摘要：粉噴樁工藝因?yàn)榫哂刑幚碥浕�施工�?jiǎn)單，節(jié)省工程投資，縮短工期，適應(yīng)性強(qiáng)，無(wú)振動(dòng)、無(wú)噪音、無(wú)污染，對(duì)周?chē)�環(huán)境及建筑無(wú)不良影響等特點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用。本文對(duì)粉噴樁施工工藝進(jìn)行深入研究和理論的探索。
　　關(guān)鍵詞：粉噴樁；施工；工藝
　　1粉噴樁的施工特點(diǎn)
　　粉噴樁加固軟土地基與其它軟基處治方法相比較，具有以下特點(diǎn)：
　�。�1）應(yīng)用的工程范圍比較廣泛。如高速公路、高等級(jí)公路、鐵路、市政工程、工業(yè)與民用建筑等軟土地基的處理及加固。
　�。�2）應(yīng)用于不良地質(zhì)的范圍非常廣泛。如用于泥炭土、淤泥、淤泥質(zhì)、淤泥質(zhì)（亞）粘土、雜填土或人工填土等地基的處理及加固。
　�。�3）承受荷載比較大。如工業(yè)廠房獨(dú)立柱基的最大承載力達(dá)到1500至2000KN。單樁承載力一般在100至120KN。
　　（4）適用于結(jié)構(gòu)物的基礎(chǔ)種類(lèi)較多。如結(jié)構(gòu)物的杯形（獨(dú)立）基礎(chǔ)、條形基礎(chǔ)、片筏基礎(chǔ)、大面積基礎(chǔ)及輕型結(jié)構(gòu)物基礎(chǔ)等。
　�。�5）粉噴樁適用于高含水量的軟土地基。在同濕噴樁相同的時(shí)間攪拌比較，粉噴樁強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于濕噴樁的強(qiáng)度，甚至高達(dá)2～3倍。
　�。�6）該法是以粉體作為加固材料，不需向地基注入附加的水分，可以充分地吸取地下水進(jìn)行水解和水化反應(yīng)，加固后的地基柱體承載力與相類(lèi)似的高壓噴射注漿法相比要優(yōu)，其固結(jié)效果要更好。
　�。�7）粉（濕）噴樁施工中無(wú)振動(dòng)、無(wú)噪音、對(duì)周?chē)�環(huán)境及建筑物無(wú)不良影響。
　�。�8）粉（濕）噴樁加固的復(fù)合地基，一般不需要進(jìn)行堆載預(yù)壓（專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)除外）就能獲得非常高的地基承載力和變形模量，因而可以減少地基的總沉降量。
　�。�9）采用粉噴樁加固后的復(fù)合地基承載力比加固前至少提高一倍，甚至更高。
　�。�10）鉆孔攪拌機(jī)械和質(zhì)量監(jiān)控設(shè)備經(jīng)過(guò)近些年的不斷改進(jìn)，自動(dòng)化程度的不斷提高，移動(dòng)更加方便以適應(yīng)大面積或狹小場(chǎng)地施工，并能發(fā)揮非常高的效率。鉆、噴攪拌速度穩(wěn)而快，一般每日成樁在300延米，并在成樁7到15天后即可進(jìn)行下道施工工序的施工，大大縮短施工循環(huán)的周期。
　�。�11）本方法以較小的投入即可達(dá)到理想的最佳加固效果，而且成本低、效益高。
　　近些年來(lái)，僅在南方各省軟土地質(zhì)大規(guī)模應(yīng)用了粉（濕）噴樁加固地基。如滬寧、滬杭、錫澄、廣靖、杭寧、甬臺(tái)溫、徐連以及寧杭等多條高速公路粉（濕）噴樁施工累計(jì)總長(zhǎng)在數(shù)百萬(wàn)米以上，經(jīng)過(guò)大量的實(shí)踐證明路堤地基加固后在穩(wěn)定安全和工后沉降量方面非常符合設(shè)計(jì)正常適用指標(biāo)。
　　2粉噴樁施工機(jī)械
　　粉噴樁施工主要機(jī)具是鉆機(jī)、攪拌鉆頭、噴粉機(jī)和空壓機(jī)。
　　2.1鉆機(jī)
　　粉噴樁的鉆機(jī)是粉噴樁施工最主要制樁機(jī)械。它必須滿(mǎn)足以下三點(diǎn)：
　　（1）馬力要大、扭矩要大，適合大直徑鉆頭制樁。鉆頭直徑一般為50cm左右。
　　（2）具有正向轉(zhuǎn)進(jìn)，反轉(zhuǎn)提升的主要功能。
　　（3）提升力要大，同時(shí)并能實(shí)現(xiàn)勻速提升。
　　2.2攪拌鉆頭
　　粉噴攪拌法是憑借攪拌鉆頭葉片在攪拌作用時(shí)使水泥與軟土均勻混合，因此攪拌鉆頭的形狀直接影響水泥與土的攪拌均勻效果。鉆頭的形式應(yīng)保證反向旋轉(zhuǎn)提升時(shí)，對(duì)樁中土體有壓實(shí)擠密作用，而不是使水泥和土向地面翻升從而導(dǎo)致降低粉噴樁體質(zhì)量。因此，需要合理選擇攪拌頭的組合形式。粉噴樁施工需用粉噴式深層攪拌機(jī)、空壓機(jī)和發(fā)電機(jī)，其中深層攪拌機(jī)是粉噴樁施工最關(guān)鍵的設(shè)備。是保證和提高粉噴樁質(zhì)量的重要因素之一。
　　圖1粉噴式單軸攪拌頭圖
　　圖2粉噴式雙軸攪拌頭
　　合理選用攪拌機(jī)攪拌頭組合形式：
　　一是指攪拌頭的葉片組合形式。攪拌頭的葉片組合形式對(duì)加固材料和地基原位土的攪拌效果有著非常大的影響。當(dāng)攪拌機(jī)的攪拌頭為相同葉片組合的時(shí)候，攪拌葉片的回轉(zhuǎn)速度越快，攪拌機(jī)攪拌效率越高；而在回轉(zhuǎn)速度一定的情況下，攪拌機(jī)攪拌葉片越多，則攪拌效果越加的好。所以，為保證攪拌時(shí)的效果，在大部分?jǐn)嚢铏C(jī)的攪拌頭部都裝有多層攪拌葉片。圖1是用于粉噴樁施工的單軸式攪拌機(jī)攪拌頭，它除了具有兩片互成180°的麻花狀葉片以外，還增設(shè)了兩組副葉片，該葉片可將土體粉碎得更加的細(xì)，便于加固料與原位土充分均勻拌合。單軸式攪拌機(jī)攪拌頭轉(zhuǎn)動(dòng)力矩相對(duì)較小，對(duì)具有高壓縮性、含水量很大的淤泥類(lèi)土比較適用，作業(yè)效率也比較高。圖2是雙軸式攪拌機(jī)攪拌頭，它的旋轉(zhuǎn)半徑及轉(zhuǎn)動(dòng)力矩都比較大，不僅適用于孔徑比較大的淤泥類(lèi)土的粉噴樁制樁，也適用于壓縮性及含水量相對(duì)于淤泥類(lèi)土偏小的軟粘性土的粉噴樁制樁，同時(shí)，施工深度也較單軸式大大增加。施工時(shí)具體選用哪種葉片組合形式，主要應(yīng)以施工地點(diǎn)的地理?xiàng)l件和地質(zhì)為主。同時(shí)包括軟土的類(lèi)型及施工深度、考慮設(shè)備調(diào)運(yùn)、電力配備、輔助技術(shù)和經(jīng)濟(jì)等各種因素。合理選用攪拌機(jī)攪拌頭的組合形式；
　　二是指鉆機(jī)粉噴式攪拌頭的粉體噴出口的位置。粉噴式攪拌頭噴出口位于葉片上與位于中心軸上，加固材料沿樁橫截面方向噴射效果不同。當(dāng)噴出口位于葉片上時(shí)，加固材料沿樁橫截面方向分布呈外密中疏這種現(xiàn)象，制樁直徑越大，這種現(xiàn)象越加明顯。而且，攪拌機(jī)下鉆時(shí)攪拌頭粉體噴出口容易堵塞，只能用純水泥粉作加固材料。當(dāng)粉體噴出口位于中心軸上時(shí)，在粉噴樁各種壓力的作用下，沿樁橫截面方向加固料成基本均勻分布，成樁直徑在1m以?xún)?nèi)的，這種優(yōu)越性表現(xiàn)極為突出。而且，粉噴時(shí)除了使用水泥這種加固劑以外，還可以使用其它的工業(yè)廢料，例如粉煤灰等粗顆粒物質(zhì)。所以，為了保證噴射效果，粉噴式攪拌頭的噴射出口通常位于中心軸上。只有對(duì)于成樁直徑比較大（大于1m）的粉噴樁，為增加加固料沿成樁橫截面分布的均勻度，可同時(shí)在攪拌頭中心軸上和葉片上設(shè)噴出口，采用管?chē)姾腿~噴相結(jié)合的施工方法。但施工時(shí)粉噴壓力應(yīng)適當(dāng)提高，以防止堵管和粉噴困難。
　　粉噴式攪拌機(jī)攪拌頭組合形式的優(yōu)劣關(guān)系到成樁質(zhì)量的好與壞，同時(shí)也影響到轉(zhuǎn)矩的大和小。因此選用攪拌頭組合形式應(yīng)按優(yōu)化設(shè)計(jì)的原則，使其滿(mǎn)足轉(zhuǎn)矩大、轉(zhuǎn)速快、粉體噴射攪拌均勻的要求。此外攪拌頭葉片組合形式還應(yīng)保證攪拌頭反向旋轉(zhuǎn)提升時(shí)對(duì)樁體混合土有壓實(shí)擠密作用，使灰土不向地面翻開(kāi)，從而保證樁體的整體密度和強(qiáng)度。
　　2.3噴粉機(jī)
　　噴粉機(jī)是定時(shí)設(shè)置發(fā)送粉體加固材料的設(shè)備，它是粉噴攪拌法加固軟土地基施工機(jī)械中的重要設(shè)備。
　　由空壓機(jī)輸送來(lái)的壓縮空氣，通過(guò)節(jié)流閥調(diào)節(jié)風(fēng)量的大和小，進(jìn)入“氣水分離器”時(shí)使壓縮空氣中的氣水分離。然后將“干風(fēng)”送達(dá)粉體發(fā)送器喉管，與“轉(zhuǎn)鼓”定量輸出的水泥進(jìn)行混合，成為水泥與壓縮空氣的混合體，進(jìn)入鉆機(jī)的“旋轉(zhuǎn)龍頭”，通過(guò)空心鉆桿噴入地下。
　　2.4空壓機(jī)
　　粉噴法的粉體噴出，是以空壓機(jī)作為風(fēng)源�？諌簷C(jī)的選型，主要受加固施工的地質(zhì)條件和加固深度所控制。
　　3粉噴樁施工工藝流程
　　測(cè)量定值→樁機(jī)安裝和調(diào)平機(jī)身→鉆孔對(duì)位→→啟動(dòng)空壓機(jī)→開(kāi)始鉆孔→鉆達(dá)設(shè)計(jì)孔深→→噴粉機(jī)噴灰及攪拌和提升→成樁→設(shè)計(jì)樁頂→→開(kāi)始進(jìn)行二次攪拌→停氣和�；�→轉(zhuǎn)入下一循環(huán)
　　4施工方法
　　（1）對(duì)正制樁位置：根據(jù)設(shè)計(jì)要求確定鉆機(jī)的位置，調(diào)平鉆機(jī)機(jī)身，保證樁的垂直度。
　　（2）下鉆：?jiǎn)��?dòng)攪拌鉆機(jī)，等攪拌鉆頭接近地面同時(shí)，啟動(dòng)空壓機(jī)輸送氣體，鉆頭邊旋轉(zhuǎn)邊鉆進(jìn)。為了不使噴射口堵塞，此時(shí)并不噴射水泥加固料，而是噴射壓縮空氣。鉆進(jìn)時(shí)噴射的壓縮空氣，可使鉆進(jìn)比較順利。隨著鉆進(jìn)，準(zhǔn)備加固的土體在原位受到攪動(dòng)。
　　（3）鉆進(jìn)到設(shè)計(jì)孔深時(shí)，立即停止鉆進(jìn)。
　　（4）打開(kāi)送料閥門(mén)，關(guān)閉送氣閥門(mén)，噴送水泥等加固料，并確認(rèn)水泥等加固料已到樁底。
　�。�5）啟動(dòng)、提升攪拌鉆機(jī)，鉆頭呈反向旋轉(zhuǎn)。邊提升的同時(shí)通過(guò)噴粉機(jī)將水泥噴入攪拌的土體中，使水泥和土體進(jìn)行充分拌和。
　　（6）提升到設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)，停止加固料噴射，成樁結(jié)束。實(shí)踐證明向土體噴射過(guò)程中的最后提升階段，若在攪拌鉆頭距地表30～50cm處停止噴水泥，則水泥不會(huì)溢出地面。
　　（7）進(jìn)行第二次攪拌：根據(jù)設(shè)計(jì)要求在地面下一定深度范圍內(nèi)需進(jìn)行重復(fù)攪拌，此時(shí)停止噴水泥等加固料，鉆頭邊旋轉(zhuǎn)邊鉆進(jìn)至設(shè)計(jì)要求的二此攪拌的深度。在提升中，邊反向旋轉(zhuǎn)邊提升。使土體與水泥等加固料充分拌和，土體被完全充分粉碎。水泥均勻分布在地基土中。
　�。�8）將攪拌鉆頭提出地面，停止鉆機(jī)、空壓機(jī)，填寫(xiě)施工記錄和各種數(shù)據(jù)表。
　�。�9）轉(zhuǎn)入下一循環(huán)，移動(dòng)鉆機(jī)到下一樁位。
　　5施工要點(diǎn)
　�。�1）機(jī)身調(diào)平以鉆桿是否垂直于地面水平線(xiàn)為準(zhǔn)確依據(jù)，實(shí)際操作時(shí)可用鉛錘吊線(xiàn)等方法進(jìn)行校對(duì)。
　�。�2）鉆頭鉆至設(shè)計(jì)深度時(shí)，應(yīng)有一定的停滯時(shí)間，以保證水泥等加固料到達(dá)樁底。一般在開(kāi)工前通過(guò)試樁確定鉆頭在設(shè)計(jì)深度的滯留時(shí)間。
　�。�3）整個(gè)制樁過(guò)程一定要保證一邊噴粉、一邊提升連續(xù)作業(yè)工序。如出現(xiàn)噴粉間斷，應(yīng)及時(shí)補(bǔ)充噴粉，補(bǔ)噴重疊長(zhǎng)度一定不能小于1.0m。
　　（4）樁頂設(shè)計(jì)高與地面標(biāo)高相互接近時(shí)，宜立即停止提升，勻速攪拌數(shù)秒，以保證樁頭拌和均勻密實(shí)。
　�。�5）水泥粉入罐時(shí)必須過(guò)篩，以保證水泥粉中沒(méi)有紙屑、石塊等一切雜物。
　�。�6）噴粉開(kāi)始時(shí)候，應(yīng)將電子秤顯示數(shù)值歸零，使噴粉過(guò)程在電子計(jì)量顯示下準(zhǔn)確進(jìn)行。噴粉攪拌時(shí)，工作人員隨時(shí)觀察電子秤的數(shù)值變化，以保證樁體各段噴粉均勻。
　　總結(jié)
　�。�1）粉噴樁施工的主要工序是在地下進(jìn)行，無(wú)法通過(guò)人員直接監(jiān)控，其關(guān)鍵工序是噴射粉體，噴粉開(kāi)始后，應(yīng)設(shè)專(zhuān)人嚴(yán)格監(jiān)督，嚴(yán)格控制噴粉的時(shí)間、停止的時(shí)間和水泥噴入量。
　�。�2）采用粉噴樁這種施工工藝加固軟土地基具有施工速度快、周期較短、施工非常安全、操作簡(jiǎn)便、勞動(dòng)強(qiáng)度較低，水泥粉與原位土形成的水泥土的穩(wěn)定性和整體性非常好及優(yōu)良的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益等顯著特點(diǎn)。
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