高速公路粉噴樁施工工藝處治方法
關鍵詞:樁;基礎;施工
一、什么是粉噴樁
粉噴樁屬于深層攪拌法加固地基方法的一種形式,也叫加固土樁。深層攪拌法是加固飽和軟粘土地基的一種新穎方法,它是利用水泥、石灰等材料作為固化劑的主劑,通過特制的攪拌機械就地將軟土和固化劑(漿液狀和粉體狀)強制攪拌,利用固化劑和軟土之間所產生的一系列物理一化學反應,使軟土硬結成具有整體性、水穩性和一定強度的優質地墓。粉噴樁就是采用粉體狀固化劑來進行軟基攪拌處理的方法。
粉噴樁最適合于加固各種成因的飽和軟粘土,目前國內常用于加固淤泥、淤泥質土、粉土和含水量較高的粘性土。
二、設計要求
粉噴樁的設計樁徑為50cm,樁邊距1.0m,在平面上呈梅花形布置(詳見附件),不采用正方形布置。粉噴樁樁頂鋪設50cm厚砂礫石墊層,樁頂不需伸入墊層內。持力層深度除根據地質資料外,還應根據鉆進時電流表的讀數值來確定,當鉆桿鉆進時電流表讀數明顯上升,說明已進入持力層,樁長須穿透軟土層并深入持力層內50cm.粉噴樁處理后的單樁承載力須大于250KN,地基承載力不小于250KN.
三、粉噴樁的施工
1.施工設備
嚴禁使用非定型產品或自行改裝設備;進場設備必須配備性能良好的能顯示鉆桿鉆進時電流變化的電流表,顯示管道壓力的壓力表和計量水泥噴入量的電子秤或流量計。
2.室內配比實驗
粉噴樁處理軟基效果為何,很大程度上取決于配比的選擇是否適合當地工程地質條件。各標段承包人和監理單位在施工前必須根據設計地質資料和動力攪拌資料,按有關規范要求做室內配比試驗。
①粉噴樁加固料宜采用425#普通硅酸鹽水泥,水泥用量因天然含水量而異,按以下方法配比:W1≤50%,水泥用量50kg/m;50%70%,水泥用量為60kg/m~65kg/m.
②加固處理的強度,應以無側限抗壓強度衡量,試件養護齡期為7d,28d,90d,要求R28≥0.8MPa,R90≥1.2MPa.
3.現場工藝性試樁
根據室內配比進行工藝性試樁,試樁應達到下列要求。
①鉆進速度V≤1.5m/min;平均提升速度Vp≤0.8m/min;攪拌速度R≈30轉/min;鉆進、復攪與提升時管道壓力:0.1MPa≤P≤0.2MPa;噴灰時管道壓力:0.25MPa≤p≤0.40MPa.
②確定合適的技術處理措施,掌握水泥攪拌的均勻程度,掌握下鉆及提升的困難程度,成樁試驗的樁數不少于5根。
4.施工工藝
進行粉噴樁的場地需清表處理,做好抽水、清淤及整平工作。主要施工工藝為:放樣→粉體噴射攪拌機械就位→預攪下沉→噴粉攪拌提升至離地面30cm處→重復攪拌下沉→重復攪拌提升至離地面30cm處→關閉攪拌機械→鋪筑砂礫墊層→鋪設土工布→填筑路堤。路面工程在完成粉噴樁施工不少于60天后才能進行。攪拌機每次下沉或提升的時間必須有專人記錄,時間誤差不大于5秒,提升前要有等待送粉到樁底的時間,防止出現提升卻未噴粉的情況。
四、施工質量控制注意事項
1.關于復攪與提升:在樁頂部1/3范圍內應重復攪拌一次,高度至少大于5m.鉆進提升時管道壓力不宜過大,以防淤泥向孔壁四周擠壓形成空洞。
2.關于補噴和廢樁問題:如發生意外影響樁身質量時,應在水泥終凝前采取補噴措施,補噴重疊長度≤1.0m.補噴無效時須重新打樁,新樁與廢樁的間距≥20cm.
3.輸灰管須經常檢查,不得泄漏及堵塞,管道長度以60m為宜。對鉆頭定期檢查,直徑磨耗量≤1cm,鉆頭直徑≯53cm.
4.在灌注樁兩側布設粉噴樁位時,應預留鉆孔灌注樁施工位置,預留凈距為140cm.
5.成樁施工順序從四周邊開始向中心進行,相鄰兩根樁必須跳躍間打。
6.砂礫墊層必須在樁體強度達到70%時方可鋪筑。
7.監理處必須對粉噴樁施工進行全過程旁站,按實際發生數量進行計量。
五、方案的實施
1.軟土基底處理準備工作
處理前,事先開挖臨時排水溝,縱向開挖臨時降水溝,用以降低地表水,便于基底草皮清除施工,草皮清除完畢后,整個軟土處理區填筑80em山砂土,整平并輕度碾壓,以保證粉噴樁機及其配套設施的進場,以及所需材料的進場、堆放。然后根據設計需要,進行處理面積等放祥和樁位布點。
2.粉噴樁施工
根據設計要求,樁位呈等邊三角形布置,中心間距1.5m,樁徑為50em,樁長為6m.設計噴粉量為36kS/m-58kS/m.根據路基平均填土高度自重計算天然土重,經室內配合比選定,按50k9/m噴粉量施工。
施工前首先要進行成樁試驗,數量不宜少于5根,以取得滿足設計噴人量的各項技術參數,掌握下鉆和提升的阻力情況。施工中要控制瞬時噴粉量和攪拌均勻性,且一氣呵成,每根樁開鉆后連續作業,不得中斷噴粉。為滿足攪拌達到強度均勻性,上部3m進行復攪,速度控制1.0m/min-1.2m/min,樁頭攪拌時間應適當延長,以保護樁頭均勻密實,地面80cm填土不計人樁長。
粉噴樁施工過程中,還要注意樁距、垂直度控制,施工完畢后分別進行一定數量的樁體開挖,取芯進行抗壓檢驗,必須滿足設計要求。
3.路基填筑施工
填筑前鋪設一層50cm砂礫墊層并碾壓密實,路基填筑所需土石方材料來自附近山頭路基挖方段,每層不超過30em,為確保沉降后的路基寬度和設計邊圾跋卑,施工時兩側加寬各50tm,并留出路。拱和橫坡,采用40t重型壓路機震動壓實。
六、沉降和穩定觀測
在路基設計中心線和路肩基底同時埋設沉降杯,沉降和穩定觀測同步進行。在施工期間,每填筑一層,觀測一次,填土間歇期間每天觀測一次,每一區域填筑完畢后每周觀測二次,在整個觀測期間,要注意觀測樁的保護,發現問題及時處理,確保測量數據的連續性,觀測數據可直接用于計算由于沉降而補加的填方量。
七、結束語
1.粉體攪拌樁可以有效地減少被加固土體的壓縮量,而當下部尚存在的軟土厚度較大,其沉降量并不能減少;
2.粉體攪拌樁能有效地調整橫斷面差異沉降,有助于控制不均勻沉降;
3.粉體攪拌樁有較高的剛度,抗側向變形能力較強,對本例中山間的軟基尤為適用;
4.粉體攪拌樁處理過的路基能承受較快的加荷速率,能較好地滿足工期較嚴的要求;
5.路基填土過程中,在滿足取土場土質能夠達到設計壓實度的情況下,在基底天然承載力所要求的填土高度內,不宜使用沖擊力過大的壓路機,可適當增加碾壓遍數,盡量使處理后的基底樁間土相對固結穩定,增加抗剪能力。
6.粉體攪拌樁不能改善地基排水條件,但通過吸水固結可提高樁間土的結構性,同時樁頂鋪墊砂層可便于地基排水,從而可適當加速樁間土的固結,減少工后沉降。
篇2:路基粉噴樁施工方法工藝流程
路基粉噴樁施工方法和工藝流程
1、施工現場的準備工作
(1)施工現場配備各種計量儀器設備,做好計量裝置的標定工作。
(2)對現場的水泥等原材料進行試驗工作,然后進行粉噴樁水泥用量的室內試配設計,并確定每延米樁體的水泥用量。
(3)根據施工圖紙畫出樁位平面布置圖,并報請測量工程師批準。
(4)根據樁位平面布置圖,在施工現場用鋼尺定出每根粉噴樁的樁位,并用竹簽插入土層做好標記,每根樁的樁位誤差不得大于5cm。同時做好復測工作,在以后的施工中應經常檢查樁位標記是否被移動,確保粉噴樁樁位的準確性。
(5)在施工現場搭設水泥棚,水泥棚的底部用土填高,使之比周圍地面高出30cm~50cm,并鋪設一層木板,然后鋪設一層彩條布,最后再鋪設一層塑料薄膜,以確保水泥不受潮變硬。水泥棚內的水泥儲存量應不少于60噸。
(6)對進場的機具設備進行組裝和調試,確保機具的完好率,保證滿足施工要求。
(7)一切準備工作結束后,提出書面開工申請,并請監理人員到場進行試樁,以確定成樁的各項技術參數。一般試樁應達到以下要求:
a、確定好鉆進速度、提升速度、提升時的管道壓力及噴灰時管道壓力等技術參數
b、水泥攪拌的均勻程度,掌握下鉆及提升的困難程度,確定合適的技術處理措施。成樁試驗的樁數不應少于5根。當遇到新的施工段落時應重新進行試樁工作。
(8)試樁結束后及時整理各種技術參數,并形成正式的試樁報告報請監理組審批。
2、施工方法
(1)定位:按設計圖紙(樁位平面布置圖),現場用鋼尺定出粉噴樁樁位,并用竹簽插入土層作標記,誤差不大于5cm,機具移至樁位處并使鉆頭正對竹簽,復核機架的垂直度。
(2)啟動空壓機送氣,鉆機正轉并垂直鉆進。當控制雙螺旋攪拌頭到達設計樁底標高時,鉆機反向轉動,啟動送灰機送灰,待水泥送至噴灰口(一般約一分鐘)后再提升鉆頭,根據電子稱重裝置顯示的噴灰量調節調速電機,這樣邊噴粉,邊攪拌,邊提升,邊壓實。
(3)當鉆頭提升至地面下0.25米時停止送灰,關閉送灰機。此時鉆機迅速換檔,重復攪拌,直至電流表達到100A以上停止復攪。
(4)復攪結束后,關閉空壓機,消散所有管道壓力,鉆機主電機停機。
(5)開啟液壓步履,鉆機移位。
3、成樁工藝流程(見粉噴樁工藝流程圖)
篇3:道路粉噴樁施工方法施工工藝
道路粉噴樁施工方法及施工工藝
1、施工方法
本標段粉噴樁加固地基分布于K6+650至K6+950區域,工程量為129570米,樁徑50厘米,摻灰10%,樁長7米,間距為5-2米布置(見粉噴樁布置示意圖)。
粉噴樁施工成樁速度慢、工期長、竣工后也還待28天才能檢測,是影響路基填方的關鍵。為此,我公司中標后,將粉噴樁施工作為地基處理的重項任務,提前安排機械人員進場,率先打開工作面,并調集鉆探試驗人員,對粉噴樁地段地質進行復探,且及時取樣做室內配合比試驗和試樁工藝性試驗,取得可靠的施工技術依據以指導大面積粉噴樁施工。
根據粉噴樁的工作量和本段粉噴樁工點、地形狀況特點,我公司擬派調6臺裝備良好的PH-5A型粉噴機組及時進場,分別于各段粉噴樁工點進行全面開工。施工人員65名,人員和設備配備齊全,并有富余,工作時安排兩班倒,同時建立強硬的后勤材料供給措施,保障粉噴樁的不間斷施工,用60天時間全面完成粉噴樁的施工任務。
2、施工工藝
(1)、施工工藝流程如下圖所示:
(2)、施工程序示意如下圖所示。
1)操作方法
A、對正樁位,調整鉆機機身,保證鉆桿的垂直度,啟動鉆機下鉆,待攪拌鉆頭接近地面時,啟動空壓機送氣,開始鉆進。
B、鉆到設計孔深時,關閉送氣閥門,噴送加固粉料。
C、確認加固粉料已到樁底時,提升攪拌鉆頭,為便于控制成樁質量,一般不得使用Ⅲ擋提升。
D、提升到設計樁頂標高時,停止噴粉。
E、打開送氣閥,關閉送料閥,但空壓機不要停機,攪拌鉆頭提升到樁頂時停止提升,在原位轉動2min,以保證樁頭均勻密實。
F、鉆頭再鉆到設計樁底,進行二次攪拌。
G、將攪拌鉆頭提出地面,停止主電機、空壓機,填寫施工記錄。
H、移動到下一個樁位。
2)操作要點
A、機身調平以鉆桿是否垂直為依據,操作時以鉆錘吊線進行控制。
B、鉆頭鉆至設計深度時,要有一定的滯留時間,以保證加固粉料到達樁底。
一般為2~5min。
C、噴粉或噴氣時,當氣壓達到0.45MPa時,管路可能堵塞,此時立即停止噴粉,將鉆頭提出地面,切斷空壓機電源,停止送氣,查明堵塞原因,予以排除。
D、整個制樁過程一定要保證邊噴粉、邊提升連續作業。當空氣濕度大、粉體流動性差、噴氣壓力大、單位樁長噴粉量大時,開通灰罐進氣閥,以對料缺罐加壓。
如出現斷粉,及時補噴,補噴重疊長度不小于0.5m。
E、粉體固化料入罐時必須過篩,以保證入罐固化劑粒徑最大不超過0.5cm,無紙屑石塊等雜物。
F、噴粉開始時,將電子秤顯示屏置零,使噴粉過程在電子計量顯示下進行。
噴粉時,記錄人員隨時觀察電子秤的變化顯示,以保證各段噴粉均勻。
3、施工組織
一臺粉噴樁設備組建一個施工班組,每班組由10人組成,具體分工見下表:
操作人員分工
序號工種人數工作內容
1班長1負責指揮協調各工序操作聯系,控制操作規程,排除施工中種種障礙
2操作員2按設計施工工藝正確操縱鉆頭的鉆進和提升,檢查維修機械,負責使用聯絡信號
3司泵1統計材料用量,記錄泵送時間,清洗輸送管道
4上料工4將加固料送入罐內,保證施工連續
5發電工1負責機器設備的安裝和安全使用
6記錄員2負責記錄數據,操縱電器控制儀表,使用聯絡信號,兼質量檢查員工作
4、粉噴樁施工常遇到的問題(故障)及排除方法
常見故障及排除方法
故障產生原因排除與防治
卡鉆通過含水量過低或板結堅硬的土層,或局部遇到障礙物停止鉆進,查清原因,并采取下列措施:①實行慢速鉆進;②提出鉆頭,改是鉆頭;③如位置較淺,可用其它方法疏松土層后再鉆;④如提升鉆桿時卡鉆,則暫停噴粉,待正常后再復噴
噴粉不暢或堵塞①輸氣管道連接部分密封不嚴,造成漏氣或氣源不足、氣壓降低;②水泥吸潮結塊或噴口粘結變小;③固化料中含有雜物或大顆粒;④部分地層透氣性不良①檢查空壓機運行情況,調整氣源壓力,處理輸氣管的密封不嚴,確保正常輸氣;②改用合格水泥,提出鉆頭清理噴嘴;③清除固化料中的雜物和大顆粒,或改用符合要求的固化料;④噴粉不暢時,操縱噴料閥門由關到開,由開到關,反復多次
樁體
疏松①土層含水量偏低,固化劑與原
狀土的固結程度差;
②遇到松散雜填土層,造成粉體流失,使樁體達不到原有的含灰
量;
③噴粉不足,使樁體達不到原有
的含灰量①對局部土層含水量過低,在確保質量前提下,可向
土層適當注水;對大面積干燥土層改用漿液攪拌法成
樁;
②可二次鉆進,復噴一次粉料;
③檢查輸灰管路,提高噴灰數量
斷樁①水泥潮濕結塊或其它異物堵塞管路,造成供灰中斷;②管道漏氣或供氣不足,造成噴灰量中斷;③鉆頭噴粉孔磨損、堵塞,造成噴灰中斷;
④先提鉆后噴灰或提鉆速度過
快,造成噴灰中斷;
⑤貯灰罐中灰已用完,噴粉中斷①水泥或石灰妥善保管,防止受潮,固化料用前要過篩,確保合乎要求的灰料進入貯灰罐;②經常檢查管道,確保輸灰暢通;③噴灰計量要準備,供氣風太要滿足要求;④提升鉆桿前要先噴灰1~2min后均勻攪拌提升;⑤鉆頭或輸灰管道堵塞,立即停鉆清理;
⑥對已斷灰樁應將上部斷樁打除后,已水泥沙漿補樁
或在鄰位補樁
空心
樁土壤含水量過低,使得固化料噴
出后不能被土顆粒吸附,造成噴
灰遠射,四周樁體強度高,中部為土芯,形成空心樁當土層含水量低于20%時,采用鉆孔時適當注水或改用噴漿攪拌成樁工藝
樁體強度
不均①鉆桿提升速度不均,使得噴入
土層的灰量忽多忽少;
②輸灰管
道輕微堵塞,造成氣壓不穩,灰
流量時高時低,使得噴灰不均;③遇局部松土層漏灰造成噴灰不均;
④遇粘土攪拌不開,噴灰量難以控制;
⑤供氣壓力不穩或貯灰罐與噴
射管存在氣壓差①控制提鉆速度,確保均勻提升,均勻噴灰、均勻攪
拌;
②經常檢查計量稱,保證計量準確;
③經常檢查輸灰管路的噴灰量和供氣壓力,確保平穩送灰;
④遇松軟土層或粘土層調整輸出轉速,保證鉆桿的適
應性,使噴灰均勻;
⑤調整空壓機的氣壓,確保氣壓穩定
漏樁①粉噴樁未編號,或施工中未按
樁號逐根成樁;
②對所有樁位確定后未作明顯的標記,或樁位標記被土掩埋;
③未設專職人員標記樁位和樁
號①逐樁編號,成樁過程中逐排逐號前進;
②樁位作明顯標記,并注意施工中不得損壞;
③設專職人員作施工記錄,認真記錄施工樁號、樁長、噴灰量等技術數據,并為鉆機移位提前指導;
④對已漏樁予以及時補好
5、質量控制
粉噴樁施工根據成樁試驗研究的技術參數進行,操作人員隨時記錄壓力、粉噴量、鉆進速度、提升速度等有關參數的變化,并滿足下列要求:
(1)、嚴格控制噴粉標高和停噴標高,不得中斷噴粉,確保樁體長度;嚴禁在尚未噴粉的情況下進行鉆桿提升作業;
(2)、樁身根據設計要求在地面以下1/2~1/3樁長并不小于5m的范圍內必須進行重復攪拌,使固化料與地基土均勻拌和;施工中發現噴粉量不足,整樁復打,復打的噴粉量不小于設計用量。如遇停電、機械故障等原因,噴粉中斷時,必須復打,復打時重疊段大于1m;
(3)、施工機具設備的粉體發送器必須配置粉料計量裝置,并記錄水泥的瞬時噴入量。嚴禁無粉料計量裝置的粉體發送器投入使用;貯灰罐容量不小于一根樁的用灰量加50kg;當貯量不足時,不得對下一根樁開始施工;鉆頭直徑的磨損量不得大于1cm;
(4)、控制重復攪拌時的提升和下沉速度,以保證加固深度范圍內每一深度均得到充分攪拌;
(5)、粉噴樁施工允許偏差符合下表規定:
粉噴樁施工允許偏差
項次項目單位允許偏差檢查方法和頻率
1樁距cm±10抽查2%
2樁徑mm不小于設計抽查2%
3樁長Cm不小于設計查施工記錄
4豎直度%5查施工記錄
5單樁噴粉量%不小于設計查施工記錄
6強度MPa不小于設計抽查5%
6、質量保證措施
(1)、開工前及時進行土樣試驗、加固料試驗和水泥土比例試驗,確定每米的噴灰量,做1~2根工藝性試驗樁,以掌握該施工場所的各種制樁技術參數,如含灰量、鉆進速度鉆桿提升速度等,試驗結果經監理工程師批準后作為工程樁的施工依據,并及時向施工人員進行技術交底。
(2)、施工中根據工程要求召開質量專題會議,不得使用不合格的施工機具及不合格或失效的水泥。
(3)、控制鉆頭下沉和提升速度,保證加固范圍內每一深度都得到充分攪拌,嚴格按要求進行復拌。
(4)、隨時檢查施工記錄,對照施工工藝對每根樁進行質量評定,不合格的樁根據具體情況采取補救措施。
(5)、選取一定數量的樁體開挖,檢查樁體外觀質量、搭接質量和整體性。
7、粉噴樁現場質量檢測
檢測粉噴樁質量所用的方法與檢測其它樁一樣,可采用多種手段進行。現場檢測具有直觀、工效高、代表性強、避免取樣運送過程的擾動等優點。但每一種方法都有一定的局限性,因此進行粉噴樁檢測時,采用多種方法綜合評價,并輔以一定的室內試驗。
針對粉噴樁的需要,施工完成后的全面檢查方法有:
(1)、測量放線檢查
全部樁完成后進行基槽開挖,基槽開挖后,樁頂露出1m的長度,按設計樁長截掉樁頂多余部分,再用經緯儀和水準儀進行測量。經過測量檢查可以了解樁的偏位、樁頂標高、開挖標高等情況。
(2)、人工直接觀察
基槽開挖后,組織人力對現場直接進行檢查,可以了解樁的成形、樁徑、缺樁、樁項強度、樁頂質量、樁位偏離等情況。在這些檢查項目中,除樁頂強度外,其科均用視力檢查確定;樁頂強度除觀察其攪拌均勻程度進行分析外,還可以采用簡易檢測法,即用一根長度2m、直徑16mm的平頭鋼筋,豎直立于樁頂,如用人力能壓入10cm(28d齡期),表明施工質量有問題。
(3)、樁身取樣強度檢驗
制樁后7d內可用輕便觸探器對樁進行一般性檢查。由于輕便觸探器的檢查結果只能定性而不能定量,因此,經輕便觸探器檢查后,如對某些樁體強度有懷疑時,則對這些樁身取樣,進一步做更精確的檢查,即用鉆機對樁身取芯樣,制成試塊進行無側限抗壓強度試驗,用以側定樁體強度。鉆孔直徑不小于108mm,以便保證制成的試塊尺寸不小于50mm×50mm×50mm。
(4)、靜力觸探
靜力觸探是將一定規格的圓錐形探頭,按一定的速率壓入土層中,量測土對探頭的阻力,借以分析土的性質。在粉噴樁檢測中,靜力觸探除用于對樁體進行7d內靜探處,還可用于對樁周土進行靜探。靜力觸探測試結果可判定被探體(土層或樁體)的密實性、均勻性、地基處理前后的承載力、不排水強度、壓縮性質等,還可以用來計算出單樁承載力。