摘要:本文分析了粉噴樁加固軟土地基的優點及施工過程中長出現的問題,并從施工準備、施工工藝流程、施工注意事項這三點來闡述了粉噴樁的施工流程,對影響施工質量的幾個因素的控制進行了闡述。
關鍵詞:粉噴樁,施工工藝,注意事項
前言
采用粉噴樁處理軟土地基,具有造價低、工藝簡單、施工周期短、無振動等優點,近幾年已被廣泛應用于鐵路、公路、市政工程、港口、碼頭以及工業與民用建筑等土建工程地基加固中,取得了較好的經濟效益及社會效益。粉噴樁是以水泥為固化劑,利用深層攪拌機械對原狀軟土進行強制攪拌,經水泥與軟弱土之間的離子交換作用、凝結作用、化學作用等一系列作用,而生成一種特殊的具有較高強度、較好特性和水穩定性的混合柱狀體。它與原位軟土層組合成復合地基,對提高軟土地基承載力,減少地基沉降具有明顯效果。
1、粉噴樁加固軟土地基的優點
1.1于攪拌法將水泥固化劑和原地基軟土就地攪拌混合,因而最大限度地利用了原土;
1.2攪拌時較少使地基側擠出,所以對周圍原建筑物的影響較小;
1.3施工時無振動、無噪音、無污染,可在市區和密集建筑群中進行施工;
1.4土體加固后重度基本不變,對軟土下臥層不致產生附加沉降;
1.5與鋼筋混凝土樁相比,節省了材料,降低了造價;
1.6可根據工程結構的實際需要,可靈合地采用柱狀、壁狀、格柵狀等加固形式。
2、粉噴樁施工現狀分析
由于粉噴樁作為一種剛塑性樁,與樁間土一起構成復合地基。為此,如何準確地進行粉噴樁單樁和復合地基設計至關重要,目前,粉噴樁設計中常出現如下問題:巖土工程勘察資料不準,導致粉噴樁設計出現問題:設計人員沒能準確把握地質資料,設計參數取值不合理,使得復合地基承載力及單樁承載力與實際不符;未能認真進行粉噴樁復合地基的沉降變形驗算,導致建筑物差異變形過大,墻體開裂,影響建筑物的正常使用。施工影響粉噴樁工程效果的主要因素是土的性質、水泥摻入量、攪拌的均勻程度、有效樁長、養護時間等。為此,粉噴樁常出現下列施工質量問題:粉噴樁的施工樁長沒有按設計要求進行,造成樁長不足;每米水泥噴粉量不能滿足設計要求,影響粉噴樁的樁身強度;施工中噴粉不均勻,出現斷粉現象,導致樁的完整性較差。
3、粉噴樁施工流程
3.1施工準備
3.1.1粉噴樁施工前應準備下列施工技術資料:施工場地的工程地質報告,土工試驗報告,室內配比試驗報告,粉噴樁設計樁位圖,原地面高程數據表,加固深度與停灰面高程以及測量資料等。
3.1.2場地平整、清除障礙。如場地低洼,應回填粘性土;施工場地不能滿足機械行走要求時,應鋪設砂土或碎石墊層。若地表過軟,則應采取防止機械失穩措施。
3.1.3施工機具準備,進行機械組裝和試運轉。
3.1.4粉噴樁的施工工藝根據設計要求的配比和實測的各項施工參數通過試樁來確定。試樁一般為5根,通過試樁來確定鉆進速度、提升速度、攪拌速度、噴氣壓力、單位時間噴粉量等。
3.1.5粉噴樁所用的水泥(425#普通硅酸鹽水泥)應符合設計要求,并有產品合格證,并經室內檢驗合格才能使用,嚴禁使用受潮、結塊變質的加固料。
3.2施工工藝流程
流程順序:放線定樁位→就位→鉆樁孔至設計深度→邊攪拌、噴粉邊提升鉆桿至樁頂以上50cm→停止攪拌噴粉→全程或局部復攪復噴一次提桿至地面移→至下一樁位繼續施工。
成樁時,先用噴粉樁機在樁位鉆孔,至設計要求深度后(鉆速為0.570.97m/min,一般鉆一根10m長樁約1525min),將鉆頭以0.97m/min速度邊攪拌、邊提升,同時邊通過噴粉系統將水泥或石灰粉通過鉆桿端噴嘴定時定量向攪動的土體噴粉,使土體和水泥或石灰進行充分攪拌,混合形成水泥、水、土或石灰粉混合體。
作業時,機械操作要熟練,噴粉要均勻,水泥劑量及復攪深度應滿足要求。噴粉時最好一次性噴足噴粉量,不得中斷,每根樁宜裝一次灰,攪拌完一根樁。噴粉深度在鉆桿上標線控制,噴粉壓力控制在0.50.8MPa。對于樁長較長的樁,應采取措施,保證樁身下端每米的水泥劑量達標。同時,格控制鉆孔下鉆深度,噴粉高程及停灰面,確保粉噴樁深度和噴粉量達到設計要求。深度誤差不大于5cm,水泥噴入量的誤差應小于1%。
鉆進提升時的管道壓力不宜過大,以防止鉆孔淤泥向孔壁四周擠壓形成空洞。為確保粉噴樁的施工質量,當鉆頭提升至地面高程下25cm時,應停止噴灰只攪拌,同時采取復攪措施。第二次攪拌時不噴粉,復攪深度以電流表達到100A為準。復攪時鉆頭的下鉆、提升速度同第一次。粉噴樁每次下鉆和提升的時間有專人記錄,時間誤差不得大于5s,提升前要有等待粉到達樁底的時間,防止出現提升卻未噴粉的情況。對出現的意外情況應在備注欄內注明。嚴格控制噴粉時的鉆桿提升速度,確保每根樁的噴粉均勻性。如發生意外影響樁身質量時,應在12h內采取補噴措施,補噴重疊長度不小于1m,特別困難時以電流表讀數明顯變化為準。否則應重新打設,新樁距報廢樁的距離不能大于樁距的15%,并填在施工記錄中備查。
對輸灰管要經常檢查,不得泄露及堵塞,輸灰管道的長度以60m左右為宜,不得超過70m。對使用的鉆頭要定期檢查,其直徑磨耗量不大于1cm,但也不宜采用直徑過大的鉆頭(以小于53cm為宜)。
3.3施工注意事項
3.3.1控制鉆機下鉆深度、噴粉高程及停灰面,確保粉噴樁長度。
3.3.2為準確計量灰劑量,噴粉機改造加設粉體流量裝置。
3.3.3定時檢查粉噴樁的成樁直徑及攪拌均勻程度。對使用的鉆頭定期復核檢查,其直徑磨耗量不得大于2cm。
3.3.4當鉆頭提升至地面以下0.5m時,噴粉機應停止噴粉。
3.3.5當噴粉成樁過程中遇有故障而停止噴粉,在第二次噴粉接樁時,其噴粉重疊長度不得小于1m。
3.3.6粉噴樁施工時,泵送水泥必須連續,固化材料的用量以及泵送固化材料的時間應有專人記錄,其用量誤差不得大于±1%。
3.3.7為保證攪拌機的垂直度。應檢查起吊設備的平整度和導向架對地面的垂直度,每工作班檢查不少于2次,使垂直度偏差不超過1%。
3.3.8攪拌機噴粉提升的速度和次數必須符合預定的施工工藝要求,攪拌機每次下沉或提升的時間應有專人記錄,深度應達到設計要求,時間誤差不得大于5秒,施工前應丈量鉆桿長度,并標上明顯標志,以便掌握鉆入深度,復攪深度。施工中出現問題應及時處理、做好記錄。
3.3.9儲灰罐容量應不小于一根樁的用灰量加50kg,如儲量不足時,不得對下一根樁開鉆施工。
3.3.10粉噴樁必須根據試驗確定的技術參數進行施工,操作人員應如實記錄壓力、噴粉量、鉆進速度、提升速度、鉆入深度及每根樁的鉆進時間等,技術人員應隨時檢查記錄情況。
3.3.11粉噴樁屬地下隱蔽工程,施工質量受機具、施工工藝、施工人員的責任心等多種因素的影響,因而其質量控制要貫穿于施工的全過程,并建立全方位的施工質量監控管理體系。
3.3.12技術員與試驗驗收員在施工過程中必須隨時檢查加固料用量、樁長、復攪長度及施工中有無異常情況,記錄其處理方法及措施。
4、對影響施工質量的幾個因素的控制
4.1施工機械設備采購質量的控制。施工單位新購置的機械設備質量的好壞,直接影響到工程的質量。因此,必須對新采購的施工機械設備的質量加以控制。其控制方法如下:在采購施工機械設備前要制定一份詳細的采購計劃,計劃中應用明確提出新采購的機械設備的性能要求、質量要求、價格要求和售后服務要求等。
4.2人力資源的質量控制。配備高素質的人力資源,不斷提高全員的質量保證意識和業務技術素質,這是保證工程質量的主觀因素。只有全體員工能夠勝任自己所從事的工作,并且具有強烈的質量意識和責任感,使他們懂得其所從事的工作的好壞直接影響到工程質量和企業的效益,這樣才能從主觀意識上保證工程的質量。
4.3原材料的采購質量的控制。對每批進入施工現場的原材料,現場材料人員和質檢人員要根據采購合同對其進行檢查驗收。驗收包括名稱、規格、型號、數量、出廠合格證、批號、材質書等,對于每批進場的鋼筋、水泥、砂子、石子等試驗部門都要進行試驗,并出具檢驗和試驗報告。
5、結束語
粉噴樁工藝實施成果只能通過成樁后的長期觀測結果來進行最終評價,且由于其又是隱蔽工程,故其施工質量只能通過加強全程旁站現場監控,嚴格控制施工工藝各道工序效果,才能確保工程質量符合設計要求,達到軟土地基處理效果。
參考文獻:
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