粉喷桩知识要点

粉喷桩知识要点

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一、粉喷桩定义

粉喷桩—就是应用特制的设备和机具，将固化剂水泥、石灰粉等通过压缩空气的传送，与地基土强行拌和，使之产生充分的物理、化学反应，形成连续的水稳性坚硬桩体，是一种改善土质，提高地基强度的软土路基加固方法。

特点：费用低廉、桩体强度高、施工简单、方便。

使用区域：广泛应用于淤泥质土、杂填土、软粘土等。

二、加固机理

固化剂一般采用水泥或石灰粉。

1、水泥的水解与水化反应

水泥与土拌和后，水泥中的硅酸二钙、硅酸三钙、铝酸三钙、铁铝酸四钙与土中的水发生化学反应生成柱状或针状结晶起骨架作用。

2、水泥的碳化反应

水泥中大量的Ca2+与土中的CO2发生反应，生成CaCO3沉淀，增加水泥土的

强度。

3、离子交换与团料作用

由于大量的Ca2+与K+、Na+发生交换，形成了大的软土团粒和水泥团粒，使

水泥土的强度大为提高。

三、粉喷桩的设计

粉喷桩设计是通过对土质种类、水泥掺量、天然含水量、固化剂类型等，对粉喷桩桩体强度影响的研究，调整有关指标来达到桩体设计强度，满足稳定地基的承载力和稳定性，减少地基沉降量。

1、对土质进行勘探

a、土工试验：天然地基承载力、天然含水量（一定深度内）、天然容重

（一定深度内）、液塑限联合测定（IP）、孔隙比、有机质含量、干密

度

b、水质分析

2、施工技术参数

a、桩径：一般为50cm

b、桩长：粉喷桩存在临界桩长一说，临界桩长不超过12m，单从桩长这

个角度寻求增加承载力是不科学，桩长的增加主要起减小沉降量的作

用。

c、根据试验而定，合理的掺灰量就在10—20%之间。水泥土的强度随着

水泥掺入比的增大而增大，一般当掺入量〈5%时，水泥土的固化强度

较低，因此水泥掺入比一般大于7%。一般为50kg/m。有的施工单位

将头四米桩体的喷粉量提高5kg左右，而将4米下的桩体喷粉量稍减，

试验证明桩体承载力主要为桩体头4米提供。

d、复搅：复搅长度为桩体的1/2或1/3。原则桩体长时复搅1/3，桩体

短时复搅1/2。一般地复搅不复喷，有时也要求复喷，复喷量为正常

喷粉量的1/3。复搅的目的让水泥稳定桩体均匀，有利于水泥的水化、

固结。

注：粉喷桩计量支付以延米计量，并不考虑复搅复喷的事。

e、桩位布置：桩长对增加地基承载力的效果，不如桩间距影响明显，故

应在临界桩长范围内合理设计桩的布置形式及桩间距参数，有的桩位

采用梅花布置，有的采用正四边形，间距一般1米或1.2米。

四、施工机械

深层搅拌机是施工的关键。在搅拌机中，钻具的搅拌叶片形状对水泥和土的拌和效果有很大影响。当搅拌叶片相同时，叶片回转越快，混合就越充分，同样在转速一定情况下，搅拌叶片越多，混合就越充分，所以大部分钻头都具有互成180的麻花状叶片外加两组副片，两叶片之间没有喷口。（一般采用上海探矿机械厂生产的GPP—5型的粉喷机械施工。

机械控制指标：

搅拌机转速：一般30-50R/min

空压机工作压力：一般0.2-0.6Mpa

空气流量；20L/S

上搅速度：一般0.5-0.8m/min

下搅速度：一般在0.5-0.8m/min

注：上搅速度应慢于下搅速度

储粉罐容积：一根桩的用粉量加50kg，粉喷机应具有显示钻进深度，速度，粉喷量的计量装具。

五、场地布置

1、场地要平整，清理净地上、地上障碍物及杂填物。

2、场地整下标高应比设计确定的基底标高高出50㎝。

六、施工工艺

流线图：场地平整施工放样钻机就位空搅钻进（至深度后空搅1-2min）提钻搅拌喷灰二次搅拌

1、钻机专人负责，钻头钻杆与桩中心位置同心，保证桩位轴线偏差小于50。

2、钻机平面要调平，钻杆对地面保持垂直，使其垂直度偏差小于1.5%，要

随时复核桩位。

3、粉喷桩应连续作业

4、钻机向下钻进时应正向钻进，空压机送气减轻负载和防止喷射口堵塞，

钻至底标高时严禁停气和停止搅拌，保持深度不变，空搅1-2min。喷粉

时，钻机反旋转喷粉。当钻头提升到地面以下不足50㎝时，送粉器停止

喷射固化材料。

5、成桩过程中如发生事故，应记录原因，中断深度，在12小时内采取复喷

处理。补喷重叠长度不小于1米，超过12小时应采取补桩措施。

6、桩体养生，表面应保持湿润（表面1-2米），含水量小于25%时应洒水养

生，含水量大于40%时，水泥的掺入量应适当提高。

七、施工中应记录的数据

1、桩的平面位置，钻杆倾斜度。

2、施工日期、天气情况。

3、桩底高程、桩顶高程。

4、粉喷深度、停粉面标高、单桩喷粉量。

5、单桩钻进速度、上搅速度、钻机转速、气体流量。

6、单桩钻进时储粉罐储存量、剩余量、粉罐压力、管道压力。

八、试验检测

1、原材料检测，主要对水泥进行检测。

2、成桩检测。

a、成桩试验

✧寻求满足设计要求的喷粉量和工艺要求的各种参数；

✧搅拌的均匀程度；

✧掌握不同土质条件下钻进下沉和钻杆提升的困难程度和喷粉情

况，以确定合适的技术参数

✧根据地层、地质情况确定复喷范围，成桩工艺试验桩数不宜少于

5根。

b.成桩7天后进行开挖检查，用目测法检查桩体成型情况，搅拌均匀程

度，检查深度0.5-1.0米，检查频率1.0%.

c.14天后做桩身完整性检测（单桩无破损检测），检测频率为2%。

d.28天后钻芯取样，钻至桩底以下0.5m处，桩体作无侧限抗压强度试

验，抽检频率为1%。

e.复合地基承载板试验（慢速维持荷载法）

注：1、粉喷桩的桩身强度是水泥加固土90天龄期的无侧限抗压强度，根据七天强度与90天强度的经验公式：

f c u7=(0.32—0.42)fcu90

3、粉喷桩复合地基的变形计算分为两部分，即分别计算加固区变形，和下

卧层变形。然后求和即为整个复合地基的沉降量。

4、桩周土对桩的支承作用分为a、侧壁阻力b、桩底的支承力。

5、水泥粉喷桩处理软土地基一般有两种情况：其一是桩长全都穿过软土层，

桩端为良好持力层，这时在地基压缩范围内沉降常小于设计要求，另一

种情况即桩尖有较厚软弱土层。