11.3 粉噴樁施工,寧連公路北段高速化完善工程粉噴樁工程,工 程 案 例,設計參數,7.2 粉噴樁施工,粉噴樁施工準備,工 程 案 例,技術準備,材料準備,Front,技術準備,施工場地的工程地質報告 土工試驗報告 室內配合比試驗報告 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,工 程 案 例,Back,場地準備,場地平整，清除障礙物 如場地低洼，回填粘性土 施工場地不能滿足機械行走時，需鋪設砂土或碎石墊層 如地表承載力過低，應采取措施防止機械失穩,工 程 案 例,Back,原材料準備,水泥：425號普通硅酸鹽水泥 水泥應有產品合格證 水泥各項性能進行室內檢驗 嚴禁使用受潮、結塊變質的加固料,工 程 案 例,Back,機械準備,鉆機：主要成樁機械 粉體發送器：關鍵設備 空氣壓縮機：考慮加固工程地質條件和加固深度 攪拌鉆頭 計量裝置 電腦記錄儀 動力設備,工 程 案 例,施工機械,1、粉噴樁：可采用PH-5B、PH-5D、攪拌樁機械施工,攪拌樁,全景,輸灰灌,PH-5D型,PH-5B型,攪拌樁施工機械,Back,試樁工藝準備,試樁數量：5根 確定鉆進速度：V1.0m/min 確定提升速度: V0.8m/min 確定攪拌速度:30r/min 確定噴氣壓力:0.5MPa 確定單位時間噴粉量 確定鉆進與提升時管道壓力： 0.10.2MPa,工 程 案 例,Back,7.2 粉噴樁施工-工藝流程,施工工藝流程,工 程 案 例,7.2 粉噴樁施工-注意事項,工 程 案 例,1.確保樁長：控制鉆機下鉆深度、噴粉高程及停灰面 2.機械控制：使用帶粉體計量裝置的噴粉機 3.鉆頭定期復核檢查，直徑磨耗量不得大于2cm,7.2 粉噴樁施工-注意事項,工 程 案 例,4.鉆頭提升至地面以上0.5m時，噴粉機停止噴粉 5.噴粉控制：當發生故障而停止噴粉時，第二次噴粉接樁時，重疊噴粉長度不得小于1m 6.噴粉量控制：用量誤差不得大于1%,7.2 粉噴樁施工-注意事項,工 程 案 例,7.垂直度控制：偏差不超過1% 8.噴粉提升速度控制：控制攪拌機下沉和提升時間，時間誤差不得大于5s 9.儲灰罐容量控制：不小于一根樁用灰量加50kg,如果儲灰量不足，不得對下一根進行施工 10.嚴格按試樁確定的技術參數進行施工,7.2 粉噴樁施工-質量檢測,工 程 案 例,1.檢測樁長、加固料用量 2.開挖檢查：淺部樁料質量：成樁7d內 3.輕便觸探儀：檢查樁身質量 4.無側限抗壓強度：成樁28d后 5.鉆孔取芯法：成樁28d后,足尺開挖可直觀反映樁體成樁質量，但對路基土體及相鄰樁的破壞影響太大，同時檢驗深度一般局限于地表以下4m。不可單獨應用于攪拌樁的檢驗。,足尺開挖檢測,攪拌樁施工質量檢驗方法,1.粉噴樁定義,理論,機械：噴粉攪拌鉆機 工作過程： 噴粉攪拌鉆機進行土體切割攪拌 壓縮空氣把粉狀或粒狀的加固材料，通過鉆頭上的噴嘴向四周土體旋轉噴射 鉆頭葉片將固化劑和土進行混合 特點：樁與樁間土形成復合地基,2.粉噴樁特點與其它軟基方法對比分析,理論,減少地基內的沉降量：與排水固結法相比總沉降量減少25%49% 側向位移減少，加快填筑速度：與排水固結法相比側向位移減少60%70% 提高地基承載力，加快填筑速度 對地基的擾動小 施工作業安全、機械設備簡便，成本低,水泥粉噴樁適用范圍,加固深度不超過20 m,加固土強度標準值取90 d齡期的無側限抗壓強度,一般可達到0.82.0 MPa。,適用于淤泥、飽和粘土、亞粘土等地基加固。,當地下水有侵蝕作用或加固的地基為泥碳土時,應通過試驗確定其適應性。,3. 影響粉噴樁處理效果的因素,影響因素,理論,Front,粉體固化劑,固化劑種類：水泥粉、生石灰粉、磨細礦渣 固化劑摻入量控制：如軟土含水量大時，宜加大摻入量 粉體固化劑用量控制：有效的計量裝置,Back,理論,攪拌,攪拌應充分 加強復攪 充分攪拌能避免粉體在樁中呈層狀而形成“夾生”,理論,Back,樁土置換率,樁土置換率不宜太低，須大于10%,理論,軟土性狀,粉噴樁屬摩擦樁 如果軟土強度很低時，不斷增加樁的強度，復合地基的強度也不會隨之增加 含水量影響,Back,持力層,粉噴樁根據樁端分類：支承式、懸浮式 懸浮式粉噴樁：沉降主要是樁端以下的軟土引起的沉降 充分攪拌能避免粉體在樁中呈層狀而形成“夾生”,理論,Back,粉噴樁施工流程,粉噴樁機就位,預攪下沉,噴粉提升攪拌至設計樁頂標高以上50cm,重復攪拌下沉,重復噴粉攪拌,提升至樁頂標高以上50cm,關閉噴粉機械,提升至孔口關閉攪拌機械,粉噴樁一般的施工工藝,(1)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,鉆進土層。,(2)鉆到設計孔深時,關閉送氣閥門,噴送粉體固化劑。,(3)根據要求或試樁結果,噴料停留一段時間,確認粉體固化劑已到樁底時,方可提升攪拌鉆頭。,粉噴樁一般的施工工藝為:,(4)提升到設計樁頂標高時,停止噴粉。,(5)打開送氣閥,關閉送料閥,空壓機不停機,攪拌鉆頭提升到樁頂時停止提升,在原位轉動2 min,以保證樁頭均勻密實。,(6)進行二次攪拌。,(7)將攪拌鉆頭提出地面,停止主電機、空壓機,填寫施工記錄。,粉噴樁施工控制要點,(1)加強對施工機械設備的檢驗 樁機配置可以控制樁身每米噴粉量的記錄器; 樁機上的氣壓表、轉速表、電流表、電子稱必須經過標定,不合格的儀表必須更換; 樁機鉆架相互垂直兩面上分別設置兩個0.5 kg重的吊線錘,并畫上垂直線 在樁機的鉆架上畫上鉆進刻度線,標寫醒目的深度; 鉆頭直徑的磨損量不得大于1cm。,粉噴樁施工控制要點,(2)加強對原材料的檢驗。 粉噴樁所用材料必須經過檢驗,滿足規范、設計的要求。 粉體固化劑入罐時必須過篩,以保證入罐固化劑粒徑符合要求,沒有紙屑、石塊等雜物。,粉噴樁施工控制要點,(3)施工前進行工藝試樁 工藝性試樁,試樁數量不少于5根。 試樁的目的:提供滿足設計噴粉量的各種操作參數(如管道壓力、灰罐壓力、鉆機提升速度、鉆進速度、攪拌速度等);驗證攪拌均勻程度及成樁直徑;確定符合質量要求的合理摻灰量和合理的工藝流程;確定進入持力層的判別方法。,粉噴樁施工控制要點,(4)嚴格計算樁孔間距,做好樁機對中、調平工作。 機身調平以鉆桿是否垂直為依據,鉆桿垂直度應嚴格控制,采用先進的控制辦法進行控制,必要時可在機身設置激光對中儀進行控制。,粉噴樁施工控制要點,(5)控制噴粉工藝 a.噴粉直接關系著成樁的質量,要求迅速連貫,一氣呵成。 b.鉆頭鉆至設計深度,應有一定的滯留時間,以保證粉料到達樁底。一般在開工前通過觀察確定滯留時間。 c.提升過程一定要保證邊噴粉、邊提升連續作業。在空氣濕度大、粉體流動性差、噴氣壓力大、單位樁長噴粉量大時,應對粉料進行加壓。噴粉過程應隨時觀察粉體計量的變化,以保證各段(通常以1m為一個單位)噴粉均勻。如出現斷粉,應及時補噴,補噴重疊長度不得小于0.5 m。,粉噴樁施工控制要點,(5)控制噴粉工藝 d.樁頂設計標高與地面標高接近時,地面以下1m范圍內噴粉、攪拌、提升宜用慢速,當噴粉即將出地面時,宜停止提升,攪拌數秒鐘,以保證樁頭均勻密實。 e.做好粉體的計量和鉆機深度相結合的計量,掌握鉆進深度、相對應每延米的噴粉量、總灰量等,控制鉆頭的提升速度和噴粉速度。,粉噴樁施工控制要點,(6)持力層控制。 盡量打至持力層并進入持力層50 cm左右。 判別是否進入持力層的方法：鉆機鉆到最深時的下鉆速度和電流表的讀數來判定。 這兩個參數在工藝試樁時確定,一般是下鉆速度0.5 m/min,電流值是額定電流值的125%以上。,粉噴樁施工控制要點,(7)復攪控制。 根據要求進行復攪以保證質量。 當樁長較長、土體天然含水量較高、粘性重時,可采用“二噴二攪”的施工工藝,即:鉆進-鉆至樁底后慢檔提升、噴灰、攪拌至停灰面-鉆進、復攪復噴至樁底-提升、攪拌至停灰面-移位。,粉噴樁施工控制要點,(8)粉噴樁質量檢測 施工完成后按規定頻率進行取芯、無側限抗壓強度、單樁及復合地基承載力試驗。 對檢測發現的問題,如未穿透軟土層、部分斷灰、噴灰不均勻、強度不足等,應嚴格進行加密、補樁等處理。 在粉噴樁檢測方法中,應以取芯試驗為主,通過該方法,可以直觀地掌握整個樁體的完整性、攪拌的均勻程度、樁體垂直度、樁長、是否達到持力層、含灰量的多少等。,粉噴樁施工控制要點,(8)粉噴樁質量檢測 取芯時,取芯位置應取在樁徑1/2處,而不應取在樁中心處,因粉噴樁樁體中心是鉆桿占據的空間,成樁后中心部位強度較低,易造成樁體強度偏小的假象; 鉆孔取芯時要注意保持鉆機平衡,避免因鉆桿傾斜而造成斜孔,導致取芯失敗; 取芯長度應比樁長長50 cm左右,以檢驗樁底土性狀。,粉噴樁質量檢驗評定,基本要求,水泥應符合設計要求；,根據成樁試驗確定的技術參數進行施工；,嚴格控制噴粉時間、停粉時間和水泥噴入量，不得中斷噴粉，確保粉噴樁長度；,樁身上部范圍內必須進行二次攪拌，確保樁身質量；,發現噴粉量不足時，應整樁復打；,噴粉中斷時，復打重疊孔段應大于1m,粉噴樁質量檢驗評定,實測項目,項目 允許偏差 檢測方法 樁距(mm) 100 抽查2% 樁徑(mm) 不小于設計 抽查2% 樁長(m) 不小于設計 查施工記錄 豎直度（%） 1.5 查施工記錄 單樁噴粉量 符合設計要求 查施工記錄 強度（kpa） 不小于設計 抽查5%,粉噴樁質量常用檢測方法,N10輕便觸探 鉆孔取芯 靜載荷試驗 無損檢測:小應變儀及地質雷達,Front,N10輕便觸探操作方法,方法: 采用錘重10kg的穿心錘，以高度50cm自由下落打在觸探桿上，記錄貫入100mm的擊數來檢測樁身質量強度。 技術規程:當樁達到7天齡期時，采用輕便觸探N 10對樁頂區段進行連續檢測，連續檢測深度1m。1m以下每隔0.5m檢測一次，最大檢測深度10.0m。觸探點的位置取樁徑14處，抽檢頻率為2。,差別標準: 執行鐵道部(粉體噴攪法加固軟弱土層技術規范)，若出現下述情況視為不合格： N10每擊大于10mm。 貫入100mm擊數N 10小于10擊。 根據現場大量試驗，杭寧高速公路一期粉噴校N 10試驗，貫入100mm擊數小于13擊視為不合格,N10輕便觸探,N10輕便觸探-建設部,建設部建筑地基處理技術規范中規定“，成樁后3d內，可用輕型動力觸探（N10）檢查每米樁身的均勻性。” 規定在3d內檢測，時間跨度偏長，存在成樁2d以后，對樁身進行輕便觸探已很困難，故而成樁檢測應控制在1d為宜。 但檢測時間提前可能造成對樁身強度的誤判，這可以參照7d、28d強度進行修正。,N10輕便觸探-缺點,輕便觸探深度一般不超過4m，只能用于檢測淺型樁。 輕便觸探法，檢測期限早，操作便利，發現問題，可以及時進行糾正處理。,Back,鉆孔取芯-操作方法,方法: 取芯機器采用YY100型鉆機，開口鉆具為108mm，成孔鉆具為89mm，加水鉆進。每一回次取芯樣一次，直至鉆穿樁身0.30.6m終孔。 鉆進過程中，保持鉆機垂直度，適當調整水量，取芯點在樁徑14處。,鉆孔取芯-技術規程,成樁28天，用鉆孔取芯的辦法，檢測樁身的完整性，樁土攪拌均勻程度及樁的施工長度。 每根樁取出的芯樣由監理工程師現場指定在相對弱的地方截取一段，送工地試驗室做一組(三個)一個月的無側限抗壓試驗，以測定樁身強度。鉆孔取芯頻率0.7。,鉆孔取芯-判別標準,根據有關行業規程，取芯結果必須滿足以下條件： (1)粉噴樁長度不小于設計值； (2)樁身水泥土不能出現斷樁、攪拌嚴重不勻,膠結質量較差； (3)樁身抗壓強度不低于設計值。 如出現其中之一者屬不合格樁。,Back,反射波法,采用反射波法能準確地反映斷樁、縮徑等有缺陷的樁，是檢測單樁完整性較好的方法。 外儀器、設備輕便，檢測速度快，費用低。 必須在成樁后21d28d才能施測，一旦發現問題，對粉噴樁施工來講為時已晚。,Back,靜載荷試驗,靜載荷試驗是測定復合地基承載力最直接、最可靠的方法，它模擬實際荷載情況，提供復合地基承載力的具體數據，一般是測定兩倍設計載荷下的變形。 根據荷載與沉降量的關系曲線線型，可以清楚地反映出樁的質量狀況。,載荷試驗1,載荷試驗2,攪拌樁施工質量檢驗方法,靜載荷試驗,在兩倍設計載荷情況下，不出現極限變形，即可視為滿足設計要求。 靜載荷試驗費用效高，用時較長，從安裝到試驗結束出成果，最短也要4d甚至更長，且受場地限制。,Back,粉噴樁施工中存在的質量問題,2.1斷樁 攪拌機械出故障,中斷送粉，進行第二次送粉時和前次停粉面未充分結合好； 操作不當、提升速度過快、送粉不均形成漏噴。,措施 （1）出現機械故障時應及時記錄停粉深度，二次復噴時應將鉆頭置于停粉面以下0.5m。 粉噴樁施工供料是靠電子秤稱重，電子秤最終顯示的是單樁供料總量，供料不均容易造成樁身局部強度不夠，致使壓縮變形過大。避免供料不均，可改進設備和嚴格控制提升速度。,粉噴樁施工中存在的質量問題,2.2樁長達不到設計要求 施工深度不夠，屬于偷工； 施工深度夠，但供料深度不夠，屬于減料。,措施 檢查鉆進深度， 檢查噴粉的起始深度,粉噴樁施工中存在的質量問題,2.3縮徑 水泥粉被送入軟土層后，經過強制攪拌，水泥粉和軟土之間發生一系列物理、化學反應，形成固結的水泥土體，固結就會產生收縮現象，從而使樁徑變小。樁徑變小，樁周摩阻力也隨之減少，進而影響復合地基的承載力。,措施 在施工中根據試驗數據合理確定鉆頭直徑； 砂性土中施工樁頭的磨損，經常檢查鉆頭直徑,鉆頭尺寸與成樁直徑的關系,粉噴樁施工中存在的質量問題,2.4樁身傾斜 規范規定允許偏差為1.5%，如果超過規范要求，就會導致單樁豎向承載力降低。,措施 通過控制樁架的垂直度來控制，其方法常用吊垂法。因此每根樁就位時，應同時校對樁架，垂直后進行預攪下沉，粉噴提升攪拌前再次校對樁架垂直度，垂直后方可進行噴粉提升。,粉噴樁施工中存在的質量問題,2.5樁身裂縫 (1)土壤中的含水量：上下部固化時間不一致容易產生裂縫； (2)沼氣 (3)挖掘機械開挖,案例,1.地質概況 京珠高速公路廣珠段靈山試驗段,路基全段位于軟土之上,軟土層厚度大,強度低,含水量高。地層自上而下分為:(1)耕植土層,厚0.71.2m,灰色黃褐色,軟塑,含植物根莖;(2)淤泥層,厚8.416.0m,灰黑色,有腐