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1、 粉喷桩施工工艺 粉喷桩施工工艺和质量限制颜鲁博 倪红珍（山东省交通工程总公司） 摘要： 通过对粉喷桩复合地基的形成机理、 施工工艺以及质量通病的总结论述， 揭示了粉喷桩在施工过程中的关键限制工序、 质量限制要点和质理通病的防治措施。 关键词： 粉喷桩 加固料 预喷 复搅拌 持力层一、 粉喷桩简介粉喷桩是通过特制的深层搅拌机械， 在地基深处利用压缩空气向懦弱土层内输送石灰、 水泥等粉状加固料， 不向地基内注入水分使其与原位懦弱土混合、 压密。 并通过加固料与懦弱土之间的离子交换作用、 凝合作用、 化学作用等一系列作用使懦弱土硬结成具有整体性、 水稳性和肯定强度的柱状加固土。 它与原位懦弱土层组
2、成复合地基。 粉喷桩可分为端承型和摩擦型。 其长度应依据建筑物对地基承载力和变形要求， 结合地层状况合理选用。 原则上粉喷桩应穿透懦弱土层到达强度相对较高的土层（简称硬土层）， 但以提高抗滑稳定为目 的的粉喷桩其桩长应依据危急滑弧的位置确定。 加固料水泥一般适用于淤泥质土、 粘性土、 粉土、 素填土（包括吹填土） 杂填土、 饱和黄土、 中粗砂、 砂砾等地基加固。 依据室内试验， 一般认为水泥作加固料， 对含有伊里石、 氯化物和水铝英石等粘土矿物的粘性土以及有机质含量高， 值较低的粘性土加固效果较差。 加固料石灰一般适用于粘性土颗粒含量大于 ， 粉粒及粘粒含量之和大于 ， 粘土的塑性指数大于 ，
3、 液性指数大于 ， 土的 值为 ， 有机质含量小于 ， 土的自然含水量大于 的偏酸性的土质加固。 受机械设备的限制， 国内施工机械加固深度大于 米时， 喷粉量难以保证， 故粉喷桩加固深度不宜大于 米。 目前粉喷桩常用的加固方法及形式有： 、 按加固断面形态分为： 桩式加固、 格子式加固、 竖式加固、 块体式加固。 、 按支承形式可分为： 承力层支承式、 非承力层支承式。 二、 粉喷桩施工（一） 室内协作比试验粉喷桩作为一种软土地基处理方法， 它的选择合理与否很大程度上取决于工程地质条件， 故而粉喷桩施工前进行室内协作比试验是必要的。 、 土样的采集、 数量及要求： （）、 依据设计单位供应的工
4、程地质具体勘察报告， 选取有代表性的土层位置， 钻孔取出肯定数量的试样土。 （）、 不同土层分别取出试验所需且有富余的土样。 （）、 土样中含贝壳、 树枝、 草根等杂物应清除。 （）、 记录土样采集的方法、 位置、 深度、 取样日期。 、 试验内容： （）、 加固料质量检验主要检验加固料的物理、 力学性能参数。 （）、 软土的自然含水量、 干容重、 湿容重、 塑限、 液限、 值等各项指标。 （）、 协作比试验每个孔分别取上、 中、 下三组软土， 依据事先拟定的协作比分别做室内协作比试验。 求得 、 、 。 试件尺寸应为 的立方体。 试件带模放入保湿室内进行潮湿养护， 养护温度宜为 ， 湿度为
5、，养护龄期为 天、 天， 养生最终一天浸水 小时。 加固处理土的强度应以无侧限抗压强度衡量， 但在施工时必需同时满意强度和喷粉量的双控指标。 （二） 现场工艺性试桩为了确保各种操作技术参数， 在粉喷桩大面积施工前，必需按室内配比进行工艺性试桩。 可依据软土厚度选择 处有代表性土质状况的位置进行试桩， 每处不少于 根。 试桩检测项目及数量（）、 试桩时现场记录内容搅拌头直径（ ）； 设计桩长（ ）； 粉喷深度（ ）； 停灰面标高（ ）； 钻进速度（ ），（参考值 ）； 搅拌速度（转 ） ，（参考值 转 转 ）； 平均提升速度， （参考值 ） ； 气体流量（ ）； 钻进、 复搅与提升时管道压力 （
6、 ）， （参考值 ）； 复搅长度（ ）； 水泥喷入量（ ）； 电流量（ ）（正常与否）。 （）、 荷载试验成桩 天后进行单桩承载力试验（根） 和复合地基承载力试验（组）。 （）、 无侧限抗强度试验每处 根桩，每根桩应在桩体三等分段各钻取芯样一个，试验要求见 附录 。 （ ） 有效桩长及成桩匀称性检测随机抽检 根桩， 用钻探法或小应变动测法。 （三） 粉喷桩施工、 清表回填进行粉喷桩施工的场地， 事先应予以平整， 清除桩位处地上地下的一切障碍物（如石头树根等）， 并进行清表处理；场地低洼时， 应先填粘性土。 沟塘处需打粉喷桩， 应考虑抽水、 清淤回填及平整。 、 施工放样依据设计图施工范围用全站
7、仪每间隔 米精确放出中桩和边桩， 其间用钢尺放出每根粉喷桩桩位， 桩间距偏差应小于 ， 并插以竹桩等标示物报监理复核。 、 桩机就位依据施放的桩位确定粉喷桩机体的位置， 使机体搅拌轴保持垂直状态。 、 下钻启动搅拌钻机， 钻头边旋转边钻进， 为了不致堵塞喷射口和削减负载扭距， 钻进时喷射压缩空气（不输送加固料）。 钻进速度应小于 。 如地层压力较小时可在下钻时就喷加固料， 该方法可充分利用搅拌机械， 增加复搅次数保证搅拌匀称性。 、 钻进结束对于摩擦型粉喷桩达到设计深度时可停止钻进； 对于端承型粉喷桩必需要穿透懦弱土层到达强度相对较高的持力层， 并深化硬土层 。 持力层深度除依据地质资料外，
8、还应依据钻进时电流表的读数来确定， 当下钻速度在 （最慢一档速度） 时电流表电流值达 以上并伴有钻头跳动现象时表明钻头已深化持力层， 如能持续 以上则表明钻头已深化持力层应停止钻进。 如软土层厚度与设计桩长不符时， 应遵循以下原则： （）、 如达到设计桩长， 软土层仍未穿透时， 应接着钻进， 直至深化下卧硬层 。 （）、 如未达到设计桩长， 而钻杆钻进又非常困难时，至少应深化硬层 。 、 喷粉、 提升钻机喷粉肯定要在提升钻机前先预喷， 预喷粉的重量是在打试桩时依据钻头到桩底时送（喷） 粉机管道压力喷灰时管道压力表上的空气压力来确定。 见附表气压 （ ） 预喷粉量（ ） 预喷应在钻头到达桩底前
9、内起先喷粉， 但从预喷起先到提钻喷粉中间肯定不能断喷， 这样才能保证桩底喷粉量达到设计要求。 提钻时钻头呈反向以 的速度边旋转边提升， 同时粉体放射器以 的喷粉压力将加固料喷入被搅拌的土体中， 使土体和加固料进行充分拌和。 留意钻机提升时管道压力不宜过大（以不堵塞出气孔为原则）， 以防钻孔淤泥向孔壁四周挤压形成空洞。 、 提升结束当钻头提升至距离地面 时， 发送器停止向孔内喷射加固料， 成桩结束。 、 复拌复搅是否匀称是确定成桩质量的重要因素。 复搅不匀称桩体会变成球形或千层饼形， 这样的桩就是加固料掺入量再多也没有强度。 因而对于一般土质， 要求全桩复搅， 最好上部 再进行二次复搅。 若遇到
10、特别土质可适当缩短复搅长度， 但必需保证复搅长度不小于 米。 为了搅拌匀称在复搅时钻杆的移动速度要在 以下， 而钻杆的回转搅拌速度要在 转 以上， 这样才能把土质打散、 拌匀使土体和加固料充分拌和。 、 桩机移位桩顶回填复拌完毕机体移至下一桩位，桩顶 范围用参有同剂量加固料的土回填。 粉喷桩施工工艺框图 三、 粉喷桩处理地基质量通病及防治措施、 卡钻产生缘由： 通过含水量低的粘土层， 或板结的硬土层，或局部遇到障碍物（如石头树根）。 防治措施、 方法： 应停止钻进或慢速钻进， 严峻时应停钻， 并提升钻具， 改进钻头； 如在提升钻杆时卡钻， 则应短暂停止喷粉， 待正常后再复打。 、 喷粉不畅或堵
11、塞产生缘由： 气路连接部分密封不严； 气源不足， 气压不放线定桩位 钻机就位 钻桩至设计深度 边搅拌喷粉边提升钻杆 至桩顶（底面以下 50cm） 处停止搅拌、 喷粉 全程复搅一次， 提升至地面 关闭搅拌机械 移至下一桩位接着施工 够； 加固料吸湿结块； 喷口粘结粉、 泥后变小； 粉料中混有杂物、 大颗粒； 部分地层透气性不良， 输灰管过长。 防治措施、 方法： 复打并应使气路连接严密， 供气保持足够， 气压稳定并满意要求； 防止加固料受潮， 并过筛； 遇喷粉不畅应快速操纵喷粉阀， 由开到关， 由关到开， 反复多次来克服， 严禁以物体敲击灰罐罐体； 限制输灰长度并满意要求。 、 桩体疏松产生缘由
12、： 加固料安定性不合格； 土层含水量太低， 或遇松散杂填土， 造成粉体流失， 使桩体含水量不够； 土壤含水量低， 复打也易产生疏松。 防治措施、 方法： 先取加固料、 土样进行试验， 找出缘由， 安定性不合格加固料禁用； 土层含水量低， 在钻孔时适当注水， 或改用注浆法成桩； 发觉桩体疏松， 可钻进复喷一次加强。 、 夹层断桩产生缘由： 加固料潮湿， 或有异物堵管； 管道漏气或供气不足或气压不稳； 喷粉孔磨损， 被粘土堵塞； 提钻速度过快， 先提钻后喷粉； 灰喷完后未察觉， 喷灰中断， 仍在搅拌成桩。 防治措施、 方法： 雨季、 夏季对加固料应实行防雨、 防潮措施； 喷粉时严格过筛计量和气压检
13、查； 留意限制喷粉与提钻速度， 应先喷粉 后再提钻搅拌； 堵孔应将钻头提出清理， 将上部断桩打去， 在原位复喷或邻位补桩。 、 空心桩产生缘由： 土壤含水量太低； 中心部分气压减小， 造成桩体四周强度高， 中部为土芯， 形成空心桩； 另外土干气压偏大， 加固料从两侧喷出， 也易产生中间无加固料的空心现象。 防治措施、 方法： 遇含水量低于 的干土， 应改为喷浆搅拌法施工， 或钻孔搅拌时适当注水， 加大桩体含水量。 、 桩体强度不够产生缘由： 喷灰量不足； 加固料强度不够； 加固料安定性不合格， 钻杆提升速度不均； 喷粉管路稍微堵塞， 造成气压不稳， 灰流量时高时低， 喷灰不匀； 遇局部松软土漏灰；遇粘土搅不开； 以减压阀调定的灰罐与喷灰管间存在压差，也常会影响到定量喷粉。 防治措施、 方法：
