浅谈粉喷桩的加固机理和施工工艺

理 化 学 反 应过 程 ， 粗 填 充 料 内进 行 水解 、 化 的 过 程就 是 混凝 土 的 在 水 硬 化 过程 ， 因此 能 够 迅 速 凝 结 。但 若 是水 泥 加 固土 ， 因在 被加 固 土 中 ３１ 移 动 至 下 一 桩 位 ８ ３２ 粉喷桩施工的关键技术和操作要点
．
。
．
，
．
．
．
．
，
效益和社会效益。 １ 粉 喷桩 加 固 软 土地 基 机 理
原 位 转 动 ２ ｎ ｍｉ。 ３１ 钻至设计 桩底时开始 二次搅拌。 ． ６
． ．
１１水泥 土加固机理 机械将 水泥 和软土混 合搅拌形成 水泥加 ． ３１ 提升搅拌钻头使其离开地面 ， ． ７ 空压机和主 电机要 关闭 ， 完 固土 ， 其基本原理不同与混凝 土的硬化机理 ， 而是土与水 泥发 生的物 成施 工记录的填写
用越来越广泛。本文结合具体工程实 例介绍了粉喷桩的加固机理和施ＴＩ 土质较均 匀， 局部 夹粉 土 ， 含水量 饱和。⑤砂砾 石 ： 深基本在 ６ 埋 一
艺。 ７ 以下 ， ｍ 中密 ， 含水量饱和 ， 允许承载 力 ２ ０ Ｐ 。该 工程 主要是加 ８ｋａ 关键词： 粉喷桩 铁路工程 软基 处理 固砂 石 以上 软土 ， 因而设计粉喷桩 的长度 为 ７５ 水泥掺放 量为 ｍ， 。 引 言 １％ ０ 在我 国铁路修 建的过程 中， 受到地理位置 的限制 ， 当多的路段 相 懦 ＴＴ 不得不修建在软土地基 上 ， 本地层 大部分是淤泥 、 淤泥夹砂 层、 淤泥 １橘 ＴＴ 质粉质粘 土和 淤泥质粘 土。此种地基的密度较 小、孔隙和含水量较 ３１１ 对正桩位 ， ． 对钻 机机身做调 整 ， 使钻杆垂 直 ， 动钻机 下 启 大， 且具备较低 的抗剪强度及较高的压缩性和 灵敏度 ， 工后沉降量 大 钻 当搅拌钻头与地面接近 时， 启动 空压机送气 ， 然后进行钻进作业。 等特点。 在软土地基上修建铁路 ， 需采取合适 的地基加固方法来解决 ３１２若钻 至设计 孔深 ， ． 则将送气 阀门关死， 进行加 固粉 料的喷 软土不均匀沉降和工后沉降量 大的问题… 。 接 近 几 年 ，地 基 处理 技 术 不 断 发展 复合 地 基 处理 技 术 被 广 泛 运 用 ３１３ 当加固粉 料达到桩底就需要提升搅拌钻头 ，以便对成桩 ． 于软土地基的处理上。 喷桩作 为一种复合地基处理技术 ， 粉 其施工质 后量讲行｛ 牵制 量容 易控 制 ， 同时不会使邻近 土体 受压 变形而使地面 松动、 隆起和 ３１４ 当钻 头与设计桩顶标高持平时不再喷粉。 ． 破坏 ， 搅拌时没有振动 、 噪音和排 污 ， 少了基础开挖上 方和 配筋等 减 ３ １ 将 送 气 阀 打 开 ，再 将 送 气 料 阀关 上 ，继 续 进 行 空 压 机 作 ． ５ 项 的费 用 支 出 ， 已经 应 用 于 铁 路 工 程软 基 处理 中并 取 得 较 大 的经 济 业 另外为确保桩头均匀密实 ， 当把搅拌钻头提至桩顶 时最好使其在
．
只有 ７ 一１ ％的水泥掺量 ，水泥必须被 一定 活性的介质—— 土围 ％ ５ 绕， 才能进 行水解 、 水化 ， 它有复杂 的作用 ， 且是缓慢硬化 ， 因此 ， 水泥
加 固土的强度增长过程比混凝土缓慢 。 当前往往认为水泥土机理可分为三个过程 ： 一是水泥的水解、 水 化反应 ； 二是水泥土水化 物和黏土颗粒 的作用 ； 三是碳酸化作用。 水 泥的水解和 水化过 程主要 是指水 泥 中的硅酸三 钙 ，硅 酸二 钙 ， 酸三钙 等与水发 生化学 反应。若形成 了水泥 的各种 水化物 ， 铝 部 分 自身 能 够 硬 化 而 构 成 水 泥 骨 架 一 部 分 和 四 周 的一 定 活 性
一
喷粉属粉喷桩施工的关键环 节。 喷粉操作的顺序为 ： 开通粉喷球 阀、 将气 阀关闭 ，根据 下无级变
速器 电机 将按钮开启 ， 通过旋转供料器将料送至喷射 口。 当需要较大 的单桩长喷粉量及 喷气压力时 ，或者粉体 不具 备很好 的流动性且空 气温度较大时 ， 或者需要对罐料加压 且将灰罐进气球阀打开时 ， 以上 操作要求迅速连 贯， 一气呵成 。 ３２１钻杆 的垂直度作 为机声调平 的根据 ，在 实际的操作过程 ＿＿ 中可 采 取 铅 锺 吊线 法 ， 可 将 激 光 设 置于 机 身 处 以监 控 中仪 。 还
浅谈粉 喷桩 的加 固机理和施 工工艺
杨 立 国 （ 铁九局集团 中 第七工程有限公司）
摘要： 粉喷桩是软 基处理 中常用 的～种 加固技术 ， 国铁路建 设中应 在我 ２ ｍ ， 水 量 ４ ．％ ～９ ．％ 。 粉 质 粘 土 厚 度 ０５ Ｉ ， 黄 色 ， ～７ 含 ９６ ２１ ． ｍ 灰 一
的粘土颗 粒发生 反应。碳酸 化作用是 指水 泥水化 物中游离 的氢氧 ３２２ 若钻头速度满足设计速度 ， 为确保加 固料送至 桩底 ， －． 则 需 化钙能 吸收水 中和空气 中的二氧化碳 ，经 碳酸化 反应生成 不溶于 要停滞一段时 间，在正式开工前通过确定滞 留时间并用计算装置和 。 水的碳酸钙 。 滞 留时间双控 ：本 工程选 用 ３ ｃ 送料管 ，停滞时 间段可设 为 ２— ０ｍ １２ 粉喷桩复合 地基工作机理 桩式复合 地基是粉 喷桩加 固地 ３ ｎ ＿ ｍｉ 基后 的产物 ， 因水泥属半刚性桩 复合地基 ， 具备一定 的强度 ， 以下是 ３２３粉 喷桩搅拌下沉时不得用水冲下沉 ， ＿． 避免对桩 强度 影响。 其工作机理。 ３２４ 当桩 顶设计标 高接近现场地面标时 ，需对桩头 的施工质 ．． １２１桩体作用。由于桩体 四周 的土体小于桩体 刚度 ， ＿． 受路堤填 量进行观察和 分析 ， 对于 １ 以下的地面 ， ｍ 缓慢提升粉喷桩搅拌的速 筑荷载 的影响 ， 会根据材料模量进行复合地基中应力的分布 。 以使 度 ，当钻 头提升 至地面 以下 ５ ｃ 时 ，粉喷桩 须停 止喷粉 ，上 部 所 ０ｍ 应力集 中， 桩体承担 了很 多填土荷载 ， 相应 的减少 了作用在桩问土的 ５ ｃ 用桩体相同的水泥及时回填 以保证桩头均匀密实。 ０ｍ 应 力 ， 而 增 加 了 复合 地 基 承 载 力 ， 少 了沉 降量 从 减 。 ３２５ 开 始 喷 粉 时 ， 在 电 子计 量 上 将 喷 粉 过 程 显 示 出来 ， ＿． 为 电子 １２２垫层作 用。粉喷桩通过喷注水泥粉和地基土 原位 均匀搅 称必须归零 ， －． 搅拌喷粉的过程 中 ， 记录人员应对 电子称 的变化进行时 拌硬结成桩体 ， 同时也和桩间土复合构成称复合层或复合地基。 这一 时观测 ， 确保各段能够均匀喷粉。 层 的力学特性 明显的能够 使应力扩散角增大和均匀应 力，比天然地 ３２６ 喷气和喷粉时， ＿． 若气压满足 Ｏ４ ＭＰ ， ．５ ａ 则可能堵塞 喷送 管 基软土要好。 如果整个软弱土层地基未被贯穿桩体 ， 则粉喷桩 复合地 路 ， 喷粉需立 即停止 ， 同时将空压机 电机 的 电源关 闭， 提升钻头至地 基起垫层会有更加显著 的作 用。 面标高 ， 对造成堵塞 的缘 由进行分析 ， 钻头提 出地面前不能停止空压 １２３ 挤密作用。现场搅拌粉 喷桩且地 基土和喷注水泥粉构成 机 －．