软土地基采用粉喷桩处理的方法
软土地基采用粉喷桩处理的方法
[摘要] 本文针对舟山市东港二期道路工程试验观测数据分析，探讨软基处理最适宜的方法。
本文先总结了目前软基处理的主要方法：桩基、搅拌（粉、浆）桩、强夯法和真空预压、超载预压等加固方法。但由于我国软土多分布在江河湖海等处，但也在丘陵低洼和山区谷地赋存。由于其成因类型不同，厚度不一，性质各异，因此不能一律对待，首先应查明各地区特点和地质、土质条件，有针对性地采取有效对策，作出合理的处理。因此讨论一下什么情况下该用什么方法，在引用舟山市东港二期道路工程设计的基础上，对其的试验数据进行了分析，说明粉喷桩的优点和缺点。
[关键词] 粉喷桩；承载力；复合地基
The pile of the way to deal with soft soil
Abstract：According to the date analysement of road engineering experiment for Donggang,,zhoushan, searching for the most suitable method for treatment for soft groud.The text sum up the general method : pile foundation, stirring(powder, pulp),heavy tamping, vacuum preloading,surcharge preloading of these reinforcing methoad. But because the soft soil is distributed around the yellow revier and the west lake,also those distributed in hills and in valleys. For the different style formation, different nature,varying thickness, we can not treat the same. First,it should identify the characteristics of each region and the geology, soil conditions,then take effective measures, and make a reasonable deal.so the text is about in which Circumstances and use which method,
Analysis of its experimental data, Explain the advantages and disadvantages of DJM.
Key words: DJM, Carrying Capacity ,composite foundation
1前言
1.1 研究背景及意义
随着我国国民经济的飞速发展，在软土地基上修建公路的数量是越来越多。人们对软土的种类及其性质有了比较统一的认识，当天然地基相对较为软弱，亦即是软土地基时，地基不能满足工程设计要求和变形要求或在地震作用下而有可能产生液化，震陷及失稳时，则先要经过人工加固处理后再修建路基。这种对软土地基进行补强加固的过程称为地基处理。
随着工程建设的飞速发展,地基处理手段日趋多样化。而粉体喷射水泥搅拌桩具有就地搅拌原状土成桩效率高、成本低, 施工占地小, 施工过程中无噪音、无震动, 环境污染小等特点，以成为高速公路处理软土路基的有效方法。以深层搅拌法所形成的水泥加固土与软土未加固土联合形成一个抗压、抗剪强度高、压缩变形小的符合地基, 能满足高速公路强度、稳定和沉降的要求, 一般情况下工后一个月即可填筑路堤, 可以满足连续施工的需要。粉喷桩也可以选择石灰、粉煤灰或混合成分为固化剂, 具有设计灵活, 使用方便的优点。
1.2 粉喷桩的发展
粉喷桩的发展历史可追溯到1824年英国人阿斯皮琴制造出硅酸盐水泥并取得了专利，利用水泥灌浆止水，利用水泥和土拌合作为土木工程材料在工程中得到了应用，但主要是作为浅层处理。粉体喷射搅拌桩则是于20世纪60年代后期，首先由瑞典和日本分别提出、开发、推广和应用。1967年瑞典工程师Kjeld Paus 提出使用石灰搅拌桩加固15m深度范围内的软土地基的设想，并于1971年在现场制成第一根用生石灰和软土拌制成的搅拌桩，次年在瑞典岩土工程研究所的试验场地进行了石灰搅拌桩的载荷试验，1974年在瑞典首都斯德哥尔摩以南约10km 处的呼定(Hudding)用石灰粉体搅拌桩作为路堤和深基坑边坡稳定措施。瑞典Linden—Alimat公司还制造出专用的粉体搅拌施工机械，桩径可达500mm，最大加固深度10～15m。后来，粉喷桩在北欧(Scandinavia)地区推广使用，并且固化剂由最初的纯石灰发展到石灰+水泥，以及水泥十其他工业废料等。目前北欧所打设的石灰粉喷桩和石灰—水泥粉喷桩已达数千万延米。
1.3 粉喷桩的施工原理
粉体喷射搅拌桩是利用水泥作为固化剂, 通过特制的搅拌机械将粉状固化剂喷入软土地中强制搅拌, 利用固化剂和软土之间所产生的一系列物理、化学反应, 使软土硬结成具有整体性、水稳定性和一定强度的桩体, 并与桩间土共同作用组成复合地基。这种方案适用于加固软土特别是淤泥类土。可有效地减少地基的总沉降量, 与排水固结法相比总沉降量能减少25%—49%, 对控制路堤的工后沉降和解决桥头“跳车”具有明显效果。在杭州湾大桥余慈连接线（冶山～329国道段）工程第三合同段处理软弱地基时就采取了此种方法。本文杭州湾大桥余慈连接线（冶山～329国道段）工程第三合同段的实际应用, 对粉喷桩的特性、作用、施工方法以及质量控制等做简单阐述,以供处理类似地基中加以借鉴。
1.4 本文主要内容
通过引用设通过舟山市东港二期道路工程工程设计图集进行设计，跟试验观测数据进行对比，进行粉喷桩加固软基的受力与变形规律分析：
1、高速路堤在荷载作用下的粉喷桩加固软基的沉降规律和应力分析。
2、粉喷桩加固地基设置土工织物和盖板后的加固效果分析，设计粉喷桩。
3、粉喷桩的施工，施工机械与施工步骤，及粉喷桩的质量检测。
2 粉喷桩设计
2.1设计依据
本次设计引用舟山市东港二期道路工程合同段设计图集。2.2设计路段地质情况舟山市东港二期道路工程的软土地段地质情况, 根据浙江省工程勘察院提供的工程地质报告，该场地地层为滨海相沉机，各土层物理力学性质见表2-1，土层情况自上而下分述如下：
耕土：灰褐色，松散，顶部含植物根茎，十分疏松。
粘土：灰绿色，灰黄色，硬塑，厚层状，土质均一，含铁锰质斑点，整层土层物理性质尚可。
淤泥质粉质粘土：灰色，流塑，高压缩性，含有机腐植质，厚层或薄层状，底部含少量贝壳，局部粉质含量较高，，夹薄层粉上，上质疏软，物理性质较差。
粉质粘土：灰色，软塑和流塑，高压缩性，含有机腐植质，含腐植质，粉粒含量高，夹薄层粉上，上质疏软，物理性质较差。
粉喷桩的设计,主要是确定搅拌桩的置换率和长度。竖向承载搅拌桩的长度应根据上部结构对承载力和变形的要求确定,并宜穿透软弱土层到达承载力相对较高的土层。竖向承载粉喷桩复合地基的承载力特征值应通过现场单桩或多桩复合地基荷载试验确定。其中单桩竖向承载力特征值应通过现场载荷试验确定。本设计按照规范进行,首先按式(1)估算,并同时满足式(2)的要求,应使桩身材料强度确定桩承载力大于(或等于)由桩周土和桩端土的抗力所提供的单桩承载力:
设计计算步骤
１）单桩承载力特征值的确定
单桩承载力特征值Ra，宜通过现场荷载试验确定，也可按下式进行估算：
Ra=η*fcu*Ap （1）
Ra= Up*∑qsi*li+a*Ap*qp （2）
取其中小值作为单桩承载力
η———桩身强度折减系数，干法取0.2～0.3，湿法取0.25～0.33
fcu-水泥加固土在标准养护条件下90d龄期立方体试块抗压强度
平均值(kPa)
Ap———桩的截面积(m2)
qsi———第i层桩周土的侧阻力特征值(kPa)
Up———桩的周长(m)
li———桩长范围内第i层土的厚度(m)
a———桩端土支承力的折减系数，一般可取0.4~0.6，承载力高时取低值
qp———桩端土未经修正的承载力特征值(kPa)
２）复合地基承载力特征值的确定
fspk=m*Ra/Ap+β(1-m)fsk
fspk———复合地基承载力特征值(kPa)
β———桩间土承载力折减系数(0.75～0.95)
m———桩土的面积置换率(%)
fsk———处理后桩间土承载力特征值(kPa)
3）在基础底面范围内，桩的面积置换率的确定
m=d2/de2
d———桩身平均直径
de———一根桩分担的处理地基面积的等效圆直径
4）沉降计算
粉喷桩加固后的地基沉降估算，可参照天然地基进行，地基内的附加应力近似采用弹性理论计算，在地基压缩层深度范围内，地基土的变形由粉喷桩加固复合土层的平均压缩变形ｓ1与桩端下未加固土层的压缩变形ｓ2两部分组成。
地基沉降计算公式为ｓ=ｓ1+ｓ2
ｓ———为地基总沉降量
沉降计算中的压缩模量，桩下未加固土层部分采用勘察报告书提供天然土层模量Es。在粉喷桩加固深度范围内采用复合地基压缩模量，可由复合地基荷载试
验确定，也可由下列公式计算桩土复合模量：（一般实测的沉降比理论计算的沉降要小）
Esp=m*Up+(1-m)Es
Esp———搅拌桩复合土层的压缩模量
Ep———搅拌桩的桩身压缩模量
Es———桩间土的压缩模量(可用天然地基土模量)
2.4 粉喷桩复合地基设计和计算
2.4.1 基本定义
复合地基：复合地基是指天然地基在地基处理过程中部分土体得到增强，或被置换，或在天然地基中设置加筋材料，加固区是由基体（天然地基土体或被改良的天然地基土体）和增强体两部分组成的人工地基。
桩体复合地基分类：根据竖向增强体的性质，桩体复合地基又可分为三类：散体材料桩复合地基、柔性桩复合地基和刚性桩复合地基。散体材料桩复合地基如：碎石桩复合地基、砂桩复合地基等。散体材料桩只有依靠周围土体的围箍作用才能形成桩体，桩体材料本身单独不能形成桩体。对应于散体材料桩，柔性桩和刚性桩也可称为粘结材料桩。视桩体刚度不同将粘结材料桩分为柔性桩和刚性桩两种。
柔性基础：在建筑工程中桩体复合地基承担的荷载通常通过钢筋混凝土基础或筏板传给的，而在路堤工程中，荷载是由刚度比钢筋混凝土小得多的路堤直接传递给桩体复合地基的。前者基础刚度比增强体刚度大，而后者路堤材料刚度往往比增强体材料刚度小。理论研究和现场实测表面刚性基础下和路堤下复合地基性状具有较大的差异。为叙述方便，将填土路堤下复合地基称为柔性基础下复合地基。
2.4.2 粉喷桩复合地基设计
粉喷桩可以改善桩周土的物理力学性质, 并与桩周土一起共同构成复合地基, 达到了提高地基的承载力、减小路基沉降和改善路基整体稳定性的目的。粉喷桩复合地基沉降预测是一个复杂的问题, 它的影响因素较多, 如地基的环境条件、地基土的应力历史、路堤的工程性质、路堤填筑高度和施工工艺、施工速度等, 这些因素都不同程度地影响和制约着地基的沉降和路堤的稳定。
粉喷桩复合地基设计实际上就是要确定筒桩的桩径、成桩深度、桩距，使形成的复合地基能满足路基的承载力和沉降的要求。这就需要进行复合地基承载力、单桩承载力及复合地基的沉降计算。进行粉喷桩设计时，很难做到一次计算就能达到满意的要求，常常需要调整桩长和桩距进行反复计算，直至满意要求。
粉喷桩复合地基承载力计算考虑桩土共同承担路堤荷载，根据桩的承载力，天然地基承载力及复合地基置换率确定复合地基承载力。
复合地基沉降计算中，通常把沉降量分为二部分，一部分为桩体加固区土体压缩量，另一部分为加固区下卧层土体压缩量，复合地基总沉降为二者之和。计算结果见表2-3所示。
地基路堤整体抗剪稳定计算采用圆弧条分法，并用总应力法进行计算，其中复合地基加固区抗强度采用复合强度指标。计算结果：粉喷桩桩长15m加固区滑动安全系数为1.524，12m加固区最小滑动安全系数为1.517，表明筒桩加固区地基稳定。
2.5设计方案的确定
设计桥头填土高4 米, 采用粉喷桩结合土工格栅和堆载预压处理, 粉喷桩呈梅
花型布置, 桩长11m , 桩间距1.2米, 桩经50cm , 喷粉量为50Kg/ m 的普硅3215 号水泥, 要求粉喷桩全桩复搅。结构设计图详见图2-1。
3 试验
3.1 试验路段概况
试验段为，舟山市东港二期道路工程。设计路堤底宽46.5 m，路面宽34.5 m，填土高4 m。场地各土层物理力学参数见表1。
3.2粉喷桩复合地基设计
设计桥头填土高4 米, 采用粉喷桩结合土工格栅和堆载预压处理, 粉喷桩呈梅
花型布置, 桩长11m , 桩间距1.2米, 桩经50cm , 喷粉量为50Kg/ m 的普硅3215 号水泥, 要求粉喷桩全桩复搅。结构设计图详见图3-1。
3.3 粉喷桩质量监控
3.3.1 检查记录
检查施工过程所有记录,重点检查搅拌深度、水泥粉喷入的连续性、单桩喷入总量及每米喷入量,对不合格的桩应进行补桩。具体记录要求如下:
1) 施工记录。详细记录每次施工的桩号,水泥标号,预搅、喷粉、复搅的起终时间;记录钻进、搅拌、提升的速度,管道压力等;记录停灰、停钻时间、喷粉深度、停灰标高等。
2) 供粉记录。每根桩要记录起始、最终供粉量,储灰罐每一次的供粉量及停灰量。
3) 记录汇总、装订。每一天记录要汇总,由专人记录、专人汇总,装订成册,存档保存,记录表见表3-1。
由于粉喷桩在施工中不向地基中注入水分,反而能充分吸收周围软土中的水分,
因此加固后地基的早期强度高,一般7 d 后就可进行土方作业。在土方作业前对粉喷桩按2 %比例开挖抽检,深度为015～1 m ,检查桩径、桩位、桩数、桩身水泥土混合程度及桩头强度,如发现漏桩、桩位偏差过大和桩头、桩身强度偏低,必须及时采取补救措施。本工程在自检时桩位及桩径均符合设计要求,桩体顶部水泥土胶结坚固,强度较高,必须用十字镐才能挖平。在桩体横断面上,一般中心部位强度较低,外侧强度较高,与原土交接的边缘处有一圈坚硬的外壳,其外表呈螺旋状,淤泥层部分桩径比粘土层稍大,结果表明,成桩较好,桩身均匀,连续性较好。
3.3.3 N10检测
N10检测即轻便触探法检测,抽检比例2 %。本工程选取132 根桩检测强度,桩身龄期为7 d ,击入深度为4～11 cm ,检测的触探点位置取桩径的1P4 处,检测结果N10击数最大值为40 击,最小值为12 击,平均击数为29 击,均> 10 击,检测结果合格。
3.3.4 取芯抽样
在成桩28 d 后,按2 %的比例抽检桩体,通过钻探抽芯,先检查桩长是否满足设计值,并观察岩芯表现是否正常(附钻探抽芯检测记录表) ; 再从桩顶以下按015 m、1 m、115 m 截取三段,钻孔取≥1018 cm 芯体制作5 cm ×5 cm ×5 cm 的试块,分别进行无侧限抗压强度试验,试验项目包括干燥单轴抗压试验和饱和单轴抗压
试验。本工程通过抽芯钻探,桩深5118～5148 m ,岩芯表现为: ①0～014 m ,路
基填土与水泥相胶结,黄褐色间青色,胶结紧密,水泥分布均匀,岩芯呈短柱状及
碎块状(机械破碎) ,岩性硬。②014～512 m ,淤泥质粘土和水泥胶结,灰色,水泥分布均匀,岩芯呈层理片状,局部夹碎石与水泥胶结呈混凝土状,胶结紧密,岩芯
呈短柱状,坚硬。③5120～5148 m ,粘土夹少量水泥,黄褐色间青灰色,半干硬状态,水泥含量偏低。
3.3.5 检验标准
取一个单桩做静载试验, 测复合地基承载力和变形模量。单桩承载力设计标准应根据设计掺灰量及土质情况确定, 28d 龄期单桩承载力应大于125MPa ( 单桩直
径50cm) 。采用静载荷试验检测单桩、复合地基承载力, 对于检测不合格的桩应进行等量补桩, 不合格率超过10%时, 应扩大检测范围按相同频率继续进行检测; 当不合格率超过30%时应对整个路段进行补桩( 见表3-3) 。
3.4 粉喷桩加固软基的受力与变形规律分析
3.4.1 加固软基的基本原理
粉喷桩是用成桩机械的搅拌钻头钻至设计要求的土层深度后, 用压缩空气将水
泥经钻杆内孔压送至钻头上的特制喷嘴, 水泥随同钻头旋转向四周土体喷射,
同时钻杆以一定的速度提升, 钻头上的叶片将其四周一定范围内的土体自下而
上不断切割,使之疏松并与水泥搅拌混合胶结, 硬化后即可形成一定直径高于原
土层强度的固结体。
3.4.2 变形分析
图4给出的是粉喷桩和土体在荷载作用下位移等值线图. 从图4中可以看出,桩顶
处最大位移为6. 505 cm,随着深度的增加,变形逐渐减小. 加固区顶部施加的是
梯形荷载,所以计算出的桩顶位移①号桩处最大, ⑤号桩处最小. 沿水平方向看,距加固区愈远的位置,变形越小. 在加固层变形减小的幅度较大,而在下卧层变
形减小幅度不大,这说明,水泥土搅拌桩复合地基加固层部分沉降量的减少是整
个复合地基沉降减少的主要部分. 曾芳金[ 6 ]通过分析也认为,在基础中心附近,由于加固层的设置,复合地基的变形远远小于相应的天然地基. 沿水平方向看,
复合地基和天然地基均表现为:距基础中心愈远的位置,变形越小;当离基础中心线的距离超过一定距离时,复合地基的变形值要大于相应的天然地基. 这是由于设置了加固层,上覆相对较硬的加固层和下卧层在模量上差别较大,使得竖向附
加应力重新分布,加固层起到了均匀应力和扩散应力的作用. 一方面,加固层的
设置减小了作用于下卧层的附加应力,使得下卧层的变形减小,由于加固层部分
模量的增加其变形亦减小,因此可以减小整个复合地基的变形;另一方面,加固层的设置使得附加应力沿水平方向扩散,这又使得距基础一定距离以外的地基变形加大,实际上是加固层均匀应力和均匀变形的结果。
3.4.3 桩身应力分析
一般来说,对于粉喷桩复合地基,打入粉喷桩后,应力向桩周围集中,且在上部区
域较大,桩身应力主要集中在浅部,而桩周土应力区域则比不加固时范围有所减小. 加固后,桩间土附加应力相应减小,即有效地减小了地基沉降. 图5和图6给
出了桩身轴向应力随桩深度变化的等值线图. 从图6可见,桩身轴向应力均随桩
深度增加而减小,并且最大桩身轴向应力不在桩顶处,而在桩顶下大约0. 17倍桩长处,这正
好反映了垫层的作用和影响. 宋修广[ 7 ]和雷学文[ 8 ]通过数值分析研究认为,在加固区桩体范围内的竖向应力较大,特别在桩体上部较大,且随深度的增加递
减较快,在桩体范围内承担的荷载较大,且认为这是由于垫层的影响,最大桩身轴向应力不在桩顶处,而在桩顶下大约0. 1倍桩长处.
图4变形等值线图(单位:m)
4 粉喷桩的施工
4.1 施工前期准备
4.1.1施工场地
施工机械进场前, 必须做好施工场地的准备工作。
(1) 施工机械进出场的道路条件。对道路及桥梁的要求, 一般应满足10 t长挂车及汽车吊机在雨天的正常行走。
(2) 电力供应。一台粉喷桩施工机械其用电功率一般为50 kW, 在没有电源或电力供应不正常的作业地, 应配备不低于75 kW的发电机组。
(3) 查明障碍物。地下有无大块石、树根、地下电缆管线; 空中有无高压线等施工障碍物。施工前对这些障碍物应首先扫除, 确保施工的顺利进行。
(4) 材料储备库。施工场地的材料库应利于装卸, 方便运输, 并具有防雨及防盗功能。
(5) 施工场地。如果软基处理地段土质较差、承载力较低时, 应铺设皮土或碎石垫层, 以满足粉喷桩施工机械场地的行走要求。同时, 也要考虑将施工场地整顺在110 %左右的坡度并在周围开挖排水沟渠, 确保雨季施工的正常进行。
4.1.2 材料要求
施工前要贮备一定量的水泥材料, 按设计要求的标号(一般为P0 4215MPa或P0 3215MPa) , 并根据施工进度提前备料, 其贮备量要能够保证至少
两天的使用量。
(1) 水泥一般应是由国家免检厂家生产, 并具有出厂质量保证单, 确保材料在有效期内使用。(2) 严禁使用过期、受潮、结块变性的劣质水泥。施工单位对进场的水泥应按批次做凝结时间、安定性、抗压、抗折等试验。发现问题及时
解决。
(3) 水泥材料要预先在指定位置垫空堆放,四周开挖排水边沟, 并备有防雨蓬布。
(4) 水泥进场必须是以厂家、项目部、机组
三方共同签认的数量为准, 并不定期对进场水泥过
磅抽查核对。严防进场材料少进多报, 偷转倒卖。
4.2 施工机械
严禁使用非定型产品及自行改装设备, 进场设备必须性能良好, 各种电流表、气压表、电脑打印设备事前标定。各种施工钻机性能必须满足设计要求。
(1) 钻机。本工程使用的钻机大多是上海探矿厂和铁道部第四勘测设计院联合研制的GPP—5—I型及GPP—5—II型两种, 加固深度分别为12.5 m、8 .0 m。
(施工中要提前对钻机配备一些常用的零备件, 例如: 搅拌叶片钻头、主机齿轮、传输链条及各规格螺栓螺母等)
(2) 粉体发送器。粉体发送器是定时设置发送粉体的材料设备, 它是粉体喷射搅拌桩加固软土地基施工机械中的关键设备。由空气压缩机输送来的压缩空气, 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高压气粉混合体, 进入钻机动的“旋转龙头”, 通过空心钻杆喷入地下。粉体的定量输出, 由控制转鼓的转速器实现。施工前必须按粉体的定量输出, 由控制转鼓的转速器实现。施工前必须按照工程的地质条件, 通过室内试验, 找出最佳粉体掺入量(例如水泥粉的最佳掺入量, 采用相当于干土量的15 % ～55 %) 。一般施工时有具体设计要求。
(3) 空气压缩机。粉体喷射法的粉体喷出,是以空气压缩机为风源。空压机的选型, 主要受工程的地质条件和加固深度控制。粉体喷射搅拌法是钻机通过搅拌叶片的强制拌和作用, 使灰、土混合, 形成加固柱体; 而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, 粉体喷射搅拌法所用的空气压缩机的压力不需要很高。此外, 空气压缩机的风量也不宜太大。
(4) 搅拌钻头。粉体喷射搅拌钻头叶片的搅拌作用使灰粉与软土混合, 因此搅拌钻头的形状直接影响灰、土的搅拌效果。钻头的形式应能保证全球反向旋转提升时对柱中土体的压密, 而不能因灰、土向地面翻升造成桩体质量降低。
(5) 计量装置。是用于监测粉喷桩施工中的粉体输入量的连续性及均匀性的装置, 及时掌握钻机在喷粉过程中送入软土层的水泥数量, 它能逐段按层分析粉体的
输入量, 并能自动记录打印。通过安装在粉体发送器上的调孔装置, 使输入量满足设计要求。
4.3粉喷桩施工
施工工艺流程
4.3.1 工艺性试桩
一般工艺性试桩在软基处理段上直接进行。通过试桩来达到以下目的。
(1) 确定满足设计水泥喷入量的各种技术参数(包括: 钻进速度、提升速度、搅拌速度、复搅深度、桩长等)
(2) 了解下钻及提升的阻力情况, 选择合理技术措施。一般工艺性试桩的桩数不得少于10根。
(3) 了解机械的性能概况, 以便及时调整和更换性能不良的设备。
(4) 每台钻机都要进行试桩, 并定出各自的技术参数。
(5) 划定各机组的施工作业区域。
4.3.2 施工顺序
(1) 钻机对位。根据设计, 测量放样确定加固桩体的位置, 并用竹签撒灰标记, 确保施工放样的准确性。移动机架调整正对桩位, 钻机导向架必须垂直对准地面, 并用水平仪校正。
(2) 下钻。启动空气压缩机送气, 钻机开始钻进, 搅拌钻头边旋转边钻进, 钻至设计标高后停钻。为了不至于堵塞喷射口, 此时并不喷射粉料,而只喷射压缩空气。
(3) 启动提升搅拌钻机。钻头呈反向旋转,一边提升一边同时通过粉体发送器将粉料喷入土体中, 在钻机的强大扭矩下使土体和粉料进行充分拌和。粉料的混合量是根据气体发送器输出的喷粉量搅拌叶片提升速度的关系确定的, 所以必须
要求钻机提升平稳。
(4) 提升结束。当钻头提升至距离地面30～50 cm处停止喷粉, 气体发送器停止向孔内喷射粉料, 成桩结束。由于装置的回路是封闭的, 若搅拌钻头距地表30～50 cm处停止喷粉, 在回路内的粉体不会向空中喷发与飞散。
(5) 复拌。根据设计要求在地面下一定深度范围内需进行重复搅拌。复搅过程中, 停止粉喷,钻头边旋转边钻进至设计要求的复拌深度, 再反转提升, 使土体和粉体充分拌和, 土块被充分粉碎,水泥粉料均匀地分布在地基中。
4.3.3 施工要点及质量控制
(1) 一般情况下, 上层表土的侧向约束力软弱, 对成桩不利, 停灰标高宜控制
在离地表以下50 cm左右。
(2) 根据土质条件以及为了保证喷粉量搅拌均匀, 通常钻进速度≤1150 m /min; 提升速度≤110 m /min; 同时喷粉压力要求控制在0125～0140MPa以内。
(3) 要根据电子称重装置显示的喷灰量及时调节调速电机, 保证喷粉的均匀性。
(4) 送灰管的接头不得多于两个其长度不宜超过60 m, 最长不能超过80 m, 否则, 易于发生灰管堵塞现象。送灰操作手与钻机操作手之间要配备电子门铃或信号传递装置, 确保送灰与提升钻头同步进行。
(5) 在钻机机架或链条处打上标记, 以方便对钻机速度及钻孔深度的控制。复搅
1 /3桩长的目的是增加搅拌匀度, 是保证成桩均匀性与桩身强度的有效措施。(6) 经过长期观察, 雨天地下含水高, 对送灰量有明显影响, 一般工程工期紧迫, 要利用晴好天气保证昼夜连续施工。
(7) 施工中发现喷粉量不足, 实行整桩复打,复打的喷粉量要求不小于设计用量; 如遇停电, 机械故障等原因而导致喷粉中断, 也必须复打, 复打的重叠长度应
大于110 m。
(8) 质量控制方面. 水泥标号应符合设计要求, 经常检查水泥状况, 已经结块
受潮的要严禁使用; 要经常检查送灰情况及贮灰罐的灰量, 保证灰罐有足够的
灰量; 严格按照在桩试验确定的技术参数进行施工, 控制喷粉时间、停粉时间和水泥喷入量等; 确保粉喷桩的施工长度, 桩身上部(即1 /3桩身) 范围内必须进
行二次复搅, 以确保桩体质量。
5 小结
(1) 利用粉喷桩加固法处理软土地基, 安全可靠, 无污染, 无振动, 无噪声对周
围环境及建筑物无不良影响。
(2) 可以根据不同的土质条件及设计要求, 分别选择不同的加固粉料种类及其合
理的配比, 达到增加软土地基的承载力、减少土体变形模量、提高土体的抗剪强度的目的。还能作为侧向支护, 增加开挖边坡的稳定性。
(3) 这种方法适用于淤泥质土、粘质土、粉土、杂填土天然水量大于30%的土体
加固。
参考文献:
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粉喷桩加固软土地基施工方案
粉喷桩加固软土地基施工方案 1.概况 本标段在DK20+470~DK20+560段需采用粉喷桩进行基底加固，粉喷桩直径为0.5m、钻孔深度为8米，桩长合计34040米；在DK20+780~DK20+880段需采用粉喷桩进行软土地基处理，粉喷桩直径为0.5m、钻孔深度为8米，桩长合计13023米；共计粉喷桩47063米。 2.施工方法及技术措施 施工方法采用PH-5BO粉喷机成孔，用水泥作或石灰为加固材料粉喷法进行地基加固。 2.1.施工原理 粉喷桩是采用粉喷桩机成孔，运用粉体喷射搅拌法（粉喷法）原理，利用压缩空气将加固料（水泥或石灰）以雾状喷入软土加固地基（主要是软土）层深部，通过钻机就地强制搅拌，使地基软土与加固料充分混合、压密，同时加固料与土体发生水化反应，使混合物具有较高的强度，形成复合地基，达到加固的目的。 2.2施工效果 提高地基承载力（2-3倍）、水稳性，减少沉降量（1/3-2/3），加快沉降速率。 2.3.施工优点 施工机具比较简单，无需高压设备，安全可靠；不需向地基中注入附加水分；施工无振动、噪音；对环境无污染（喷粉采用密封装置）；对周围环境无
不良影响；劳动强度低，成桩效率高；可就地取材，费用较低。 2.4.施工工艺 粉喷桩施工工艺见图1-1 粉喷桩施工工艺流程图和图1-2粉喷桩机具设备及施工工艺图 图1-1 粉喷桩施工工艺流程图 2.4.1.施工准备 (1)资料准备：对设计中提供的各种技术资料的基础上作补充工程地质勘探，进一步了解地基土的性质、埋藏条件。在有代表性的地段必须钻探取土样，作室内配方试验，使现场情况符合设计要求。 (2)工料机准备：根据现场施工条件及施工工程量，确定按计划完成所需工料机，并按计划准备充足的工料机，同时要确保材料符合设计和规范要求，确保机械性能良好。 (3)场地准备：进行场地平整，清除地下、地面及空中障碍物，清除地表种植土，换填合格料；并平整、碾压至设计要求；同时做好场地排水；然后进行桩位放线，桩位用白粉或木桩标识，并按要求埋设沉降设备。 2.4.2. 机械就位 (1)组装粉喷桩机械：架立喷粉钻机，并检查主机各部件的连接，然后安装喷粉系统各部分； (2)调度机械：调试喷粉钻机及喷粉第系统，检查钻机、喷粉机、灰罐及管路的密封连接发问，做好必要的调整和紧固工作。 (3)就位：调试正常状态后，进场就位；同时丈量钻杆长度，标上明显标
软土地基处理方案
软土地基处理方案 本合同段软土地基处理包括以下几种方法：换填砂垫层、干砌片石、碎石垫层、预压与超载预压、土工布、单向土工格栅、双向土工格栅、土工格室、搅拌桩。施工时间安排在2002年11月11日至2003年8月31日。 软土路基处理时遵循的施工原则 施工季节：优先安排在非雨季节施工，根据气象预报资料选取在连续降雨量少时间施工。 工序安排：采用机械化快速施工，开挖、换填、防护加固、防排水各项设施等工序一气完成，尽量缩短工作面暴露时间。严格按照各种不同处理方法的工艺要求进行施工。软基段的涵洞工程，在路基预压期满，沉降基本完成后在开槽施工。 4.4.1.一般路堤浅层处理施工 采用排水砂垫层，土工格栅设置在排水垫层顶部，坡角采用干砌片石护坡，护坡背后设置土工布反滤层。 4.4.1.1.换填砾类土垫层 施工工艺??见表5 施工工艺框图砂垫层施工工艺框图。 砂选用中粗砂，在开工前对砂场进行调查，并及时取样进行分析，主要测定细度模数、含泥量、有害物含量，选择符合设计标准的砂方可使用。 施工时首先清除加固范围内地面上的草皮及杂物，用土质相同的土填成坡度为3～4%的横坡，并碾压密实。 分层填筑：砂垫层分两层填筑，每层压实厚度25cm，按照经过试验确定的合格填料和经过试验确定的工艺参数，进行分层填筑压实。 摊铺整平：为了保证路堤压实均匀和填层厚度符合规定，填料采用推土机初平，刮平机进行二次平整，使填料摊铺表面平整度符合要求。 洒水或晾晒：砂的含水量直接影响压实密度。在相同的碾压条件下，当达到最佳含水量时密实度最大，填料含水量波动范围控制在最佳含水量的+2%～-3%范围内，超出最佳含水量2%时进行晾晒，含水量低于最佳含水量进行洒水。洒水采用洒水车喷洒，晾晒采取自然晾晒，必要时旋耕机翻晒。 机械碾压：碾压是保证砂垫层达到密实度要求的关键工序。碾压按照“先静压，后振动碾压”；“先轻，后重”；“先慢，后快”；“先两侧，后中间”的原则。 检验签证：砂垫层的检测采用K30荷载仪进行检测地基系数，核子密度仪检测压实系数。 施工防排水：砂垫层施工完成后，在两侧挖临时排水沟，使排到砂垫层里面的水能及时排出。严格管理施工用水与生活用水，以免冲刷路基各部与取土处。 4.4.1.2.单向单层土工格栅处理软土地基施工 施工工艺??见表5 施工工艺框图铺设单层单向土工格栅施工工艺框图。 施工时首先清除加固范围内地面上的草皮及杂物，用土质相同的土填成坡度为3～4%的横坡，并碾压密实。 在上面填厚30cm的中粗砂，压实到符合设计要求后，将表面进行整平，去除表面石块，并将去除石块后形成的凹坑补平，然后在上面满铺一层单向土工格栅。 土工格栅铺设要求幅与幅之间纵向采取密贴排放，横向采用连接棒连接或搭接法连接，连接强度不低于设计强度，横向接缝错开不小于1m。铺设时使格栅与土层密贴，每隔一定距离用U型钉将格栅固定在土层上。 格栅铺设后及时用砂或其他渗水材料覆盖20cm厚，并按设计要求铺回折段砂，外边逐幅回折2m，用砂压住。然后进行整平、压实达到设计要求后进行路基填筑。
粉喷桩地基处理工程施工方案
第一章编制依据 1. 编制依据 1．《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008 2．《地基与基础工程施工质量验收规范》 (GBJ50202-2002) 3．《湖北省建筑软弱地基基础设计规范及规程》 4．《建筑地基基础技术规范》 ( DB42/242—2003,JG79-2002,GB50007-2002) 5．《工程测量规范》( GB50026—2007) 6．中国建筑工业出版社《建筑施工手册》 7．湖北泽雄塑料科技有限公司生产线工程年产22800吨塑料制品项目厂房施工现场情况
8．《粉体喷搅法加固软土层技术规范》（TB10113-96） 9．《湖北泽雄塑料科技有限公司新建厂区岩土工程勘察报告》 10．其他相关的技术规程 第二章工程概况 1. 工程概况 湖北泽雄塑料科技有限公司生产线工程年产22800 吨塑料制品项目1#厂房位于鄂州经济开发区武汉港工业园内，该部位承台施工已经完成。我单位施工该工程的的地基基础部分，地基处理采用水泥土搅拌桩施工。 2. 工程内容 粉喷桩 水泥土搅拌桩（粉喷桩）设计要求以粉细砂层（地层代号（6）或粉土层（5））为地基持力层，施工采用粉体喷射搅拌法，将水泥用空气压缩气体输送到软地基中，与地基强行拌合，使粉料水泥与软土充分发挥物理、化学反应，形成坚强、连续、水稳性的桩（粉喷桩）。 湖北泽雄塑料科技有限公司生产线工程年产22800 吨塑料制品项目1#厂房地基处理工程采用粉喷桩，桩数3210根。水泥土搅拌桩直径500mm设计平均桩长15m,桩顶标高为（场地设计± 0=）现场场地标高为左右。水泥土搅拌桩复合地基承载力要求为：A-E 轴区域桩距呈等边三角形布置桩，复合地基承载力特征值为 f spk=1 30KPa；E-J 轴区域桩距呈等边三角形布置桩，复合地基承载力特征值为f spk=90KPa所有桩端持力层为4层粘土层，桩端进入持力层不小于。固化剂采用正品级普通硅酸盐水泥
软基处理粉喷桩施工技术方案
水泥搅拌桩施工技术方案 地基处治工程对镇大公路的基础起着至关重要的作用，根据其特点采取有效的措施和施工工艺以及选用先进的施工设备和科学合理的管理手段，确保路基基础工程达到全优工程的目标。 本标段地基处治工程主要是水泥搅拌桩，工程量约有40万延米。 一、施工方法和工艺流程 1、施工现场的准备工作 （1）施工现场配备各种计量仪器设备，做好计量装置的标定工作。 （2）对现场的水泥等原材料进行试验工作，然后进行水泥搅拌桩水泥用量的室内试配设计，并确定每延米桩体的水泥用量。（3）根据水泥搅拌桩施工图纸画出桩位平面布置图，并报请测量工程师批准。 （4）根据水泥搅拌桩桩位平面布置图，在施工现场用钢尺定出每根水泥搅拌桩的桩位，并用竹签插入土层做好标记，每根桩的桩位误差不得大于5cm。同时做好复测工作，在以后的施工中应经常检查桩位标记是否被移动，确保水泥搅拌桩桩位的准确性。 （5）在施工现场搭设水泥棚，水泥棚的底部用土填高，使之比周围地面高出30cm-50cm，并铺设一层竹垫，然后铺设一层彩条布，最后再铺设一层塑料薄膜，以确保水泥不受潮变硬。水泥棚内的水泥储存量不少于30吨。
（6）对进场的机具设备进行组装和调试，确保机具的完好率，保证满足施工要求。 （7）一切准备工作结束后，提出书面开工申请，并请监理人员到场进行试桩，以确定成桩的各项技术参数。一般试桩应达到以下要求： a、确定好钻进速度、提升速度、提升时的管道压力及喷浆时管道压力等技术参数 b、水泥搅拌的均匀程度，掌握下钻及提升的困难程度，确保合适的技术处理措施。成桩试验的桩数不应少于5根。当遇到新的施工段落时应重新进行试桩工作。 （8）试桩结束后及时整理各种技术参数，并形成正式的试桩报告报请监理组审批。接到监理组下发的开工通知后即可挂牌进行施工。 2、施工方法 ①定位：将水泥搅拌桩机移到指定桩位，对中，双向调整桩机垂直度。 ②启动水泥搅拌钻机，搅拌钻进直至加固深度，此时不喷射水泥浆。 ③钻头钻进至设计标高或硬土层后，启动浆泵，并使搅拌钻头反向旋转提升，同时连续喷射水泥浆液。 ④搅拌钻头提升距地面30cm时应关闭浆泵，防止水泥浆溢出地面污染环境。 ⑤钻机钻进速度及提升速度应根据试桩的结果确定。成桩宜采
粉喷桩加固软土地基的施工
粉喷桩加固软土地基的施工 和问题的探讨 中铁十三局四处 ［摘 要］该文通过对粉喷桩工程的加固机理和设计计算方法的分析，结合当前粉喷桩施工的部分应用实例和试验成果，，对粉喷桩应用的施工现状和有关问题作了阐述。 ［关键词］软土 粉喷桩 加固机理 复合地基 1粉喷桩的加固机理 粉喷搅拌加固软基技术，是利用水泥等作为固化剂，通过特制的深层粉体喷射搅拌机，将粉状加固料，用压缩空气输送到钻头，并以雾状喷射到加固地基的土层中。凭借搅拌机回转钻头叶片的旋转，在设计加固深度范围内，就地和原位软土强制搅拌混合，利用水泥吸水和与土颗粒发生水解、水化反应并进行阳离子交换等物理化学作用，使软上形成具有整体性、水稳性和一定强度的水泥土柱体（俗称粉喷桩）。这种强度和刚度较桩周土高出若干倍的柱状加固体与桩间上一起构成复合地基，在稳定地基土的同时提高其强度，使地基土工程性质得到局部改善，从而达到加固地基的目的，或由粉喷桩相互搭接，形成坑壁支护和防渗帷幕结构。 2粉喷桩复合地基的设计与计算 粉喷桩复合地基现有的计算方法，都是以刚性基础底面处桩与土产生等位移为基本前提的，并结合有关弹塑性理论，提出了若干带简化条件的计算公式。 2.1粉喷桩单桩承载力计算模式 各种单桩承载力的确切值，唯有通过压桩试验来确定。因此，在桩承载力设计计算中，多是采用地基参数来预计的。对于粉喷桩主要有两种估算方法。 2.1.1半经验方法 在极限荷载作用下，粉喷桩的侧向膨胀量很小，桩周土远未达被动破坏，而是桩、土界面摩阻力达到极限，出现“刺入”现纽、或是桩身被劈断或剪断。B .B roms 分别给出了其计算公式： 桩、土界面上强度达极限时的单桩极限承级力： Q f ＝лd(h+2.25d)сu 式中：Q f ——单桩极限承载力，kPa;h ——桩长，m; d ——桩径，m; сu ——不排水剪强度,kPa 。 桩身剪断时单桩极限承载力： Q f ＝A p (3.5c+3σh ) 式中：A p ——桩的戳面积，m 2；σh ——桩在地面下土的最弱处（通常为硬壳底部） 住壁承受的水平上压力，kPa ；c ——柱身材料的内聚力。
粉喷桩地基处理标准化施工工艺
粉喷桩地基处理标准化施工工艺 1.范围 适用于连云港徐圩新区蒿东河桥蒿东河桥粉喷桩地基处理。桥头加固区、过度段、挡土墙下和箱涵下采用湿喷桩处理，粉喷桩直径为50cm,桩长16m。 2.编制依据 2.1《公路工程质量检验评定标准》（JTG F80-1-2004） 2.2《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004） 2.3《公路桥涵施工技术规范》（JTJ 041-2000） 2.4《城市桥梁工程施工与质量验收规范》（JCC2-2008） 2.5设计图纸《连云港徐圩新区蒿东河桥工程施工图纸》《连云港徐圩新区徐圩大道复堆河桥工程施工图纸》 2.6其他国颁、部颁相关专业的现行设计标准、规范、规程。 3.施工准备 3.1组织现场施工人员，熟悉现场地质条件，并根据现场条件进一步优化打桩参数。 3.2每台桩机必须配置可以控制桩身每米喷粉量的记录仪，且记录仪上的任何一个可操作的按钮和开关不得用于设定或控制时间、深度、桩位编号、复搅深度、复搅次数等参数，防止扰乱施工记录。
3.3桩机上的气压表、钻速表、电流表、电子称必须经过标定，不合格的仪表必须更换。 3.4每台桩机钻架相互垂直两面上分别设置两个2kg重的吊线锤，并划上垂直线。 3.5在每台桩机的钻架上画上钻进刻度线，标写醒目的深度。 3.6钻头直径的磨损量不得大于1cm。 3.7储灰罐容量应不小于一根桩的用灰量加50kg。 3.8组织材料进场，固化剂品种和规格符合设计要求，质量证明文件齐全，检验合格。对进场材料进行见证检测复试，向监理提交材料检测复试报告及专项施工方案。 3.9对施工作业人员进行技术交底，并进行安全生产教育工作，在每台打桩机旁竖立打桩的各项技术参数牌等。 3.10配合建设方，对规划线、现场地标控制点及水平基准点进行检验复测工作，并建立现场方格控制网。送甲方及监理方核定。 3.11 根据施工图，编制施工计划及打桩顺序。 4.操作工艺 4.1工艺流程
软土地基成因及处理办法优选稿
软土地基成因及处理办 法 集团公司文件内部编码：（TTT-UUTT-MMYB-URTTY-ITTLTY-
X X X X X X X X X 毕业论文 论文题目：浅谈软土地基的形成与处理方法 系部：X X工程系 专业名称：XXXXXXXX 班级：012365学号：01 姓名：XX 指导老师：XXX 完成时间：2012年5月13日 目录
浅谈软土地基的形成与处理方法 摘要：在水运工程中，各种软基加固的方法已越来越多的得到广泛的应用。伴随着水运工程科技的发展，许多带有本行业特征的地基处理方法如反压法、粉体搅拌法（粉喷法）、强夯法、换土垫层法、土工合成材料加筋法等蓬勃发展，并在其他行业得到推广应用。本文对软土地基的形成原因作出了一定的描述，简要总结了软土地基的特点以及对工程质量的影响，着重阐述了工程中软土地基的处理方法，并对相应方法的适用性作出了一定的分析与评价。 关键词：软土地基、原因、特点、处理方法 前言 软土地基是指在静水或缓慢流水环境中沉积而成的、天然含水量大、压缩性高、承载力低、透水性差的一种软塑到流塑状态的饱和粘性土层。它主要包括内陆湖塘盆地、江河海洋沿岸和山间洼地沉积的各种淤泥和淤泥质粘性土。软土地基处理的主要目的是使基础不会产生局部或整体剪切破坏，满足强度及稳定性要求，使得建筑物在使用期内不致发生较大的沉降和不均匀沉降，以保证建筑结构能正常使用。
1软土地基的形成原因 软土是第四纪全新世形成的近代沉积物，其地质年龄一般为10000-15000年，按其中有机质含量，可分为两大类：第一类是不含或很少含有机质的软粘土和粉质软粘土；第二类是含大量有机质的泥炭土。 所有的软土都是在淡水或盐水中沉积的，由于沉积的地质环境(如海滩、三角洲、河口湾、泻湖、湖泊、沼泽等)的不同，其空间范围和天然性状也因其沉积环境及其水动力条件的变化而异。我国工程界有的把松软的吹填土和杂填土等也列入软土，谓之广义软土。 软土的来源主要是岩石的风化产物，因此其成分直接取决于母岩。而软土的类型，主要有软粘土、人工填土、松散砂土和粉土几类，其成因也各不相同，其成因如下。 1.1软粘土形成成因 水运工程由于工程所在地濒临水域，浅部地层多为软粘土-----淤泥或淤泥质土。它是在静水或非常缓慢的流水环境中沉积。是第四纪后期形成的海相、泻湖相、三角洲相和湖泊相的粘性土沉积物或河流冲击物。有的软粘土属于新近淤积物。以淤泥质土为主的混合土，如淤泥质土混砂有时也属于此类土。 1.2人工填土形成原因 港区的陆域形成，后方堆场的回填，沿江沿滩的围垦大量采用人工填土。 人工填土的形成原因按照物质组成和堆填方式，可以分为素填土、杂填土和冲填土三类。
粉喷桩地基处理工程施工方案
第一章编制依据 (2) 第二章工程概况 (2) 第三章施工部署 (3) 第四章施工准备 (3) 第五章粉喷桩施工 (5) 第六章施工质量控制 (6) 第七章安全生产技术组织措施 (9)
第一章编制依据 1. 编制依据 1．《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008 2．《地基与基础工程施工质量验收规范》 ( GBJ50202-2002) 3．《湖北省建筑软弱地基基础设计规范及规程》 4．《建筑地基基础技术规范》 ( DB42/242—2003,JG79-2002,GB50007-2002) 5．《工程测量规范》( GB50026—2007) 6．中国建筑工业出版社《建筑施工手册》 7．湖北泽雄塑料科技有限公司生产线工程年产22800 吨塑料制品项目厂房施工现场情况8．《粉体喷搅法加固软土层技术规范》 ( TB10113-96) 9．《湖北泽雄塑料科技有限公司新建厂区岩土工程勘察报告》 10．其他相关的技术规程 第二章工程概况 1. 工程概况 湖北泽雄塑料科技有限公司生产线工程年产22800 吨塑料制品项目1#厂房位于鄂州经济开发区武汉港工业园内，该部位承台施工已经完成。我单位施工该工程的的地基基础部分，地基处理采用水泥土搅拌桩施工。 2. 工程内容粉喷桩 水泥土搅拌桩(粉喷桩)设计要求以粉细砂层(地层代号(6) 或粉土层( 5))为地基持力层，施工采用粉体喷射搅拌法，将水泥用空气压缩气体输送到软地基中，与地基强行拌合，使粉料水泥与软土充分发挥物理、化学反应，形成坚强、连续、水稳性的桩(粉喷桩) 。 湖北泽雄塑料科技有限公司生产线工程年产22800 吨塑料制品项目1#厂房地基处理工 程采用粉喷桩，桩数3210根。水泥土搅拌桩直径500mm设计平均桩长15m,桩顶标高为17.13m (场地设计土0=17.68m)现场场地标高为-0.5左右。水泥土搅拌桩复合地基承载力要求为：A-E 轴区域桩距1.2m呈等边三角形布置桩，复合地基承载力特征值为f spk=130KPa E-J轴 区域桩距1.5m呈等边三角形布置桩，复合地基承载力特征值为f spk=90KPa所有桩端持力层为4层粘土层，桩端进入持力层不小于 1.5m。固化剂采用正品42.5级普通硅酸盐水泥。 第三章施工部署
粉喷桩处理软土路基
粉喷桩处理软土路基在具体工程中的运用 一、前言 粉体喷射搅拌桩是利用水泥、石灰以及水泥掺入20％左右的粉煤灰等材料作为固化剂，通过特制的搅拌机械将粉状固化剂喷入软土地基中强制搅拌，利用固化剂和软土之间所产生的一系列物理、化学反应，使软土硬结成具有整体性、水稳定性和一定强度的桩体，并与桩间土共同作用组成复合地基。这种方法适用于加固软土，特别是淤泥类土。经过处理后的土体压缩性明显减小，抗侧向变形能力有所提高，经粉体喷射搅拌桩加固处理，可明显防止软土的侧向挤压作用。而且软土的固化时间较短，沉降稳定所需时间较少，适应于快速施工要求。 粉体喷射搅拌桩适用于处理正常固结的淤泥与淤泥质土、粉土、饱和黄土、素填土、无流动地下水的饱和松散砂土且地基承载力标准值不大于120kPa的粘性土。其中当地基土的天然含水量小于30％（黄土含水量小于25％）、大于70％或地下水的PH值小于4时不宜采用干法。水泥土搅拌法用于处理泥炭土、有机质土、塑性指数I p大于25的粘土、地下水具有腐蚀性时以及无工程经验的地区，必须通过现场试验确定期适用性。被处理的软土地基天然含水量在35～70％。在喷粉量相同时，其强度随土的天然含水量的降低而增大。大量试验证明，地基土的含水量在50～85％范围内变化时，含水量每降低10％，强度可提高30％以上。 粉喷桩常用的固化剂为水泥，对于有机质含量高的软土，有机质会使土层具有较大的水容量和塑性、较大的膨胀性和低渗透性，并使土层具有一定的酸性，这些都阻碍水泥水化反应的进行，从而影响水泥土强度增长。对于有机质含量较高的软粘土，用粉体喷射搅拌桩处理的软土地基的强度较低，且沉降量一般也比较大，应慎重对待。 粉体喷射搅拌桩是将水泥用机械拌入软粘土中，当水泥拌入软粘土遇到土中的水，即发水化和水解反应。水泥的各种水化物生成后，有的自身继续硬化，形成水泥石骨架，有的则与其周围具有一定活性的粘土颗粒发生离子交换、团粒化
软土地基处理方案
一、引言 如果地基的承载能力足够，则基础的分布方式可与竖向结构的分布方式相同。但有时由于土或荷载的条件，需要采用满铺的伐形基础。伐形基础有扩大地基接触面的优点，但与独立基础相比，它的造价通常要高的多，因此只在必要时才使用。不论哪一种情况，基础的概念都是把集中荷载分散到地基上，使荷载不超过地基的长期承载力。因此，分散的程度与地基的承载能力成反比。有时，柱子可以直接支承在下面的方形基础上，墙则支承在沿墙长度方向布置的条形基础上。当建筑物只有几层高时，只需要把墙下的条形基础和柱下的方形基础结合使用，就常常足以把荷载传给地基。这些单独基础可用基础梁连接起来，以加强基础抵抗地震的能力。只是在地基非常软弱，或者建筑物比较高的情况下，才需要采用伐形基础。多数建筑物的竖向结构，墙、柱都可以用各自的基础分别支承在地基上。中等地基条件可以要求增设拱式或预应力梁式的基础连接构件，这样可以比独立基础更均匀地分布荷载。 如果地基承载力不足，就可以判定为软弱地基，就必须采取措施对软弱地基进行处理。软弱地基系指主要由淤泥、淤泥质土、冲填土、杂填土或其他高压缩性土层构成的地基。在建筑地基的局部范围内有高压缩性土层时，应按局部软弱土层考虑。勘察时，应查明软弱土层的均匀性、组成、分布范围和土质情况，根据拟采用的地基处理方法提供相应参数。冲填土尚应了解排水固结条件。杂填土应查明堆积历史，明确自重下稳定性、湿陷性等基本因素。 在初步计算时，最好先计算房屋结构的大致重量，并假设它均匀的分布在全部面积上，从而等到平均的荷载值，可以和地基本身的承载力相比较。如果地基的容许承载力大于4 倍的平均荷载值，则用单独基础可能比伐形基础更经济；如果地基的容许承载力小于2倍的平均荷载值，那么建造满铺在全部面积上的伐形基础可能更经济。如果介于二者之间，则用桩基或沉井基础。 二、地基的处理方法 利用软弱土层作为持力层时，可按下列规定执行： 1）淤泥和淤泥质土，宜利用其上覆较好土层作为持力层，当上覆土层较薄，应采取避免施工时对淤泥和淤泥质土扰动的措施； 2）冲填土、建筑垃圾和性能稳定的工业废料，当均匀性和密实度较好时，均可利用作为持力层； 3）对于有机质含量较多的生活垃圾和对基础有侵蚀性的工业废料等杂填土，未经处理不宜作为持力层。局部软弱土层以及暗塘、暗沟等，可采用基础梁、换土、桩基或其他方法处理。在选择地基处理方法时，应综合考虑场地工程地质和水文地质条件、建筑物对地基要求、建筑结构类型和基础型式、周围环境条件、材料供应情况、施工条件等因素，经过技术经济指标比较分析后择优采用。
粉喷桩在道路软土地基处理中的应用
粉喷桩在道路软土地基处理中的应用摘要：软土，广泛分布在我国沿江、沿海的城市，即多分别在经济发达的城市，不可置否地，经济越发达的地区对道路质量的要求越来越高，对城市道路网的完善也有着迫切的需要，但这些软土的存在，给城市道路带来了不同程度的危害，比如桥涵通道处跳车、路面不平等问题，本文拟探讨的粉喷桩正好是解决软土地基的有效手段之一，因其能够较好地改善地基的受力状况，并可充分发挥桩侧基土的承载潜力而广受施工者的青睐。笔者拟结合自己经验和所学理论，从粉喷桩的历史、现状及加固原理、设计等方面探讨一下粉喷桩在道路软地基处理中的应用，为各位提供一些参考。 关键词：城市道路粉喷桩软基处理应用 abstract: the soft soil, and widely distributed in our country, along the coastal cities, namely respectively in economy more developed city, do not buy no land, the economic developed area of road to the requirements of the quality of the more and more high, to the improvement of the urban road network also has an urgent need, but these soft soil, the existence of city road to bring different degree of harm, such as bridges, road car in channel jump inequality problem, this paper is a review of pile of soft soil foundation is just to solve one of the effective means of, because of its better able to improve the stress of the foundation, and can give
软土地基的设计及其处理办法
软土地基的设计及其处理方法 摘要 近年来，随着我国经济持续高速发展，基础设施建设的需求也在强劲增长。各基础设施的建设量日渐增多，而其穿越软土地基区域的情况也随之增多。在此情况下，软土地基的处理方法成为了许多研究者关注的热点问题。本文针对这一问题，分析了软土的特征分布及处理目的，总结了针对中层软基和深层软基分别适用的处理方法，提出了针对不同的实际情况，工程技术员应该选择的软基处理方法也有所不同。 关键词：软土地基；方法；选择
目录 第一章绪论 ................................................................................................. 错误!未指定书签。 1.1引言 ................................................................................................ 错误!未指定书签。 1.2国内外研究现状 ............................................................................ 错误!未指定书签。 1.2.1软土地基处理技术的研究现状 .......................................... 错误!未指定书签。 1.2.2国内外软土地基处理的施工方法 ...................................... 错误!未指定书签。 1.3主要研究内容 ................................................................................ 错误!未指定书签。第二章软土的特征分布及处理目的 ......................................................... 错误!未指定书签。 2.1软土特征 ........................................................................................ 错误!未指定书签。 2.1.1软土地基的鉴别 .................................................................. 错误!未指定书签。 2.1.2软土的工程性质 .................................................................. 错误!未指定书签。 2.2软土分布 ........................................................................................ 错误!未指定书签。 2.2.1沿海地区软土地基的工程特性 .......................................... 错误!未指定书签。 2.2.2三角洲地区软土地基工程特性 .......................................... 错误!未指定书签。 2.3处理目的 ........................................................................................ 错误!未指定书签。 3.1浅层软基处理方法 ........................................................................ 错误!未指定书签。 3.1.1常用方法 .............................................................................. 错误!未指定书签。 3.1.2方法选用 .............................................................................. 错误!未指定书签。 3.2中层软基处理方法 ........................................................................ 错误!未指定书签。 3.2.1水泥搅拌桩 .......................................................................... 错误!未指定书签。 3.2.2袋装砂井法 .......................................................................... 错误!未指定书签。 3.2.3塑料排水板 .......................................................................... 错误!未指定书签。 3.2.4强夯置换法 .......................................................................... 错误!未指定书签。 3.2.5挤密碎石桩 .......................................................................... 错误!未指定书签。 3.3深层软基处理方法 ........................................................................ 错误!未指定书签。 3.3.1水泥粉煤灰碎石桩 .............................................................. 错误!未指定书签。 3.3.2预应力高强混凝土管桩 ...................................................... 错误!未指定书签。 3.3.3钉形水泥土双向搅拌桩 ...................................................... 错误!未指定书签。 4.1主要结论 ........................................................................................ 错误!未指定书签。 4.2讨论与展望 .................................................................................... 错误!未指定书签。参考文献 ..................................................................................................... 错误!未指定书签。
粉喷桩处理公路软土地基施工技术
粉喷桩处理公路软土地地基施工技术 一、粉喷桩的应用概述 ㈠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应地将软土和固化剂（浆液状和粉体状）强制搅拌，利用固化剂的主剂和软土之间所产生的一系列物理—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。粉喷桩应是采用粉体固化剂来进行软基搅拌处理的方法。深层搅拌法具有施工工期短、无公害、施工过程无噪音、不排污、对相邻建筑物无不利影响等优点。 ㈡粉喷桩的发展简况 ⒈粉喷桩 粉体喷射搅拌加固土桩，于20世纪60年代后期由瑞典和日本分别提出。石灰系搅拌法于1967年由瑞典的Kjeld Paus提出，1974年将石灰体喷射搅拌桩应用于路堤和深基坑边坡防护。日本于1967年开始研制石灰搅拌施工机械，1974年开始在软土加固工程中应用。 我国于80年代初引进此项技术，1983年初，铁道部第四勘察设计院开始进行粉体喷射搅拌法加固软土地基的试验研究，并与铁道部武汉工程机械研究所合作，于1983年研制出了我国第一台液压步履式深层搅拌喷粉桩机。1984年7月在广东省云浮硫铁矿铁路专用线上应用石灰搅拌桩加固单孔4.5m盖板箱涵的软土地基获得成功，1985年4月通过铁道部部级技术鉴定，后逐步推广使用，并取得了良好的社会效益和经济效益。但由于国内粉状石灰产量不多，加之运输与保管也比较困难，因此近年来基本上均以水泥粉作为固化剂进行深层搅拌施工。 ⒉水泥系深层搅拌法 水泥系深层搅拌法始于美国，20世纪50年代引入日本，1974年由本港湾技术研究所、川崎钢铁厂和不动建设等厂家合作研制成功水泥搅拌固化法（CMC法），用于加固钢铁厂矿石堆场地基加固深度达32m。接着日本各大施工企业接连开发研制加固原理、固化剂相近的各种不同规模、不同效率的深层搅拌机械，形成了多种施工方法。 杭州市温州路27号住宅楼改建工程和上海探矿机械厂铸钢车间厂房地基加固工程是国内采用水泥喷粉技术进行软基搅拌加固最早的两个实例。到90年代这项技术在公路、铁路、市政工程、工业与民用建筑、机场等的软基处理中得到了广泛的应用。 ㈢适用范围 ⒈适用土质
软基处理(工程实例)
软基处理 原设计方案及其变更情况 设计过程中，业主考虑到该段线路在地方公路网中属次主干线路，远景交通量相对较低，设计年限内的累计当量轴次值不高，故对工程设计方案本着尽量降低工程造价的原则进行，原设计主要技术方案为： 1．结构层为：12cm沥青砼面层，30cm5%水泥稳定碎石基层，20cm12%石灰土底基层。 2．全线较少考虑软基处理，仅长青沙大桥接线高填土段4K+750～4K+950，200M 长考虑到粉喷桩处理软基处理。 3．路基填土高度0.8～4.0M，大部分采用矮路基，减轻地基土层应力，施工单位进场后，经试验段施工发现，按设计方案施工，部分路段采用清表后翻晒地表土，掺灰处理方法，地基达不到设计规定的压实度，经对照钻勘资料现场挖深调查，地基土层第一层填土层厚薄不一，填土层薄的地段，因不能起到支撑作用，压应力直接作用于第二层高压缩性亚粘土层，因应力超过土层的容许应力，引起沉降过快，按设计规范该段必须进行软基处理。针对这种情况，建设单位召集设计单位、监理单位、施工单位，经详细的调查论证，制定了部分段面软基处理方案： （1）增加0K+350-0K+950，3K+100-3K+800段粉喷桩软基处理。 （2）0K+100-0K+350、3K+800-4K+000段抛石挤淤。 （3）保留5KM沿线8个箱涵，9个圆管涵，取消26个圆管涵变更为线外改水工程，保证路基处理的连续线，涵洞基础软基处理采用换填法，挖除淤泥后，换填1M厚的碎石垫层，台后回填碎石土。 4．无软基处理段的路床（80cm）底一层变更为掺灰10%路基处理，主要目的是在土
基上形成一层“硬壳层”，作用为：（1）减少传递到以下的软土层的应力，起到应力扩散作用；（2）提高承载力，增大路基的极限填土高度，有利于减小路基沉降。 三、粉喷搅拌桩处理软基 1．设计方案中：粉喷桩桩径Φ50cm，桩间距1.5m，水泥用量50Kg/m，桩长12M。 2．粉喷桩处理软基作用机理 通过钻进搅拌机械将软土和水泥强制搅拌，利用固化剂（水泥）和软土之间产生一系列物理―化学反应，主要是由水泥中的Cao、SiO2、Al2O3、Fe2O3、SO3等很快与软土中的水发生水化反应生成氢氧化钙、水化硅酸钙、水化铝酸钙及水化铁酸钙等化合物，把大量的自由水以结晶的形式固定下来。其次，水泥与水发生反应析出的大量钙离子，与粘土中的矿物质（如SiO2、Al2O3等）进行反应，生成不溶于水的结晶化合物。第三，水泥中的Ca（OH）2和空气中的CO2反应生成CaCO3也提高了软土的强度。由以上三个原因桩与桩土之间形成复合地基，提高了地基承载力，降低了受力沉降。 3．粉喷桩的施工 （1）施工机械及程序 用国产GPP-16型粉喷搅拌机施工 施工程序为：原地面平整→加一层50cm填土并整平碾压→钻机定位→钻杆下沉钻进→上提喷粉强制搅搅拌（在桩底钻孔停滞一会）→全桩长复拌→提杆出孔→钻机移位（2）操作要点： 1）机身定位时，保证钻杆的垂直度。 2）钻头钻至设计深度时，应有一定停滞时间，以保证水泥到达桩底一般为2-3min，钻进速度一般不超过1米/分。
粉喷桩的计算与应用
粉喷桩的计算与应用 发表时间：2018-08-13T11:39:19.550Z 来源：《基层建设》2018年第21期作者：赖志勇[导读] 摘要：水泥土搅拌法（粉喷桩）形成的水泥加固体，可作为竖向承载力的复合地基。计算方法、步骤、应用范围。 广东华方工程设计有限公司摘要：水泥土搅拌法（粉喷桩）形成的水泥加固体，可作为竖向承载力的复合地基。计算方法、步骤、应用范围。 关键词：复合地基；下卧层 一、前言： 规范将水泥土搅拌法分为深层搅拌法和粉体喷搅法两种。粉体喷搅法即粉喷桩。 东莞地区处于珠江三角洲冲积平原，冲填土、淤泥、淤泥质土甚多，且含水量大，粉喷桩非常适用于一般多层房屋和工业厂房地面堆积荷载较大的室内地坪软土，淤泥土的处理。 二、粉喷桩加固地基的原理 粉喷桩是深层搅拌法加固技术的一种，即粉体喷射搅拌法。其原理是通过专用的深层粉体喷射搅拌机，将粉状加固料如水泥粉、石灰粉等用压缩空气喷入地基深部，凭借搅拌机的回转钻头叶片与原位土混合，并吸收地下水，经过一系列物理化学反应，形成具有整体性，水稳性及一定强度的加固体。这种柱状加固体与软土一起组成复合地基，从而起到加固地基的作用。 三、粉喷桩适用范围 适用于处理淤泥、淤泥质土、粉土、素填土和含水量较高（>30%）且地基土承载力特征值小于fsk=120Kpa的粘性土。处理深度15米左右，桩径≥500，使用强度等级≥32.5级普通硅酸盐水泥，水泥最佳参入比（水泥重被加固土湿重×100%）为5%~15%时，单桩竖向承载力特征值可达Ra=80~160KN。 四、粉喷桩布桩形式 1、柱状：每间隔一定距离设一根桩，成为柱状加固型式，适用独立基础及条形基础，一般采用正方形或等边三角形布桩，桩距一般为2~2.5D（D为桩径）。 2、壁状：将相邻桩部分重叠搭接（一般搭接为100mm），即成为壁状加固形式，适用于深基坑开挖时的软土边墙加固及多层房屋条形基础的地基加固。 3、格栅状（块状） 纵横两个方向的相邻桩搭接而形成。适用单位面积荷载大，对不均匀下沉控制严的地基加固处理。 五、粉喷桩布桩范围 因为粉喷桩按其强度和刚度是介于刚性桩、柔性桩之间的一种桩型。其承载能力与刚性桩相近。因此，在设计粉喷桩时，可仅在上部结构基础范围内布桩，可不外设保护桩。为防止后建的建筑物对先建的建筑物影响，后者会使前建者产生附加沉降，造成前者裂损，设一排保护桩还是必要的。
水泥粉喷桩加固软土地基
水泥粉喷桩加固软土地基 前言 粉喷桩即从不断回转的专用钻机的钻头向周围已被搅松的土中喷出水泥或生石灰粉，经叶片搅拌形成的桩体。粉喷桩的桩身无侧限抗压强度可达780～2000kPa。采用粉喷桩处理后的复合地基承载力可达160～180kPa，甚至更高。与钢筋混凝土桩相比，可节 约大量的钢材，从而降低了造价，缩短了工期，具有良好的技术经济效果。经整理形成工法，以便推广应用。 一、工法特点 1、在软基中采用钻头搅拌钻孔成桩，对地基及周围建筑物扰动小，地表下沉得到控制，施工中振动小、噪声低，具有良好的社会效益。 2、无下沉坍落，作业安全可靠。 3、施工作业简便，机械设备容易解决。 4、以较小的投入即可达到理想的加固效果，成本低、效益高。 二、适用范围及条件 1、本工法适用于工业及民用建筑、市政、道路及港口、地下挡土结构等工程的软土地基处理。 2、适用于淤泥、饱和粘土、亚粘土等地基加固。 3、加固深度为20m，加固土强度标准值取90d龄期的无侧限抗压强度，一般可达到0.8～2.0Mpa。 4、当地下水有侵蚀作用或加固的地基为泥碳土时，应通过试验确定其适应性，冬季施工应注意低温对加固效果的影响。 三、工艺原理 粉喷桩是用改制的螺旋钻机，将钻杆钻至设计要求的土层深度，钻头到达下部持力层 后，用压缩空气将水泥粉或生石灰粉经钻杆内孔输送至钻头上特制的喷嘴，随同钻头旋转向四周土体喷射，同时钻杆以一定的速度提升。钻头上的叶片将其四周一定范围内的土体自下而上不断切割，使之疏松，并与水泥或生石灰粉搅拌混合胶结，硬化后即可形成一定
直径的强度高于原土层的固结体。 水泥加固软土是基于水泥与加固土的物理化学反应。水泥颗粒表面矿物很快与土体中 的水发生水解和水化反应，生成氢氧化钙、水化硅酸钙、水化铝酸钙、水化铁酸钙等。水泥的各种水化物生成后，有的自身继续硬化，形成水泥石骨架，有的与周围具有一定活性的粘土颗粒发生反应，形成水泥土的团粒结构，并封闭各土团之间的孔隙，形成坚硬的联结体。拌入水泥七天后，土颗粒周围充满水泥凝胶体，一个月后，充填到颗粒间的孔隙中，形成网状结构，五个月后，纤维状结晶辐射向外伸展，产生分叉，并相互连接形成空间网状结构，增加土体强度。 四、施工设备 （一）粉喷桩机 该机主要由液压步履式底架、井架和导向加减压机构以及钻机传动系统、钻具、液压系统、喷粉系统、电气系统等部分组成，其结构外形见图1。 （二）其它机具设备 粉喷桩施工需用的机具设备见表1。 表1 主要机具设备 序号名称规格、型号单位数量 ----------------------------------------------- 1 粉喷桩桩机 PH-SA型或其它型号台 1 2 喷粉机 1.3m 3 台 1 3 空压机 16m3/min 台 1 4 翻斗车 1t 台 2 ----------------------------------------------- 五、施工工艺 （一）施工程序见图2。 （二）关键技术及操作方法 1、关键技术