深层水泥搅拌法在软基处理中的应用.pdf

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工程技术深层水泥搅拌法在软基处理中的应用温建伟(中铁十五局集团有限公司河南洛阳471002)摘要：以大广高速新建工程9标软基处理为工程实例，详细介绍了采用深层搅拌法(粉喷桩)加固路基地基的原理、施工方法施工工艺和施工注意事项，可为类似工程施工提供参考。关键词：软基处理粉喷桩深层搅拌法施工工艺中图分类号：TU7文献标识码：A文章编号：1672—3791(2013)06(a)一0048-021工程概况2粉喷桩加固软土地基原理加固料采用强度等级为42．5的普通硅酸盐大(庆)广(州)高速河南开封至通许段高粉喷深层搅拌法是利用压缩空气向软水泥，水泥掺放量为l4％，要求90d龄期无侧速公路是国家重点建设项目，在通许县城土输送和喷射干粉(水泥或石灰粉)利用干限抗压强度不小于1200kPa。东北与日南国家重点公路相交，横跨省道粉与土拌和发生化学反应，改善土质，提高$325、省道$326，是河南省高速路网的重要地基强度，属于化学加固方法。加固后可增4施工工艺组成部分。我公司负责施工的9标，整个区加路基的稳定，减少路基的沉降。其原理是由于该段路基地下含水量较高，施工域内地势平坦，地貌单一，为黄河冲积(泛压缩空气将粉体加固料以雾状喷入地基深时采用粉喷法，两台型号GPP一5桩机同时滥)平原地貌，其间分布多处洼地，上覆四处，凭借钻头叶片的旋转，使粉体加固料与施工，施工工艺如下。系河湖相粘土、砂层。以Kl48+508～原位软土搅拌得到充分混合形桩体，与路4．1工艺性试桩K149+031．8段地基为例，该段路基平均填基下软土形成复合路基，从而使软土硬结。不同地区具有不同的地质条件，为了土高度为6．7m，天然含水量接近液限，属干粉喷射搅拌法加固软基，对含水量大的克服施工的盲目性，确保粉喷桩加固地基于半液化区，且地下水位较高(地下水离地软基尤为适用，以干粉作为加固料，不需向达到预期效果，在大规模施工前必须进行面只有4m左右)。其地质情况复杂，地质资地基注入附加水份，通过吸收周围软土中工艺性试桩，以掌握该场地的成桩经验及料显示地表0～2．3m为高塑性粘土，软可水份，来提高初期强度，从而保证路基的稳各种操作技术参数。塑状。2．3～4．5m为淤泥，饱和，流塑有少定，减少了路基的沉降。4．2对进场的水泥进行检测量有机质。4．5m以下为粉质粘土，中塑，软根据14％的水泥掺量，取土的平均干容可塑状。容重均在1．79～1．87之间。且该处3粉喷桩的设计重1．83t／m计算出每米的粉喷量为50．3kg。由地势较低，有积水，地基承载力差。为提根据设计，该段软基加固宽度为48．1m，粉体发送器单位时间内粉体的喷出量高地基承载力，降低路基沉降量，保证工程桩长L=12m，桩径500mm，桩距1．3m，横向q按下式计算：质量，设计对该段路基地基进行深层水泥行数38或39根，采用梅花型布设，路基搅拌qDl‘)，d’a’V搅拌(粉喷桩)加固。桩地基加固图如图1所示。施工时水泥搅拌式中：7为软土的干容量；a为干粉掺入比，由室内试验提供；B1=281，为钻头提升速度；＼D．为钻头直径。4．3搅拌效果的控制H=6．7＼搅拌机搅拌次数越多，拌和越均匀，水IIIII1IllllllllllIlIlIIIIlIIIIIlJllIItlIIl泥土强度就越高。粉和土的搅拌效果，主要fll1IlIllllllIlIlIllIllllIlIIllllllIlllI用钻头在土体中任一点搅拌的次数t来控制：lIIllllIIlIIIlIllIlIlIl1IllllllIIIllIIlIH∑zIllllIlIlIllIIllllIllIlllIlIIllIlllIIlll1tv‘mIIlIllllIlIlIllllllIIllIlllIlI1lllIIlIIII式中：H为钻头叶片垂直投影高度；lllllll1lIIl{l1l1lIIilI1l}1ll1lIlIIllIIl1I∑Z为钻头叶片总数；JUUJ0JJIJJJ0．U4JJ。0J000JJ0JJJJJJJ为搅拌轴转速；对GPP一5型机m值断面图分~t128、50~92；1，为钻头提升速度；对GPP一5型机B2=48．1值对应1，的值分别0．48、0．8和1．47。6OOO0O0OOOOOOOOOOdOOOOOOOOOOOOOOOOOO04．4场地清理由于工作场地表层硬壳很薄，需先铺O0O0OOOOOOO00O0OOO0O000O0O000OO0000O0砾石，干燥土垫层，厚50cm左右，以便机械在场区内顺利移动和施钻。不宜铺垫碎石材料，以免给施钻造成困难。如果场地填有石质材料或植有树木，施工时先将石质材0OO0OOOOOO0OOOO00O000OO000OO0O0OOOO00料、树木及其根部挖除。4．5测量放样平面图用经纬仪将桩位精确放样，标出每根图148科技资讯SCIENCE＆TECHNOLOGYINFORMATION 工程技术SC1ENCE＆TECHN0LO0Y。皿圈桩的位置，每一个粉喷桩的中心洒上白灰，钻具提升至地面后，钻机移位对孔，按质情况变化，是否提前进入持力层。并插一根木筷，以确保施工时对位快速准上述步骤进行下一根桩的施工。5．5桩头下陷确。桩施工完成后发现桩头下陷，原因是4．6进场设备检测。5施工注意事项淤泥层局部呈流塑状，含水量高，原地层经主要检测钻机钻头尺寸是否满足要在施工过程中除严格按照上述施工工搅动后出现塌陷、压缩或串孔现象，遇此类求，空压机、粉喷机、仪表是否能正常工作，艺进行外，同时必须注意以下事项。情况，应先用粘土或砂土回填密实重新施喷粉记录器的显示数据和实际钻进的深度5．1水泥用量的控制工。相邻桩可采用跳开间隔施工法，避免施和喷粉量是否一致等。水泥用量的多少，喷射的均匀性，是粉工对邻近桩造成影响。4．7钻机定位喷桩质量好坏的关键，应注意水泥单位时间5．6桩头的养护根据确定的加固桩体的位置，使钻头的喷射量和水泥喷射的时间同步；在喷粉时因软基的铺筑有50cm左右干状土，这准确落到桩位上。水平偏差不能超过5cm，灰罐内的气压比管道内的气压高出0．02～部分土含水量低，水泥桩顶部强度上来慢，并使搅拌轴保持垂直。0．05MPa确保正常送粉；粉体喷射机安装位不易成型。因此打完桩后，适当给桩头浇水4．B钻孔置与搅拌机施工最远距离不超过60m，否养护，确保粉喷桩质量的稳定性。启动搅拌钻机，钻头边旋转边钻进。为则灰管阻力增大，送灰量不稳定。水泥用量5．7质量检验了不堵塞喷射口，喷射时不采用喷射加固的误差不得大于±1％。施工一定范围内的粉体搅拌桩后，应材料而采用喷射压缩空气，空气压力控制5．2防止管道堵塞造成断桩进行质量检验。检验项目包括：固化材料用在0．3～0．4MPa。钻进一定深度启动一次，管道堵塞一般有三种情况。一是钻机量，粉体桩垂直度，桩位偏差，桩长，桩直将泥沙从喷射口吹出。钻进时喷射压缩空钻孔时，泥沙进入钻头中部小孔将钻头内径。其检验容许偏差及频率等必须满足施气，可使钻进顺利，负载扭矩小。钻孔深度空心部分堵死。对于这种情况，钻机开钻工设计图及有关施工技术规范要求。由钻机上面的刻度盘指示(刻度盘上有指后，不能长时间关闭空压机，应等钻进一定针表示钻孔深度)，桩长误差不得超过士深度后启动一次，将泥沙吹出。第二种情况6结语10cm，垂直偏差不超过1％。是突然停电，地下水进入小孔，水泥与水起大广高速河南开封至通许段高速公路4．9喷水泥反应将钻头堵住，使水泥无法喷射。这时，9标干2006年底完工，距今已有两年多。其当钻孔达到设计标高后，即开启空压机可分两步处理，如果时间在1～2h内，可以沉降观测结果：在施工完成当年沉降量为连接水泥罐的阀门，边提升钻杆边喷水泥不拔钻杆，来电后再吹出水泥混合物。如果29mm，一年后通过不间断的观测沉降量(水泥是通过空压机与钻杆顶部用橡皮胶管估计时间较长，应启用备用电机。第三种情累计为33mm，沉降趋于稳定。实践证明，连接，靠空气压力，使水泥从钻杆内孔穿过，况是在粉体发送器中有一个气水分离器，采用深层水泥搅拌法(粉喷桩)加固该段软由麻花钻头中部小孔喷射)，直至孔口。沿深用于收集因压缩空气而产生的凝结水，施土路基施工效果良好。度方向加固的软土量，根据发送器输出的加工时应经常排除分离器中的积水，防止因固材料数量与搅拌叶片提升速度的关系确水份进入钻杆而堵塞送粉通道。参考文献定，搅拌提升速度不得大于1．0m／min。5．3保证计量装置的准确性【l】刘吉士，阎洪河．公路路基施工技术4．10重复搅拌粉喷桩机必须配置粉料计量装置，严[M]．北京：人民交通出版社，2003：354-提升结束，桩体形成，当钻头提升至距禁无计量装置或计量不准的喷粉机投入使372．离地面3O～50cm时，发送器停止向孔内喷用，并记录水泥的瞬时喷入量和累计喷入[2]李上红．公路工程施工常见地质病害处射粉料，成桩结束。为使水泥搅拌均匀，对量，储灰罐容量应不小于一根桩的用量加治技术【M】．北京：人民交通出版社，其复钻是必要的，一般复钻深度为设计桩50kg。当上述重量不足时，不得进行下一根2004：34-42．长的2／3。由于装置的回路是封闭的，在回桩施工。[3】JTGF80／l一2004．公路验收评定标准路内输送过程中，粉体不会向空中喷发与5．4施工中注意地质变化[S】．飞散。在搅拌钻头距地表3O～50cm处停止施工中发现钻进困难，电流偏高，其原喷粉，则粉粒不会溢出地面。因可能是遇到石块或地下土质过硬，此时4．11钻机移位应减慢钻进速度和旋转速度，同时判断地科技资讯SCIENCE＆TECHNOLOGYINFORMATION49