粉体喷射深层搅拌桩强夯法 地基处理工程资料.docx

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粉体喷射深层搅拌桩强夯法地基处理工程资料

地基处理工程资料

粉体喷射搅拌法

（一）施工准备

1.材料

（1）粉体搅拌法目前主要使用的固化剂为石灰粉、水泥以及石膏及矿渣等，也可使用粉煤灰作掺和料。

（2）粉体生石灰桩技术要求

     1）石灰应该是细磨的，在搅拌过程中，为防止桩体中石灰聚集，石灰最大粒径应小于2mm。

     2）石灰应尽量选取纯净无杂质的，石灰中氧化钙和氧化镁含量至少应为8.5%，其中氧化钙含量最好不低于80%。

     3）石灰的储存期，不宜超过三个月。

     4）石灰的液性指数不低于70%。

（3）石灰桩法（包括块灰灌入法、粉灰搅拌法）常用掺合料是粉煤灰，也可掺入火山灰、钢渣或黏土、采用掺合料后可防止石灰桩软心。

（4）石灰加掺合料比例通常为15%-30%，加大掺合料比例，使桩身强度提高较大，粉体材料为生石灰粉掺入3%，半水石膏适用于地基酸性反应。

（5）掺粉煤灰必然引起减少桩身吸水效果，对不追求石灰吸水胀发作用可增大粉煤灰掺量，最高掺量达80%-90%。

（6）掺入30%细磨石灰粉，提高流塑状轻亚黏土地基的加固效果。

2.作业条件

（1）工作场地表层硬壳很薄时，需先铺填砂、砾石垫层，以便机械在场内顺利移动和施钻，如场内桩位有障碍物，例如木桩、石块等应排除。

（2）机械设备配置：

钻机、粉体发送器、空气压缩机、搅拌钻头等。

（3）根据地质资料，通过原位测试及室内试验取得地基土、灰土物理力学及化学指标，选取最佳含灰量，作为设计掺灰量，决定设置搅拌范围，选择桩长、截面及根数。

（二）操作工艺

1.粉体喷射搅拌法是在软土地基中输入粉柱体加固材料，通过和原位地基土强制搅拌混合，使地基土和加固材料发生化学反应，在稳定地基土的同时，提高强度的方法。

（1）施工原理：

由压缩空气输送的加固材料通过搅拌叶片旋转产生的空隙部位喷出，并随着搅拌叶片的旋转和原位地基土搅拌均匀混合一起，和加固材料分离后的空气，就沿着搅拌轴，由轴与土的缝隙处排出地面。

（2）固结原理：

粉体喷射搅拌法使用的固化剂，主要有石灰、水泥，还有石膏及矿渣，可使用粉煤灰作为掺合料。

通过固结反应而形成稳定的石灰粉体，在软土中加入生石灰，生石灰和土中的水分发生化学反应成熟石灰，水分被吸收，起到了胶结作用，并产生热量，柱体消化而产生体积膨胀1-2倍，促进周围土体的固结。

拌入石灰后软土物理性能起了变化，加灰后软土液性指数随含水量增加呈线性递减，含水量小于50%的土加灰后，液性指数从原来流态进入半固态或固态，在稳定压力下压缩量随石灰粉含量增加而递减，压缩量减小达1/3，提高石灰柱体的强度。

拌入石灰后增加软黏土的渗透性，石灰柱在不同类型软土中起到排水作用。

2.粉体搅拌法工艺要求

（1）略

（2）略

（3）室内试验：

在现场取回土样与加固料均匀搅拌后制备灰土试件，具体按下面原则选择：

     1）当含水量为天然地基土含水量，养护龄期为7天，28天和90天。

     2）当含水量高于天然地基土含水量，含灰量可取10-15%。

     3）当含水量低于天然地基土含水量，含灰量可取6-10%。

3.粉体喷射搅拌法施工工艺

粉体喷射搅拌法是以机械强制搅拌土粉混合体，使灰土混合形成加固柱体。

4.粉体搅拌加固形成

（1）制成独立柱状

（2）连续搭接布置成壁状

（3）连续纵、横网向搭接成块状。

5.分体搅拌桩的排列和间距

（1）根据结构要求的承载力，初步选定间距，从而定出加固范围内搅拌桩的数量以及每平方米内搅拌桩所占的面积。

（2）搅拌桩的排列一般呈等边三角形，也可四方形布置，桩径为0.5-1.5m，桩距约1m。

6.粉体搅拌法施工顺序

（1）桩体对位

（2）下钻

（3）钻进

（4）提升

（5）提升结束

（三）质量标准

1.保证项目

使用材料的各种指标，包括含灰量、灰液性指数和外加剂品种掺量，必须符合设计要求。

检验方法：

材料出厂证明、合格证、试验报告及施工日志。

2.基本项目

（1）桩径、深度及灰土质量，必须符合设计要求。

检验方法：

一般成桩后开挖桩体，测量桩身直径、桩体连续均匀程度，要求黏结牢固，无孔洞、不松散、无裂隙、桩质坚硬、灰体强度高。

在开挖出来的桩体中切取100×100×100MM立方体，在正常养护下进行强度、压缩试验。

（2）经养护后进行载荷试验，试验桩体强度，要符合设计要求。

检验方法：

采用十字型钢排架、钢筋砼地锚，用千斤顶加载或用重物加载法。

3.允许偏差

检查数量：

桩数5%

项目

允许偏差（mm）

检验方法

桩位中心位置

10

拉线及尺量检查

凿出浮浆后桩顶标高

桩（墙）体垂直度

1H/100

吊线检查

（四）        施工注意事项

（1）空压机的压力不需要很高，风量不宜过大。

（2）钻机及桅秆安装在载体上，在地面上进行操作，要满足耐压力要求。

（3）石灰（生）使用前一般用水熟化，是碳化作用产生放惹反应，可用下式表示：

CaO+H2O→Ca（OH）2+65.31K/mol

生石灰加水后放出热量形成蒸汽，同时体积膨胀增大，体积增大是由于比重减少（生比重3：

1，熟比重2：

1）和质地变为疏松的粉末状所致。

石灰有次特性，在施工现场要设置石灰池，石灰粉要遮盖，一防止飞粉污染，二防止遇雨水产生化学反应，溅伤皮肤及眼睛，施工人员要配戴防护眼镜。

（4）钻头提升距地面30-50CM应停止喷粉，以防溢出地面。

深层搅拌法

深层搅拌法适用于饱和软黏土、淤泥质亚黏土、新吹填土、沼泽地带炭土、沉积粉土等土层的建筑物基础加固，深层搅拌掺水泥格栅式挡墙作为深基坑支护，隔水帷幕，以及道路，港口基础的软土地基加固，土的承载力可由90Kpa提高到248Kpa。

（一）施工准备

1.材料

（1）深层搅拌法加固软黏土，宜选用525#以上普硅水泥作为固化剂，水泥掺量根据加固强度，一般为加固土重的7%-15%，每一立方米掺加水泥量约为110-160Kg用公式表示为：

掺入比（%）=水泥重/被加固的软土重×100%。

（2）改善水泥土性质和桩（墙）体强度，可选用木质素磺酸钙、石膏、氯化钠、氯化钙、硫酸钠等外加剂，还可掺入不同比例的粉煤灰。

（3）深层搅拌以水泥作为固化剂，其配合比为水泥：

砂=1：

1-1：

2，为增加水泥砂浆和易性能，利于泵送，宜加入减水剂（木质素磺酸钙），掺入量为水泥用量的0.2%-0.25%，并加入硫酸钠，掺入量为水泥用量的1%，以及加入石膏，掺入量为水泥用量的2%，水灰比为0.41-0.50，水泥浆稠度为1-14CM，能起到速凝早强作用。

2.作业条件

（1）依据地质勘察资料进行室内配合比试验，结合设计要求，选择最佳水泥加固掺入比，确定搅拌工艺。

（2）依据设计图纸，编制施工方案，做好现场平面布置，安排施工进度，布置水泥浆制备的灰浆池，有条件时将水泥浆制备系统安装在流动挂车上，便于流动供应，采用泵送浇筑时，泵送距离小于50米为宜。

（3）清理现场地下、地面及空中障碍物，以利施工安全。

（4）测量放线，定出每一个桩位。

（5）机械设备配置：

深层搅拌机、起重机及导向、量测、固化剂制备等系统。

（6）劳动组织：

每台深层搅拌机械组由12人组成。

（7）如施工现场表土坚硬，需要注水搅拌时，现场四周设排水沟及集水井。

（二）操作工艺

1.深层搅拌法水泥土固化原理及操作工艺

（1）利用水泥系作为固化剂通过特殊的深层搅拌机在地基深处就地将软黏土与水泥浆强制拌和后，首先发生水泥分解，水化反应生成水化物，然后水化物胶结与颗粒发生粒子交换，因粒化作用，以及硬凝反应，形成具有一定强度和稳定性水泥加固土，从而提高地基承载力及改变地基土物理力学性能，达到加固软土地基效果。

（2）深层搅拌两台电动机分别通过减速器，搅拌轴使搅拌头切削软土，并经中心管向地基土中压入固化剂，强制拌和成水泥土。

2.深层搅拌法施工工艺特点：

根据上部结构的要求，可布置成柱状、壁状和块状三种加固形式。

柱（桩）状加固形式：

每间隔一定的距离打设一根搅拌桩。

壁状加固形式：

将相邻搅拌桩部分重叠搭接而成。

块状加固形式：

纵横两个方向的相邻桩搭接而成。

3.深层搅拌桩施工工艺

（1）定位对中

（2）预搅下沉

（3）制备固化剂浆液

（4）喷浆搅拌提升

（5）重复搅拌

（6）移位

4.壁状加固施工工艺流程：

按柱状加固工艺，将相邻两桩纵向相垂搭接成行施工，相邻两桩搭距按设计需要确定。

形状如“8”字型。

5.块状加固施工工艺流程：

按深层搅拌施工工艺将相邻的桩纵横搭接施工，即组成块状加固体，两行桩之间搭接距可按设计需要确定。

（三）质量标准

1.保证项目

深层搅拌桩使用的水泥品种、标号、水泥浆的水灰比，水泥加固土的掺入比和外加剂的品种掺量，必须符合设计要求。

检验方法：

检查出厂证明、合格证试验报告及施工记录。

2.基本项目

（1）深层搅拌桩的深度、断面尺寸、搭接情况整体稳定和墙体、桩身强度必须符合设计要求。

检验方法：

1）一般成桩后两周内用钻机取样检验，开挖检查断面尺寸，观察桩身搭接情况及搅拌均匀程度，桩身不能有渗水现象。

2）搅拌桩质量检验，使用轻便触探，根据触探击数判断各段水泥浆强度。

（2）现场载荷试验：

用此法进行工程加固效果检验，因为搅拌桩的质量与成桩工艺、施工技术密切相关，用现场载荷试验所得到的承载力完全符合实际情况。

（3）定期进行沉降观测，对正式采用深层搅拌加固地基的工程，定期进行沉降观测、侧向位移观测，是直观检查加固效果的理想方法。

3.允许偏差

深层搅拌桩的质量允许偏差和检验方法应符合下表的要求。

检查数量，按墙（柱）体数量抽查5%。

项目

允许偏差（mm）

检查方法

桩体桩顶位移

10（20）

用尺量检查

桩（墙）体垂直度

0.5H/100

用测量仪器吊线和尺量检查

为桩长度。

（四）施工注意事项

1.避免工程质量通病

（1）深层搅拌机应基本保持垂直，要注意平整度和导向架垂直度。

（2）深层搅拌叶下沉到一定深度后，即开始按设计配合比拌制水泥浆。

（3）水泥浆不能离析，水泥浆要严格按照设计的配合比配置，水泥要过筛，为防止水泥浆离析，可在灰浆机中不断搅动，待压浆前才浆水泥浆倒入料斗中。

（4）要根据加固强度和均匀性预搅，软土应完全预搅切碎，以利于水泥浆均匀搅拌

1）压浆阶段不允许发生断浆现象，输浆管不能发生堵塞。

2）严格按设计确定数据，控制喷浆、搅拌和提升速度。

3）控制重复搅拌时的下沉和提升速度，以保证加固范围每一深度内，得到充分搅拌。

（5）在成桩过程中，凡是由于电压过低或其它原因造成停机，使成桩工艺中断的，为防止断桩，在搅拌机重新启动后，将深层搅拌叶下沉半米后再继续成桩。

（6）相邻两桩施工间隔时间不得超过12小时（桩状）。

（7）确保壁状加固体的连续性，按设计要求桩体要搭接一定长度时，原则上每一施工段要连续施工，相邻桩体施工间隔时间不得超过24小时（壁状）。

（8）考虑到搅拌桩与上部结构的基础或承台接触部分受力较大，因此通常还可以对桩顶板-1.5M范围内再增加一次输浆，以提高其强度。

（9）在搅拌桩施工中，根据摩擦型搅拌受力特点，可采用变掺量的施工工艺，即用不同的提升速度和注浆速度来满足水泥浆的掺入比要求。

在定量泵条件下，在软土中掺入不同水泥浆量，只有