1、概述
周口市境绕城改线公路主要不良工程地质为软土地基,软土地基主要以淤泥质粘土、亚粘土为主,呈软塑~流塑状态,易产生较大路基沉降以至基础失稳、破坏。该段第六合同段起迄里程为K0+000~K5+600,本标段软弱地基采用粉喷桩、塑料排水板、砂砾垫层、等载、超载预压、复合土工布等形式。
本标段K0+450~K5+744段设计为粉喷桩处理。设计桩深为6m,桩距为1.0m,排距为1.0~1.3m,梅花型布置形式。
2、粉喷桩的施工
2.1 施工设备配备
粉喷桩施工机械有:粉喷桩机、粉体固化材料供给机、空气压缩机、翻斗车等运输设备。
2.2 施工准备
粉喷桩施工场地事先应予平整,必须清除地面树根、生活垃圾等一切障碍。场地低洼时应回填素粘性土,禁止回填杂土。
由于粉喷桩桩体强度和质量与多种因素有关,因此施工前,首先要在室内标准条件下制备水泥土试件,进行不同龄期强度试验,以验证设计参数,如达不到设计要求应调整水泥剂量,满足实际工程需要。施工前还要取施工点的土样进行水泥土试验,以确定该工点软土在各种掺灰量下水泥土设计参数,供施工选用,确定最佳含水量,采用28天水泥土无侧限抗压强度作为设计强度。粉喷桩施工前,必须进行成桩试验,以掌握所在路段的成桩经验及各种技术参数。
2.3 施工工艺
2.3.1 施工顺序
(1)放样定位
(2)移动钻机,准确对孔。对孔误差不得大于50mm,同时启动电脑自动化记录仪及空压机开始记录。
(3)利用支腿油缸调平钻机,钻机主轴垂直度误差应不大于1%。
(4)启动主电动机,根据施工要求,以Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ档逐级加速的顺序,正转预搅下沉。钻至接近设计深度时,应用低速慢钻,钻机应原位钻动1~2min。为保持钻杆中间的送风通道的干燥,从预搅下沉开始直到喷粉为止,应在轴杆内连续输送压缩空气。
(5)提升喷粉搅拌。在确认加固料已喷至孔底时,按0.5m/min的速度反转提升。升到设计停灰标高后,应慢速原地搅拌1~2min。
(6)重复搅拌。为保证粉体搅拌均匀,须再次将搅拌头下沉到设计深度。提升搅拌时,其速度控制在0.5~0.8m/min左右。
(7)喷粉开始时应将电子开关打开,保证整个喷粉过程记录在电脑记录仪中,记录人员随时记录电脑记录仪的变化填沉,保证喷粉均匀。
(8)钻具提升至地面后,钻机移位对孔,按上述步骤进行下一根桩的施工。
2.3.2 工艺性设计
为取得良好的地基加固效果,施工前须作好有关资料的搜集(地质资料;成分及有机质含量等)、室内配合比试验和施工工艺性设计。固化剂与土的搅拌通常用土体中任一点经钻头搅拌的次数T和单位时间内粉体的喷出量q来表征,它是影响地基加固效果的重要因素。
(1)土体中任一点搅拌次数t可按T计算:
式中H—钻头叶片垂直投影高度(m)
—钻头叶片总数(个)
—搅拌轴转速(r/min)
—钻头提升速度(m/min)
(2)单位时间内粉体的喷出量q按式2计算
式中:
d—地基土的干重度(t/㎥)
—固化剂掺人比,由室内配比试验提供
D—搅拌钻头直径(m)
2.3 施工方法
粉喷机就位后,安装调试计算机控制设备,保证桩的垂直度,开动钻机,对准设计桩位,上灰,启动钻机和空气压缩机。钻机下沉钻进至桩底标高时,停止钻进,钻头反转,但不提升。打开送料阀门,关闭送气阀门,保留一定的时间,以保证加固粉料达到桩底。确认加固粉料已到桩底后,提升搅拌钻头至离地面30cm处。
桩身施工时,桩长范围内均要复搅,施工时应慢档匀速提升,使土体和水泥充分拌和,保证喷灰均匀,其喷灰量不应少于设计用量,如成桩过程中遇有故障而停止喷灰时,第二次喷粉接桩,其喷粉重叠长度不得小于1.0m。钻头钻至设计深度后,应有重复搅拌提升,直至离地面50m处,回填水泥土并压实。关闭搅拌机械、移位。
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粉喷桩在周口市境绕城改线公路软土地基处理中
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