粉喷桩加固软土地基
粉喷桩加固软土地基的施工

粉喷桩加固软土地基的施工和问题的探讨中铁十三局四处[摘 要]该文通过对粉喷桩工程的加固机理和设计计算方法的分析,结合当前粉喷桩施工的部分应用实例和试验成果,,对粉喷桩应用的施工现状和有关问题作了阐述。
[关键词]软土 粉喷桩 加固机理 复合地基1粉喷桩的加固机理粉喷搅拌加固软基技术,是利用水泥等作为固化剂,通过特制的深层粉体喷射搅拌机,将粉状加固料,用压缩空气输送到钻头,并以雾状喷射到加固地基的土层中。
凭借搅拌机回转钻头叶片的旋转,在设计加固深度范围内,就地和原位软土强制搅拌混合,利用水泥吸水和与土颗粒发生水解、水化反应并进行阳离子交换等物理化学作用,使软上形成具有整体性、水稳性和一定强度的水泥土柱体(俗称粉喷桩)。
这种强度和刚度较桩周土高出若干倍的柱状加固体与桩间上一起构成复合地基,在稳定地基土的同时提高其强度,使地基土工程性质得到局部改善,从而达到加固地基的目的,或由粉喷桩相互搭接,形成坑壁支护和防渗帷幕结构。
2粉喷桩复合地基的设计与计算粉喷桩复合地基现有的计算方法,都是以刚性基础底面处桩与土产生等位移为基本前提的,并结合有关弹塑性理论,提出了若干带简化条件的计算公式。
2.1粉喷桩单桩承载力计算模式各种单桩承载力的确切值,唯有通过压桩试验来确定。
因此,在桩承载力设计计算中,多是采用地基参数来预计的。
对于粉喷桩主要有两种估算方法。
2.1.1半经验方法在极限荷载作用下,粉喷桩的侧向膨胀量很小,桩周土远未达被动破坏,而是桩、土界面摩阻力达到极限,出现“刺入”现纽、或是桩身被劈断或剪断。
B .B roms 分别给出了其计算公式:桩、土界面上强度达极限时的单桩极限承级力:Q f =лd(h+2.25d)сu式中:Q f ——单桩极限承载力,kPa;h ——桩长,m;d ——桩径,m; сu ——不排水剪强度,kPa 。
桩身剪断时单桩极限承载力:Q f =A p (3.5c+3σh )式中:A p ——桩的戳面积,m 2;σh ——桩在地面下土的最弱处(通常为硬壳底部)住壁承受的水平上压力,kPa ;c ——柱身材料的内聚力。
粉喷桩技术在建筑软土地基加固中应用

粉喷桩技术在建筑软土地基加固中的应用摘要:本文首先对粉喷桩的荷载传递机理的进行分析,阐述了用粉喷桩技术在建筑软土地基的施工方法,并提出了保证施工质量的几点措施,希望对建筑工程施工中,如何处理软土地基提供有效的借鉴。
关键词:粉喷桩技术;建筑工程;软土地基;加固;应用1 粉喷桩的荷载传递机理复合地基是指天然地基中的部分土体通过某种方式得到增强或被置换而形成的强化地基。
粉喷桩复合地基是其中的一种,它是利用水泥作为固化剂,通过深层搅拌机械在软基中将软黏土和水泥强制拌和,使软弱土硬结成为桩土共同承担外部荷载的复合地基。
粉喷桩的加固原理主要基于:(1)水泥加固土的物理化学过程,即水泥与土拌和后水泥中的钙物质与土中的水发生化学反应,生成柱桩结晶而起到骨架作用。
(2)水泥的炭化反应,即水泥中大量的钙离子与土和水中的二氧化碳发生反应,生成碳酸钙沉淀,增加水泥土的强度。
(3)离子交换与团粒作用,即水泥土中大量的钙离子与钠离子、钾离子发生置换,形成大量的软土团粒和水泥团粒,使水泥土的强度得到提高。
粉喷桩自身性质通常介于刚性桩与柔性桩之间,它的刚度、抗压强度和抗侧压力作用小于刚性桩而大于柔性桩。
粉喷桩的轴向应力分布是不均匀的,从桩顶而下应力逐渐减小,最大轴向力位于桩顶3~5倍桩径范围内。
当施加较小荷载时,荷载通过垫层均匀地传递到桩和桩间土上,此时相应的变形也较小,桩与土的应力随荷载线性增长。
随着外荷载的增加,桩与土的应力将发生变化,为满足桩和桩间土的变形协调条件,荷载将按地基材料刚度的大小不断进行分配,此时桩承担了大部分荷载,应力逐渐向桩的顶部集中。
随着荷载的进一步增大,复合地基的变形速率加快,应力集中现象也越见加剧,最终桩承担的荷载达到极限,桩体首先进入局部塑性状态而不能分担增加的荷载,应力将会向桩间土转移,外加荷载的增量部分将由桩间土来承担,直至桩和桩间土共同进入塑性状态,此时所对应的荷载即为复合地基的极限荷载。
2 粉喷桩常见质量问题分析(1)喷粉时高压气流对软土的扰动比较明显,扰动后原土结构及粒间的胶结作用被破坏,在未达到新的稳定之前,可能导致地基承载能力反而降低了。
粉喷桩加固桥头软土地基在公路工程中应用

粉喷桩加固桥头软土地基在公路工程中的应用摘要:文章介绍了贵州省某高速公路大桥采用粉喷桩加固桥头软土地基的施工程序及检测项目、控制标准等,对地基处理前后的效果进行对比分析,指出其适用性,从而推广粉喷桩在软土路基施工中的应用。
关键词:粉喷桩,软土地基,施工程序,检测项目,控制标准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的坚硬桩体,是一种改善土质,提高地基强度的软土路基加固方法。
它具有施工简单、方便,承载力提高幅度大,费用低廉等特点,所以被广泛应用于淤泥质土、杂填土、软黏土等软弱地基的加固处理。
本文结合贵州省某公路大桥工程中利用粉喷桩加固桥头软土地基一例,详细地阐述了粉喷桩施工的程序,检测项目及控制标准。
1、工程概况贵州省某高速公路某大桥位于安顺与贵阳市交界处,处于该高速公路里程k36+050~k38+652处,属山丘地带,该段软土成因复杂,构成多元土结构,层位复杂。
根据沿线地基勘探表明,分为三个地质层:ⅰ层为软塑状低液限黏土,分布连续,深度0 m~3.3 m。
ⅱ层以流塑状淤泥质低液限性粉土为主,间夹低液限粉土质砂、低限黏土,深度为3.3 m~10m左右。
ⅲ层以中密状低液限粉土质砂为主,压缩性低,深度为12 m~13 m左右。
为减少路基沉降和桥头差,达到规范要求,采用粉喷桩技术以提高地基的整体承载力。
台背填土高度6.5m,为了保证台背填土下卧层的承载力及台背回填的质量,同时考虑工程工期紧,决定采用粉喷桩施工方案进行桥头地基加固。
按设计粉喷桩为:固化剂采用42.5级普硅水泥,桩径为500mm ,桩长为13m,4800根,正方形布桩,桩距1.2m。
每米桩身水泥掺入量为50kg,本工程粉喷桩设计总工程量为62400延米,要求加固后复合地基承载力达到160 kpa。
施工后要求填土区能稳定,填土区沉降在允许的范围内不产生不均匀沉降。
粉体喷射搅拌桩处理软土地基施工工艺

粉喷桩 质 量检查 标准
序 查目 号检项
1 桩 平 面位 置 ( 纵横 j
单 萎 查法 位罢箍 检方
c m ±1 0 用 经纬 仪 量删 或 铜 尺量
2 钻 杆 倾斜 度 3 桩 身 4 每 米 桩长 水 泥 用量
s
% ≤1 m 不 小 于设 计 K + ;. g 5 2
民 营科技
市政 与路桥
பைடு நூலகம்
21 0 0年第 5期
粉体 喷射搅 拌桩 处理软 土地 基施 工工艺
李 勇
( 南通市港航工程有限公 司, 苏 南通 2 60 ) 江 20 5
摘 要: 重点讨论 了粉体喷射搅拌桩 所用的施工机械、 材料要 求、 工艺流程 、 施工工艺等。
关 键 词 : 体 喷 射 搅 拌 桩 ; 工 工 艺 ; 艺流 程 粉 施 工
粉体喷射搅拌桩处理软土地基施工技术是加固软土地基的一种常用方 法, 应用于软基段的高路堤、 桥梁 、 结构物的基础和两侧 , 经加 固处理后的粉 喷桩主体与周围地基共同作用构成复合地基, 提高 了地基承载能力 , 增加了 路 基和结 构物 的稳 定性 。 粉体喷射搅拌桩简称粉喷桩, 它适用于淤泥质粘土 、 l 、 粉 生土 淤泥亚粘 土、 砂性土等各类软土地基的加固。经粉喷桩处理的软土地基, 具体整体性 、 水稳性好 , 并成为有一定强度的复合体。 以宁靖盐高速公路 V 4标段为例 , 标段总长 6 0 m, . K 均在兴化境内 , 0 路 线经过地区软土的种类有淤泥质粘土 、 亚粘土 、 淤泥 、 粉质土及可液化的土 等, 种类较多。 软土分布的深度也不一, 粉喷桩的桩长视软土的深度和l 生质而 定, 桩径为 5 厘米, 0 每米喷人的水泥量为 5 0公斤。 1 粉体喷 射搅 拌桩所 用 的施工机 械 1 常用施工机械。1深层喷射搅拌机 1 2YP 1 . 1 ) 台;) - 型粉体喷射机 1 3 台;) 空气压缩 机 1 ;)5 W 以上 发 电机 1 ; 台 47 K 台 1 机械类型和主要技术参数。V 标段粉喷桩施工主要使用上海探矿机械 . 2 4 厂 生产 的 G F5型 、 P - P- G F 7型和 武汉 工程 机械 厂 的 P 5 型和 P - H-A H 7型等 机型, 它们的基本性能一样, 只是在粉喷的计量方式上有所不同, P G F型采用 流量计显示喷粉量;H型采用电子称显示喷粉量。 P 2 粉体喷射搅拌桩的材料要求 21 V 标 段 粉喷桩 用 的水 泥干 粉 , 4 5 普 通 硅酸 盐水 泥及 4 5 渣水 . 4 为 2# 2 #矿 泥二种。水泥应有生产厂家合格证和质检单 , 注有水泥品种 、 t期 , 生产 3 并附 有 出厂质 检单 , 同的水 泥应分 开堆 放 , 不 不能混 杂使 用 。 2 使用前应对水泥按规定进行批量抽检 ,严禁使用不合格或受潮结块 的 . 2 水泥。粉喷桩采用的水泥粒径应不大于 5 m。 m 3 粉 体喷射 搅拌 桩的 工艺流 程 粉喷桩在施工中工艺流程及质量检测过程见图 1 。
水泥粉喷桩处理软土地基技术

1 工程 简介
在 工业 及 民用建筑 、 路 、 路 、 公 铁 市政 及地 下工 程等 工程 的软基 处理 中得 到越来 越广 泛 的应 用和 推广 。
(水 泥粉 喷桩桩 位测 量放 线 : 1 ) 利用 全站 仪等 测量 仪 器对 桩位进 行测 量放 线 , 做好标 志 。 ( 粉 喷机 定 位 : 机 钻轴 必 须保 持 垂 直 , 2 ) 桩 以保 证 桩 体 的垂 直 度 偏差 < 15 , .% 并丈 量 钻杆 长 度 , 上显 著 标 标 志, 以便 掌握钻 杆钻 入深 度 、 复搅深 度 , 证设 计桩 长 。 保
施工技术
广东建材 21 年第8 01 期
水泥粉喷桩处理软土地基技术
叶伟强
摘 要 :软土地基应慎重处理, 处理不当, 则路基易出现沉陷和失隐.常见处治方法有: 塑料排水板
法、 土工布 法、 袋装砂井法 、 超载预压法 、 石挤淤法及粉喷桩法等 , 抛 本文就 水泥粉喷桩 的特 点, 施工方 法 及注意事项三个方面提 出一些意见。
关键 词:水泥粉喷桩; 处治
1 水泥粉喷桩的特点
水泥 粉喷桩 是 一种深 层地 基加 固方 法 , 是利 用粉 喷 桩 机 不 断高 速 旋转 的 钻 头将 水泥 干 粉 喷 到周 边 的软 弱 地 基 中 , 时钻 杆 以一 定 的速 度 提 升 , 同 搅拌 钻 头 上 的叶 片将 其周 边 的土体 自下 而上 不断地 切 割搅 拌 , 使软 土硬 结的一种 桩 体 , 具有整 体性 、 它 水稳 定 性 、 并且 具有 一定 的 强 度 ,与 桩 间 软 土 形 成 复 合 地 基 , 其 承 载 力 可 达 l0 10P , 6 ~ 8 ka 效果 好 的具有 更高 的地基 承载 力 。 泥粉 水 喷桩 同钢筋 混凝 土桩相 比, 具有 工期 短 、 本低 的特 点 , 成
粉喷桩处理公路软土地基

施工机具和材料
施工主要机具包括:喷粉桩机及 配套贮灰罐及喷粉系统、空气压缩机、 75kPa以上的发电机等喷粉桩机由液压 步履式底架和导向加减压机构、钻机传 动系统、钻具、液压系统、喷粉系统、 电气系统等部分组成。
施工工艺流程
桩位放样→钻机就位→检验桩基 调平机体→钻进至设计深度→高压送气 打开喷粉孔→反钻提钻并喷水泥→至工 作设计标高上50cm停止喷粉→重复搅 拌并复喷→反转提钻至地表→成桩结束 →移机就位在下个桩位施工。
结语
对公路路基严格把关,对做好公 路工程师非常重要的,尤其是施工前和 施工过程中的质量控制很重要。由于影 响公路路基施工质量控制的因素很多, 在施工的过程中,可能会受到自然或人 为因素的制约,所以,必须综合考虑, 坚持施工的技术标准,加强施工管理, 强化路基施工质量等,同时,采取一些 必要的措施,是影响因素减至最低,以 保证公路质量,提高路基路面的稳定性 与耐久性。
准备工作
施工现场配备各种计量仪器设 备,做好计量装置的标定工作。
对现场的水泥等原材料进行试 验工作, 施工前根据每个断面的实际 状况进行室内配比试验,确定每延米 的喷粉量。
根据施工图纸画出桩位平面布置 图,并报请测量工程师批准。
公路路基施工质量控制的 措施
施工测量控制
利用导线点来恢复路基中心线并 确定里程桩号,然后加密水准控制点。 在确保施工放样的测量精度后,及时对 中线、宽度、厚度、压实度等指标进行 检验,争取做到现场跟踪自检。
械将水泥与原位软土进行强制搅拌、压 缩,并吸收周围水分,经过一系列物理 化学作用生成一种特殊的具有较高强 度、较好变形特征和水稳性的混合柱状 体,它对提高软土地基承载能力、减少 地基的沉降量及保证桥头高填土路基稳 定性具有明显的效果,下面结合工程实 际对粉喷桩处理公路软土地基施工工艺 与检测方法进行探讨。
粉喷桩处理软土地基的分析

・
2 2・
沈
阳 建
筑
20 0 7年 第1期
适用 面广、方便施工等特点 ,已成 为高承载
力 、低成本、经济适用的深基础工程发展的
一
本文作者根据所开发小区采用的静压桩 基础 ,论述了施工中的技术 、管理、设计等 方面体会 ,文章论据充分,论点鲜明,语言
于 在单 调 荷 载下 以颗 粒 结 构 为特 征 的材 料 ,
泥水 化产生C O 2 a( H)及水化 硅酸钙等水 化
物 。C ( H)中的C 2 离 子 与 粘土 所 吸 附 的 aO 2 a+
N + K 等离子进行当量的媳妇交换 , a、+ 使较小
的土颗粒形成较大的土团粒 ,从而使土体强
度 略有 提 高 。 这一 过程 一 般在 数小 时 内完成 。 () 2 固化 剂 硬 化 : 着 固化 剂 水 化 的 深 随
入, 水化硅酸钙 、 钙矾石等水化 物不断发育 , 填充孔隙,粘结土颗粒使松散土体形成坚固 的整体 ,这一过程是产生加 固土强度 的主要
地基工程来说 , 具有以下作用:
() 1桩体作用 : 由于粉喷桩桩体的刚度较
周围土体大 , 在路堤填筑荷载作用下 , 复合地 基 中的应力按材料模量进行分布。 因此 , 产生
应力集 中现象 , 大部分填土荷载由桩体承担 ,
作用在桩间土的应力相对减少 。 () 2挤密作用 : 粉喷桩就地搅拌且喷注水 泥粉与地基土形成桩体的过程中,不 向地基
均匀沉降大于2— 0 m  ̄ 如不及时修补 , 03m D, 将
严重影响行驶 。 因此 , 如何减小工后沉降是一
个需 要 亟待 解 决 的问题 。 目前 我 国沿 海 地 区
粉喷桩处理公路软土地基施工技术

粉喷桩处理公路软土地地基施工技术一、粉喷桩的应用概述㈠定义粉喷桩属于深层搅拌法加固地基方法的一种形式,也叫加固土桩。
深层搅拌法是加固饱和软粘土地基的一种新颖方法,它是利用水泥、石灰等材料作为固化剂的主剂,通过特制的搅拌机械应地将软土和固化剂(浆液状和粉体状)强制搅拌,利用固化剂的主剂和软土之间所产生的一系列物理—化学反应,使软土硬结成具有整体性、水稳性和一定强度的优质地基。
粉喷桩应是采用粉体固化剂来进行软基搅拌处理的方法。
深层搅拌法具有施工工期短、无公害、施工过程无噪音、不排污、对相邻建筑物无不利影响等优点。
㈡粉喷桩的发展简况⒈粉喷桩粉体喷射搅拌加固土桩,于20世纪60年代后期由瑞典和日本分别提出。
石灰系搅拌法于1967年由瑞典的Kjeld Paus提出,1974年将石灰体喷射搅拌桩应用于路堤和深基坑边坡防护。
日本于1967年开始研制石灰搅拌施工机械,1974年开始在软土加固工程中应用。
我国于80年代初引进此项技术,1983年初,铁道部第四勘察设计院开始进行粉体喷射搅拌法加固软土地基的试验研究,并与铁道部武汉工程机械研究所合作,于1983年研制出了我国第一台液压步履式深层搅拌喷粉桩机。
1984年7月在广东省云浮硫铁矿铁路专用线上应用石灰搅拌桩加固单孔4.5m盖板箱涵的软土地基获得成功,1985年4月通过铁道部部级技术鉴定,后逐步推广使用,并取得了良好的社会效益和经济效益。
但由于国内粉状石灰产量不多,加之运输与保管也比较困难,因此近年来基本上均以水泥粉作为固化剂进行深层搅拌施工。
⒉水泥系深层搅拌法水泥系深层搅拌法始于美国,20世纪50年代引入日本,1974年由本港湾技术研究所、川崎钢铁厂和不动建设等厂家合作研制成功水泥搅拌固化法(CMC法),用于加固钢铁厂矿石堆场地基加固深度达32m。
接着日本各大施工企业接连开发研制加固原理、固化剂相近的各种不同规模、不同效率的深层搅拌机械,形成了多种施工方法。
杭州市温州路27号住宅楼改建工程和上海探矿机械厂铸钢车间厂房地基加固工程是国内采用水泥喷粉技术进行软基搅拌加固最早的两个实例。
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粉喷桩加固软土地基的施工和问题的探讨中铁十三局四处[摘 要]该文通过对粉喷桩工程的加固机理和设计计算方法的分析,结合当前粉喷桩施工的部分应用实例和试验成果,,对粉喷桩应用的施工现状和有关问题作了阐述。
[关键词]软土 粉喷桩 加固机理 复合地基1粉喷桩的加固机理粉喷搅拌加固软基技术,是利用水泥等作为固化剂,通过特制的深层粉体喷射搅拌机,将粉状加固料,用压缩空气输送到钻头,并以雾状喷射到加固地基的土层中。
凭借搅拌机回转钻头叶片的旋转,在设计加固深度范围内,就地和原位软土强制搅拌混合,利用水泥吸水和与土颗粒发生水解、水化反应并进行阳离子交换等物理化学作用,使软上形成具有整体性、水稳性和一定强度的水泥土柱体(俗称粉喷桩)。
这种强度和刚度较桩周土高出若干倍的柱状加固体与桩间上一起构成复合地基,在稳定地基土的同时提高其强度,使地基土工程性质得到局部改善,从而达到加固地基的目的,或由粉喷桩相互搭接,形成坑壁支护和防渗帷幕结构。
2粉喷桩复合地基的设计与计算粉喷桩复合地基现有的计算方法,都是以刚性基础底面处桩与土产生等位移为基本前提的,并结合有关弹塑性理论,提出了若干带简化条件的计算公式。
2.1粉喷桩单桩承载力计算模式各种单桩承载力的确切值,唯有通过压桩试验来确定。
因此,在桩承载力设计计算中,多是采用地基参数来预计的。
对于粉喷桩主要有两种估算方法。
2.1.1半经验方法在极限荷载作用下,粉喷桩的侧向膨胀量很小,桩周土远未达被动破坏,而是桩、土界面摩阻力达到极限,出现“刺入”现纽、或是桩身被劈断或剪断。
B .B roms 分别给出了其计算公式:桩、土界面上强度达极限时的单桩极限承级力:Q f =лd(h+2.25d)сu式中:Q f ——单桩极限承载力,kPa;h ——桩长,m;d ——桩径,m; сu ——不排水剪强度,kPa 。
桩身剪断时单桩极限承载力:Q f =A p (3.5c+3σh )式中:A p ——桩的戳面积,m 2;σh ——桩在地面下土的最弱处(通常为硬壳底部)住壁承受的水平上压力,kPa ;c ——柱身材料的内聚力。
2.1.2按规范规定的公式计算粉喷桩承载力现行规范中关于粉喷桩的单桩承载力沿用了一般单桩的计算方法,首先计算一定桩长水泥粉喷桩的承戴力,然后再用水泥粉喷桩的桩身单轴抗压强度q u 作为控制指标来校核,取二者较小值作为单桩承载力的标准值。
一般情况下,即无抗震加固、沉降限量等其它特殊要求时,可以q u 作为荷载和确走桩长的计算依据,或以桩长范围计算得到的单桩极限承载力 Q f 作为确定水泥土强度下限(q u )mint 和掺入比下限(a w )m in 的依据。
式中:[p ]——单桩容许承载力;D ——桩径,m ;A ——桩载面面积,m2;L j ——桩穿过各层土的长度,m ;f si ——各层土的摩阻力,kPa ;m 。
——柱底支承力折减系数;[σ]——桩尖所处地基的容许承载力,kPa,q u ——水泥土的强度,kPa ;K ——水泥土安全系数,一般取 值0.3~0.4。
2.2复核地基承载力计算模式由于粉喷桩与土的破坏应变彼此相差一个量级以上,当复合地基达到极限状态时,桩、土极限强度不可能同步发挥,是以决定了复合地基的破坏往往是渐进性的或者是局部剪损。
对于兼具端承性质的桩来说,破坏首先在桩体中发生。
对于纯摩擦桩而言,如果置换率很小、且荷载分布不均匀时,则可能在桩间土中先出现流塑区。
在荷载作用下,桩间土由于受到四周桩的水平约束作用,加大了桩间土对桩体的侧(围)向压力,从而使单桩极限承载力提高,而桩间土也得到一定的固结。
故在软基加固工程中,复合地基极限承载力一般以桩体先达到破坏为前提进行计算的。
R f =ασpf +λ(1-m) σsf式中: Rf ——复合地基承载力, kPa ;M ——置换率,%,亦称面积比;α=A p /A ,其中A p 为桩体总横截面积,A 为对应的加固总面积,即基础投影面积;σsf ——天然地基极限承载力,一般用荷动实验确定;σpf ——单桩的极限承载力,常用压桩实验校核;λ——桩间土承载力折减系数,其值常在0.4~1.0之间,当桩端为软土时,λ=0.5~1.0,当桩端为硬土时,λ<0.5,当不考虑桩间软土作用时,λ=0。
2.3复合地基应力计算模式当复合地基的地表面有荷载时,由于粉喷桩的压缩性比周围软粘土的压缩小,在压缩变形相一致的条件下,粉喷桩桩顶将会产生应力集中现象。
故复合地基的应力检算可以采用下式:σp = R f μp ≤[p ]A σs = R f μs ≤R s式中:μp ——应力集中系数,μp =n/[1+(n-1)×α]>1;μs ——应力减小系数,μs =1/[1+(n-1)×α]<1 ;n ——桩土应力分担比, n=E p /E s =σp /σs ,其中E p 、E s 分别为搅拌桩、桩间土的变形模量;σp ——粉喷桩承受的压应力,kPa ;σs ——桩间土承受的压应力,kPa 。
2.4复合地基沉降计算模式在施加的荷载不超过水泥桩的徐变极限Q c 时,复合地基总沉降量S :S=S 1 +S 2式中:S1——被加固土体桩长范围内的沉降量,cm,S1= ,S2——被加固土体以下未加固的沉降量(cm),其值等于计算得到的主固结沉降乘上大于1.0的沉降修正系数;m——置换率;L一粉喷桩桩长,cm;σc ——外荷载应力,kPa;E c——水泥土桩的弹性模量,kPa;E s——桩间土的侧限变形模量,kPa。
3、粉喷技术的应用目前,国内粉喷技术主要应用领域为铁路、高速公路、市政工程、工业厂房、民用住宅的软基加固和开挖围护工程筹,适用的土质为淤泥质土、粘性土、粉土、杂填上,特别适宜于天然含水量大于30%的土层。
其复合地基承载力标准值可达200kPa,最高能达到250kPa,单桩(D=0.5m)容许承载力达到150kN以上。
粉喷桩组成的地下连续墙可单独用于深度7m以内的基坑支护和防渗帷幕工程。
3.1工程实例一云南省昆明市小西门综合商品批发市场,总建筑面积21337m2层高20.4m,基坑开挖深度3.00~3.46。
场地位于坡脚与海盆边缘接触地段,岩性变化较大,自上而下依次为:人工填土;粉质粘上,淤泥质粉质粘土,f k=70kPa,是主要加固土质;粉细砂,f k=120kPa;圆砾层,为设计桩体持力层,f k=150kPa。
地下水位埋深0.5~0.8m,地震烈度为8度。
施工过程中采用粉喷桩做地基加固处理和基坑临时护壁。
基础下工程桩按梅花形布置,桩间距1.5m(图1),置换率18%~20%;复合地基承载力标准值不低于120 kPa。
为了抵抗结构住下的集中荷载的作用,柱下桩采取加强措施(图2),承载力标准不得低于140 kPa,桩径0,5m;桩长以桩端穿过淤泥质粉质粘上层和粉细砂层下不小于0.3m为原则,停灰标高比基础底板高出0.3m,实际施工桩臼1加固地基桩平面布置件。
~)回2柱下桩大样长4. 50~9.00不等。
采用425号普通硅酸盐水泥,平均掺灰且不少于每延米50 kg。
·”由于粉喷桩内无钢筋,粉喷桩抵抗水平推力的能力较差,基坑单排支护桩工作,不能满足支护设计要求。
考虑桩土共同工作的原理,支护桩设计为双排加劲式,桩径0.5m,排桩间距1.6m,间而1.6m设置一道加劲桩和单根加固桩,桩与桩搭接0.1m实际桩与桩中心距0.4m,桩顶距地面0.5m停灰,桩顶复搅深度3.00 m。
采用425号普通硅酞汾水泥,平均掺灰量不小于每延米55 kg。
支护桩不设水平支撑。
由于该工程地下存在粉纲砂,在两排桩中间的集水并中降水出现流砂,降低了外排桩问土的密实度,使护壁桩个别部位曾出现较大的向内水平位移或断裂(足大水平位移5.6cm,裂缝长达5.5m),但整个支护结构工作憎况良好,切实起到了挡上和挡水的支护作用。
经观测加固后的地基最大沉降量19 mm,平均沉降量为13.25 mm,最大不均匀沉降量为11 mm,粉喷加固的复合地基完全满足设计承载力的沉降宴求。
该实例的特点是采用桩间降水的办法,较好地克豚涌砂现象,而且围护结构和复合地基方案比最初选定的深层搅拌法节约资金120万元,缩短工期3个月。
…3.2工程实例二京九铁路DK586+747.8至DK609+238.4段为江湖淤积平原,遍布第四系全新统冲积成因及湖积成因的粘性上层,地势低洼,河沟发育,内涝积水为软上集中地段。
该段软土厚一般为6~12 m,局部最大达16~17 m,软上层软一流塑状,此区间软土地基加固处理被铁道部列为京九铁路全线14个重点工程之首,由于地基软弱,又集中连片,成型路堤填上高度大,对变形及工期要求高,经论证决定采用粉喷桩技术进行加固处理。
设什指标:粉喷桩直径0.5m,桩长采用10~14 m。
同化剂采用325号、425号普通硅酸盐水泥,咬灰量每廷米40~50 kg。
桩采用块状布置,桩匣涪线路纵向为1.3m;臼向路基丙凶内范自为1.兰矗,路肩以外护坡范围为1.5 m、涵洞基础加圆份咬柱问匣为)尔~i.=jh:复合地基承动力吕最奎创隆到1s0 kk、18丸氏j90kpa,单桩承毅力宴求丧氢80~100匠N.1后允许抗位分别为0. is m)主~乙及0.30m。
:“三7效果检验:粉喷桩施工完7天后抽样开挖检查,开挖深度1.2~2…m,发现桩径均大于0.5m,最大值0.565 m,桩位们差不超过5cm,桩体外表面呈螺旋状外壳,用小铁棍不能轻易敲动桩体粉块,外观质量合格。
按规范90天龄期抽样检查,淤泥质粘上层中粉喷桩元侧限抗压强度为2. 35 MPa,最大值为3. 72 MPa,砂粘土中粉喷桩元侧限抗压强度为4.6 MPa,最大值为6. 25 MPa。
加固后的软土路堤地段沉降观测值为5.8~63. 6 mm,涵洞地段沉降值为3.6~21.5 mm。
该实例软上层较厚,成型路堤填土高度大,复合地基加固后各项指标均达到设计要求。
3.3工程实例三甫昆铁路永丰营车站为一中间站,施工图路基设计未见软土,按一般路基通过。
施工结束后该段路堤开裂、变形,出现坍滑形象,经分析认为本段地层下存在有较厚的不均匀淤泥质粘上夹层。
为了控制地基的超限沉降,提高地基强度,本工点移线方案采用粉喷桩复合地基加固,粉喷桩桩径0.5m,桩间距1.5m,梅花型布且。
固化剂为水泥,外掺剂为石膏,掺人比c。
分别为22%和19%(重量比),石膏为水泥掺人量的5%(重量比),最大桩长16m,属国内铁路软上路堤加固中最长的桩。
粉喷桩施工机械选用武汉工程机械厂生产的双叶片式PH一5型深层搅拌机。
送泵气压控制在0.2~0. 3 MPa,针对粘着力大、复搅困难的淤泥质粘上层,调整水泥喷量,桩下0~5m喷90kym,5~10m喷75 kg/m, 10~16m喷60 kg/m,静载试验结果表明该种喷量亦能满足单桩承载力设计值。