpa，满足设计要求。随着龄期增长，地基承载力仍 有一定程度的提高。 3.4 效果评价效果评价 本工程采用水泥喷粉桩处理软弱地基，地基承载力由 110kpa 提高到 180200kpa，强度增长 1 倍左右。该建筑物自工程竣工验收三年来，未发现地 基不均沉降和上部结构裂缝，加固效果良好，该工程获得南堡开发区优质工程。 采用这种方案具有设备简单、施工方便快速、无振动、无污染等优点，造 价低廉，费用比采用灌注桩降低了 40%.为甲方节约资金 40 万元。 3.5 注意

29、事项注意事项 3.5.1 喷桩不是桩基喷桩不是桩基 粉喷桩可以称为“基桩”，但与桩基中的“基桩”并不完全一样。二者的 具体区别如下。 (1)材料不同。粉喷桩由胶凝材料与原状土和天然水硬结形成，基中不掺加 粗细骨料。 (2)强度不同。由于组成材料的区别，粉喷桩强度较低。 (3)承载性状不同。桩基中的桩为刚性桩，直接承担建筑物主体结构荷载。 粉喷桩在受压时产生一定的(压缩)变形，因而属塑性桩，与桩间土共同作用， 通过建筑物基础间接承担主体结构荷载。 (4)单桩承载力的决定因素不同。决定粉喷桩承载力的因素除土对桩的支撑 约束外，还有桩身强度。 (5)确定标准强度试件的龄期的试件强度，粉喷桩标准强度则

30、采用 90d 龄期 的试件强度。 3.5.2 复合地基中的土不可忽视复合地基中的土不可忽视 粉喷桩作为地基中的一部分，与地基土组成复合地基共同承担上部荷载。 因此在桩设计和桩检测中不能忽视复合地基中的土。在对粉喷桩处理地基进行 效果检测时，同样要进行复合地基承载力静载检验，而不能仅作单桩承载力检 测。 3.5.3 应区别对待复合地基承载力应区别对待复合地基承载力 复合地基承载力一般根据单桩和桩间土承载力之和来确定。复合地基承载 力并不是单桩与土承载力简单的相加，而就根据桩所处地层土质情况区别对待。 当桩身和桩底处于较好土层时，复合地基在一定荷载下沉降较小，粉喷桩承担 大部分荷载。由于可压缩性大

31、，桩间土只能发挥部分承载力。反之，当粉喷桩 处于软弱地层中，地基沉降量大，桩间土才能充分发挥地基承载力。 第四章 应用 CFG 桩与粉喷桩长短桩结合处 理软土地基施工工艺 4.1 序言序言 复合地基由于其充分利用桩和桩间土共同作用的特有优势,以及相对低廉的 工程造价得到了越来越广泛的应用。该工艺技术简便,在地下水位较高的地区进 行热源厂建设中,在清除原有建筑物基础后,人为造成的不良软土地基加固可采用 该技术,既经济又合理。 太原市某热源厂主体长 77.5m,宽 15.5m,施工场地为原旧建筑及仓库,场地上 部原建筑物已拆除,但地下分布较多障碍物且无法提供该场地旧有地下构筑物施 工图。而且场地地

32、下水位较高,水位在自然地坪下-1.5m 处。原设计中基础采用 伐板基础,桩采用 CFG 正三角形布桩。但在清除拟建建筑处地下障碍物(有原混 凝土硬化地面、站台柱砼独立基础、砼储油罐)后,拟建场地中央形成了直径为 17m,深度为 6m 的水坑。坑底标高已低于设计 CFG 桩有效桩顶标高 1.5m。将水 坑抽完水回填土后,该部分场地抗变形能力性能较弱,CFG 桩机无法进入场地施 工,不能保证 CFG 桩施工安全和质量。随后该单位提出处理方案,利用增加粉喷 桩短桩处理该场地,结合原 CFG 桩长桩组成复合地基。设置粉喷桩(干喷)可迅速 提高场地地基抗变形能力,便于后续 CFG 桩施工,同时可以增强场

33、地复合地基的 承载能力。经设计院计算、认可、同意该处理方案。施工后 CFG 单桩和复合地 基载荷试验均满足设计要求,达到了良好的地基处理效果。 4.2 工艺原理及适用范围工艺原理及适用范围 该技术应用 CFG 桩和粉体喷射搅拌桩(简称粉喷桩)形成复合地基,充分发挥 CFG 桩的高承载力性能和粉喷桩的抗变形性能,并且通过褥垫层的设置发挥桩间 土的承载力。 粉喷桩加固地基的机理是利用粉体喷射桩机在钻孔过程中,用高压空气将粉 状固化剂以雾状喷入被加固的软土中,凭借机械上特制的钻头叶片的旋转,使固化 剂与原位软土就地强制搅拌混合;固化剂吸水后进行一系列物理化学反应,使桩位 原土由软变硬,形成整体性好、

34、水稳性强和承载力高的新桩体;这种桩体与桩间土 相互作用形成比天然软土地基承载力有大幅度提高的复合地基。使场地复合地 基抗变形能力有明确提高,并有一定的隔水作用,便于后续 CFG 桩基施工。 CFG 桩、粉喷桩两种施工增强体与天然地基土体组成三元复合地基,既能发 挥 CFG 桩高承载力的特点,又因 CFG 桩的插入而使粉喷桩的侧限约束作用得到 增强。同时,由于设置了粉喷桩,上部地基土的变形能力得到改善,提高土体的抗 剪强度,避免 CFG 桩产生刺入破坏。 该工艺技术适用于地下水位较高地区处理黏性土、粉土、沙土和桩端具有 相对硬土层、承载力标准值不低于 70kPa 的淤泥质土;地下水位较高的非欠固

35、结 人为不良填土地基;土层上部为正常固结的淤泥与淤泥质土、粉土、饱和黄土、 素填土、黏性土以及无流动地下水的饱和松散砂土等地基,地基土的天然含水量 大于 30%时。 4.3 工艺流程介绍及操作要点工艺流程介绍及操作要点 4.3.1 工艺流程工艺流程 若根据地质情况和设计布桩形式,CFG 桩采用隔桩跳打施工,场地分两(三)遍 施工完成,第一遍钻出的泥土、淤泥应及时清运出场地,为第二遍施工创造有利条 件。 4.3.2 施工操作要点施工操作要点 1、场地标高控制 (1)粉喷桩施工前进行平整场地和标高测量计算,确定粉喷桩桩端标高。计算 粉喷桩与 CFG 桩共同作用段长度、粉喷桩单独加固土体段长度、CF

36、G 桩设计 桩顶标高上空桩长度。 (2)粉喷桩施工完毕后对场地进行平整,再次测量场地标高。确保后续 CFG 桩施工标高正确。 (3)若 CFG 桩采用隔桩跳打施工,场地分两(三)遍施工完成,第一(二)遍钻出的 泥土、淤泥清运出场地后,在第二(三)遍 CFG 桩施工前要进行场地标高测量,计 算 CFG 桩入土深度和空桩长度。 平整场地、测量场地标高、放粉喷桩桩点 桩机就位、调平、对中 预搅钻进下沉 粉喷搅拌机提升 重复搅拌 移位，下一根 粉喷桩施工完毕，平整场地，测量场地标高，放 CFG 桩桩 点 桩机就位桩位复核 成孔 提升钻杆 至桩顶标高 成桩移位，桩机移位 下一根施工 施工工艺流程图 2、

37、粉喷桩施工 (1)定位:平整场地,整套设备安装就位,喷粉桩机自动纵横向移动,钻头对准孔 位。 (2)预搅钻进下沉:启动搅拌机电机,钻头正向旋转,实施钻进作业。为了不堵 塞钻头上的喷射口,钻进过程中不喷固化料,只喷射压缩空气,即确保顺利钻进,又 减小负载扭矩。随着钻进,使被加固的软土体在原位受到搅动,钻至设计孔底标高 后停钻。 (3)喷粉搅拌提升:当深层搅拌机下沉到设计深度时,再次启动搅拌机,反向旋 转提升钻头,同时打开发送器前面的控制阀,按需要量向被搅动的疏松土体中喷射 固化料水泥粉(或石灰粉),边提升、边喷射、边搅拌,尽量达到搅拌均匀,使软 土与固化料充分混合,喷射量与控制阀的开放大小成正比

38、,与钻头的提升速度成反 比。 (4)重复搅拌:搅拌机喷灰反转提升至原地面以下 50cm 时,关闭空压机,防止 粉体被带出地面而向空中飞散污染环境。为使软土和固化剂搅拌均匀,再次将搅 拌机钻进下沉,直至设计深度,再将搅拌机按规定速度反转提升出地面。 (5)移位:利用喷粉桩机的步履功能移动钻机至新孔位重复以上过程。 3、CFG 桩施工 (1)桩机就位必须铺垫平稳,钻塔垂直、稳定、牢固,钻尖对准桩位。 (2)开钻前必须检查钻头上的契形出料活门是否闭合,严禁开口钻进。 (3)钻进过程中,未达设计标高不得反转提升钻杆,如因特殊情况需要提升钻 杆或反转,应将钻杆提升到地面,对钻头活门重新清洗、疏通、闭合。

39、 (4)施工前应按设计要求由试验室进行混合料配比试验,根据选择机型进行塌 落度的选择。长螺旋钻孔、管内泵压混合料成桩施工的坍落度宜为 160mm200mm。 (5)开始钻进或穿过软硬土层交界处时,应保证钻杆垂直,缓慢进入;在含有砖 头、瓦块的杂填土层或含水量较大的软塑黏性土层中钻进时,应尽量减少钻杆晃 动,以免扩大孔径。 (6)钻进时,应注意观察电流值变化在正常工作状态(200A)。 (7)开动混凝土输送泵,提前将拌合好的混凝土充满整个输送管道,并将混凝 土储满输送泵料斗。 (8)压力灌注与钻杆提升速度应配合好,一般提升速度是当听到空心钻杆中有 混凝土落声时提升钻杆为宜,以确保桩径。 (9)压

40、力灌注时混凝土的泵送应连续进行。泵斗内混凝土容量应高出进料口 50mm 以上,以防吸进空气造成堵管。当料斗混凝土低于进料口时应及时通过口 哨或其他警示音通知钻机停止提升钻杆,待混凝土补充足量后再进行压力灌注、 提钻。 (10)钻进过程中,操作人员与指挥人员要密切注意钻进情况,如遇卡钻、钻杆 剧烈抖动、钻杆偏斜等异常情况,应立即停钻,查明原因,采用相应措施解决后方 可继续作业。(11)桩体垂直度严格按设计要求及 GB50202-2002 规范要求控制, 为保证有足够的工作面和提高成桩质量,钻出的泥土要及时清运。 (12)成桩桩顶标高宜高出设计桩顶不少于 50cm。成桩过程中应注意做好混 合料试块

41、,每台机械每天应做一组(3 块)试块(边长为 150150150mm 立方体), 标准养护,测定其为立方体抗压强度。 (13)施工垂直度偏差不应大于 1%,对满堂布桩基础,桩位偏差不应大于 0.4 倍 桩径;对条形基础,桩位偏差不应大于 0.25 倍桩径;对单排布桩桩位偏差不应大于 60mm。 4、褥垫层 (1)桩顶和基础之间按设计要求设置褥垫层,褥垫层材料宜用中砂、粗砂、级 配砂石或碎石等,最大粒径不宜大于 30mm。 (2)褥垫层铺设宜采用静力压实法,当基础底面下桩间土的含水量较小时,也 可采用动力夯实法,夯填度(夯实后的褥垫层厚度与虚填厚度的比值)不得大于 0.9。 4.4 质量控制质量控制要点要点 4.4.1 粉喷桩施工粉喷桩施工 (1)打桩前场地平整不宜对拟建场地土方进行开挖后施工,保留一定深度的土 方以确保后续施工 CFG 成桩的有效桩顶上部保护桩体长度,避免 CFG 桩在施工 过程中桩机碾压对周围先成桩有效桩体的上端造成破坏。 (2)施钻前应进行测量放线,准确定出各桩位中心,打短木桩作出标记,并在木 桩周围撒上白石灰粉以醒目,便于施钻过程中寻找。 (3)在施工过程中,每根