水泥攪拌樁施工

水泥攪拌樁施工深層攪拌法（濕法）的施工施工機(jī)械準(zhǔn)備深層攪拌法的施工機(jī)械設(shè)備包括深層攪拌機(jī)和配套設(shè)備兩部分。深層攪拌機(jī)是進(jìn)行深層攪拌施工的關(guān)鍵機(jī)械。目前，國外有中心管輸漿方式和葉片噴將方式。后者是水泥從葉片上若干個小孔噴出，使水泥和土體混合較均勻。對于大直徑葉片和連續(xù)攪拌是適用的。但但因噴漿孔小，易被漿液堵塞，故它只能使用純水泥漿而不能采用其他固化劑，且加工制造較復(fù)雜。中心管輸漿方式中的水泥漿是從兩根攪拌軸之間的另一根管子輸出，這對于葉片直徑在1.0m以下時，并不影響攪拌均勻度；而且它還可以使用多種固化劑，純水泥漿，水泥砂漿，甚至可以參入工業(yè)廢料等粗粒固化劑。中心管輸漿方式深層攪拌機(jī)組成部分：動力部分—潛水電機(jī)（2×30KW），齒輪減速器；灰漿伴制機(jī)—般用兩臺輪流供料；集料斗，灰漿泵—出口由壓力膠管與輸漿管相連；電氣控制柜。葉片噴漿方式深層攪拌機(jī)組成部分：動力部分—2×30KW電機(jī)，各連接齒輪減速器攪拌軸和輸漿管—使水泥由中空軸經(jīng)攪拌頭葉片，沿旋轉(zhuǎn)方向輸入土中；攪拌頭—其上設(shè)置攪拌葉片，噴漿葉片，噴漿葉片上開有3個尺寸相同的噴漿口。其配套機(jī)械：灰漿計；量配料裝置—灰漿伴制機(jī)2臺，集料斗，灰漿泵，電磁量計。施工工藝深層攪拌法的施工工藝流程如圖2.9所示。定位。起重機(jī)（或塔架）懸吊攪拌機(jī)到達(dá)指定樁位并對中。當(dāng)?shù)孛嫫鸱黄綍r，應(yīng)使起吊設(shè)備保持水平。攪拌下沉。待攪拌機(jī)得冷卻水循環(huán)正常后，啟動攪拌機(jī)電機(jī)，放松起重機(jī)鋼絲繩，是攪拌機(jī)沿導(dǎo)向架攪拌切土下沉，下沉的速度可由電機(jī)的電流監(jiān)測表控制。工作電流不應(yīng)大于70A。如果下沉速度太慢，可從輸漿系統(tǒng)補(bǔ)給清水以利鉆進(jìn)。制備水泥漿。待攪拌機(jī)下沉到一定深度時，既開始按設(shè)計確定的配合比伴制水泥漿，壓漿前將水泥漿倒入集料斗中。提升噴漿攪拌。攪拌機(jī)下沉到達(dá)設(shè)計深度后，開啟灰漿泵將水泥漿壓入地基中，邊噴漿邊旋轉(zhuǎn)，同時嚴(yán)格按照設(shè)計確定的提升速度提升攪拌機(jī)。重復(fù)上下攪拌。攪拌機(jī)提升至設(shè)計加固深度的頂面高程時，集料斗中的水泥漿應(yīng)正好排空。為使軟土和水泥漿攪拌均勻，可再次將攪拌機(jī)邊旋轉(zhuǎn)邊伸入土中，至設(shè)計加固深度后再將攪拌機(jī)提升出地面。清洗。向集料斗中注入適量清水，開啟灰水泵，清洗所有管路中殘留的水泥漿，直到基本干凈。位移。重復(fù)上述（1）~（6）步驟，再進(jìn)行下一根樁的施工。施工注意事項施工現(xiàn)場應(yīng)保持平整，必須清除地上和地下一切障礙物，暗塘及場地低洼時應(yīng)抽水和清淤，分層夯實時應(yīng)回填粘性土料，不得回填雜填土或生活垃圾。開機(jī)前必須調(diào)試，檢查樁基運(yùn)轉(zhuǎn)和輸料管暢通情況。根據(jù)施工經(jīng)驗，水泥土攪拌法在施工到頂端0.3~0.5時，因上覆土壓力較小，使攪拌質(zhì)量較差，故其場地整平高程應(yīng)設(shè)計確定的基地高程再高出0.3~0.5m攪拌樁的垂直度偏差不得超過1%，樁位布置偏差不得大于50mm，樁徑偏差不得大于4%,成樁直徑和樁長不得小于設(shè)計值。施工前應(yīng)確定攪拌機(jī)械的灰漿泵輸漿量，灰漿經(jīng)輸漿管到達(dá)攪拌機(jī)噴江口的時間和起吊設(shè)備提示速度等施工參數(shù)，并根據(jù)設(shè)計要求和通過成樁試驗，確定攪拌機(jī)得配比等各項參數(shù)和施工工藝。宜用流量泵控制輸漿速度，使注漿泵出門壓力保持在0.4~0.6MPa，并應(yīng)使攪拌提升速度與輸漿速度同步。制備好的漿液不得產(chǎn)生離析，泵送必須連續(xù)。水泥漿應(yīng)在制漿機(jī)中不斷攪拌，直到壓漿時才可緩慢地將其注入集料斗中。拌制漿液的罐數(shù)，固化劑和外摻劑的用量以及泵送漿液的時間等應(yīng)有專人記錄。為保證樁端施工質(zhì)量，當(dāng)漿液達(dá)到出漿口，應(yīng)噴漿座底30s，使?jié){液完全到達(dá)樁端。特別是設(shè)計中考慮樁端承載力時，這點(diǎn)尤為重要。預(yù)攪拌下沉?xí)r不宜水沖，當(dāng)遇到較硬土層下沉太慢時，方可適量沖水，但應(yīng)考慮沖水成樁對樁身強(qiáng)度的影響。通過復(fù)噴的方式達(dá)到樁身強(qiáng)度為參變數(shù)的目的。攪拌次數(shù)以噴漿1次，攪拌2次或噴漿2次，攪拌3次為宜，且最后一次提升攪拌宜采用慢速提升。當(dāng)噴漿口到達(dá)樁頂高程時，宜停止提升，攪拌數(shù)秒，以保證樁頭得均勻密實。施工因故停水，宜將攪拌機(jī)下沉停漿點(diǎn)一下0.5m，待恢復(fù)供漿時再噴漿提升，若停機(jī)超過3h，為防止?jié){液硬結(jié)堵塞，宜先拆卸輸漿管路，清洗干凈。壁狀加固時，樁與樁的搭接時間不應(yīng)大于24h，如應(yīng)特殊原因超過上述時間時，應(yīng)對最后一根樁先進(jìn)行空鉆留出以使下一批樁搭接。如間歇時間太長（停電等）與第二根無法搭接時，應(yīng)在設(shè)計和建設(shè)單位認(rèn)可后，采取局部補(bǔ)樁或注漿措施。攪拌機(jī)凝漿提升的速度和次數(shù)必須符合施工工藝的要求，應(yīng)有專人記錄攪拌機(jī)每下沉和提升1m的時間。深度記錄誤差不得大于100mm，時間記錄誤差不得大于5s。常見問題攪拌法施工中常見的問題和處理方法見表2.4.表2.4深層攪拌法施工中常見問題和處理方法常見問題發(fā)生原因處理方法預(yù)攪下沉困難，電流值高，電機(jī)跳閘eq\o\ac(○,1)電壓偏低eq\o\ac(○,2)土質(zhì)硬，阻力太大eq\o\ac(○,3)遇大石塊，樹根等障礙物eq\o\ac(○,1)遇高電壓eq\o\ac(○,2)適量沖水或壓漿eq\o\ac(○,3)挖除障礙物攪拌機(jī)下沉不到預(yù)定深度，但電流不高土質(zhì)粘性大，攪拌機(jī)自重不夠增加攪拌機(jī)自重或開動力加壓噴漿未到設(shè)計樁頂面（或底部樁端）高程，集料斗漿液已排空eq\o\ac(○,1)投料不準(zhǔn)確eq\o\ac(○,2)灰漿泵磨損漏漿eq\o\ac(○,3)灰漿泵輸漿量太大eq\o\ac(○,1)重新標(biāo)定投料量eq\o\ac(○,2)檢修灰漿泵eq\o\ac(○,3)重新標(biāo)定灰漿輸漿量噴漿到設(shè)計位置集料斗中剩漿液過多eq\o\ac(○,1)伴漿加水過多eq\o\ac(○,2)輸漿管路部分阻塞eq\o\ac(○,1)重新標(biāo)定伴漿用水量eq\o\ac(○,2)清洗輸漿管路輸漿管堵塞爆裂eq\o\ac(○,1)輸漿管內(nèi)有水泥結(jié)塊eq\o\ac(○,2)噴漿口球閥間隙太大eq\o\ac(○,1)拆洗輸漿管eq\o\ac(○,2)使噴漿口球閥間隙適當(dāng)攪拌鉆頭和混合土同步旋轉(zhuǎn)eq\o\ac(○,1)灰漿濃度過大eq\o\ac(○,2)攪拌葉片角度不適宜eq\o\ac(○,1)重新標(biāo)定漿液水灰度eq\o\ac(○,2)調(diào)整葉片角度或更換鉆頭（二）粉體噴射攪拌法（干法）粉體噴射攪拌法（簡稱粉碰法，又稱干法）是利用壓縮空氣向軟土輸送和噴射干粉（生石灰粉，水泥干粉等），利用干粉與土拌和發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，改善土質(zhì)，提高地基的強(qiáng)度，它屬于化學(xué)加固方法。加固后，可增加路基的穩(wěn)定，減少路基的沉降。這種技術(shù)使得施工能在解決了干粉連續(xù)輸送，壓縮空氣與干粉在土中分離以及土中空氣排出等技術(shù)問題后得以進(jìn)行。壓縮空氣將粉體加固料以霧狀噴入地基深部，憑借鉆頭葉片的旋轉(zhuǎn)，使粉體加固料與原位軟土攪拌并得到充分混合，形成樁體或墻體，與路基下軟土形成復(fù)合路基，從而使軟土硬結(jié)。水泥干粉與軟土攪拌后形成水泥加固土，它與混凝土的硬化機(jī)理有所不同。水泥加固土，水泥參量很?。▋H是被加固土的7%~15%）,水泥的水解和水化反應(yīng)完全是在具有一定的活性介質(zhì)—軟土—內(nèi)進(jìn)行，硬化速度緩慢且作用復(fù)雜。水泥顆粒表面的礦物質(zhì)能與軟土中活性的粘土顆粒發(fā)生反應(yīng)。這些新生的化合物在水中賀空氣中越勻，則水泥土的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的離散性越小，總體強(qiáng)度越高。粉體噴射攪拌法適合于加固各種成因的飽和土和軟粘土，目前國內(nèi)常用于加固淤泥，淤泥質(zhì)土，軟土，雜填土等含水量較高的粘性土，廣泛應(yīng)用于公路地基，機(jī)場，鐵路，水壩，港口和工業(yè)與民用建筑工程中。以干粉作為加固料時，不需向地基注入附加水分，反而能充分吸收周圍軟土中的水分，因而初期強(qiáng)度高?？梢允孪群侠磉x擇加固料及配合比，針對不同的地質(zhì)情況靈活設(shè)計樁徑，樁長及樁距，可大大降低地基沉降量。材料要求粉體噴射攪拌法同常用水泥，生石灰粉，粉煤灰等作為加固料，其質(zhì)量規(guī)格應(yīng)滿足以下要求。生石灰eq\o\ac(○,1)生石灰應(yīng)是磨細(xì)的。在攪拌過程中，為防止樁體中石灰聚集，石灰粒徑宜小于0.5mm，最大粒徑應(yīng)小于2mm。eq\o\ac(○,2)石灰應(yīng)純凈純凈無雜質(zhì)，石灰中氧化鈣和氧化鎂的總含量不小于85%,其中氧化鈣含量不應(yīng)低于80%。eq\o\ac(○,3)石灰粉的液性指數(shù)不低于70%水泥。水泥采用的普通水泥或礦渣水泥應(yīng)是國家免檢產(chǎn)品，嚴(yán)禁使用過期，受潮，結(jié)塊，變質(zhì)的劣質(zhì)水泥。粉煤灰。粉煤灰化學(xué)成分中要求二氧化硅和三氧化鋁的含量應(yīng)大于70%，燒失量應(yīng)小于10%，也可以用石膏粉作為添加劑，有利于強(qiáng)度的提高。施工實際使用的固化劑和添加劑必須通過室內(nèi)試驗檢驗，符合設(shè)計要求后方能使用。機(jī)械設(shè)備粉體噴射攪拌法的施工機(jī)械主要是鉆機(jī)，粉體發(fā)送器，空氣壓縮機(jī)和攪拌鉆頭等。鉆機(jī)。鉆機(jī)是粉體噴射攪拌法施工的主要機(jī)械。為便于運(yùn)輸，鉆機(jī)及桅桿架可安裝在載體（如汽車）上，也可以用汽車單獨(dú)運(yùn)至工地后，移植于地面上進(jìn)行操作，它必須滿足：eq\o\ac(○,1)動力大，扭矩大，適合大直徑鉆頭成樁。鉆頭直徑一般為500mm。eq\o\ac(○,2)具有正向鉆進(jìn)，反轉(zhuǎn)提升的功能。eq\o\ac(○,3)題升力大，并能實現(xiàn)勻速提升。粉體發(fā)送器。粉體發(fā)送器是定時設(shè)置發(fā)送粉體材料的設(shè)備，它是粉體噴射攪拌法加固軟土地基施工機(jī)械中的關(guān)鍵設(shè)備。粉體發(fā)送器的工作原理如圖2.10所示。工作時，由空氣壓縮機(jī)輸入壓縮空氣，通過節(jié)流閥調(diào)節(jié)風(fēng)量的大小，進(jìn)入“氣水分離器”，使壓縮空氣中的氣水分離。然后，“干風(fēng)”到達(dá)粉體發(fā)送器喉管，與“轉(zhuǎn)鼓”定量輸出的粉體材料混合，形成氣粉混合體，進(jìn)入鉆機(jī)的“旋轉(zhuǎn)龍頭”，通過空心鉆桿噴入地下。粉體的定量輸出由控制轉(zhuǎn)鼓的轉(zhuǎn)速來實現(xiàn)。施工前必須按照加固工程的地質(zhì)條件，通過室內(nèi)試驗，找出粉體參入量（如石灰粉的最佳摻入量，采用相當(dāng)于土量得4%~5%）。根據(jù)施工時鉆機(jī)的提升速度，鉆機(jī)的轉(zhuǎn)速，攪拌鉆頭的類型，選用合理的粉體發(fā)送量?？諝鈮嚎s機(jī)。粉體噴射法的粉體噴出，以空氣壓縮機(jī)作為風(fēng)源。空氣壓縮機(jī)的選型，主要由加固工程的地質(zhì)條件和加固深度確定。粉體噴射攪拌法與旋噴法（CCP工法）不同。粉體噴射攪拌法是以機(jī)械強(qiáng)制攪拌，氣粉混合體只需克服灰口處土及地下水阻力而噴入土中，通過攪拌葉片的機(jī)械攪拌作用，使灰，土混合，形成加固柱體；旋噴法則是依靠壓脈沖泵所噴射的高壓水來破壞土層的，因此，粉體噴射法所用空氣壓縮機(jī)的壓力不需要很高。此為，空氣壓縮機(jī)得風(fēng)量也不宜太大。攪拌鉆頭，粉體噴射攪拌法憑借攪拌鉆頭葉片的攪拌作用使灰粉與軟土混合。因此，攪拌鉆頭的形狀直接影響灰，土的攪拌效果。鉆頭的形式應(yīng)保持反向旋轉(zhuǎn)提升時。對柱中土體有壓密作用，而不是使灰，土向地面翻升而降低柱體質(zhì)量。計量裝置。計量裝置用于監(jiān)測粉噴樁施工中粉體的輸入量的連續(xù)性及均勻性，即使掌握鉆機(jī)在粉噴過程中噴入軟土層的水泥數(shù)量，它能逐段，按層分析粉體的輸入量，通過安裝在粉體發(fā)送機(jī)上的調(diào)孔裝置，使輸入量能滿足設(shè)計要求，并能自動記錄，打印。施工現(xiàn)場準(zhǔn)備施工機(jī)械設(shè)備進(jìn)場前，必須做好下列施工場地準(zhǔn)備工作：施工機(jī)械進(jìn)場的道路條件。對道路及橋梁的要求，一般應(yīng)滿足10t卡車及汽車吊機(jī)得行走要求。電力供應(yīng)。一臺粉噴樁施工機(jī)械其用電功率為50KW，在沒有電源的地區(qū)，應(yīng)配備75KW柴油發(fā)電機(jī)組。查明障礙物。地下有無大石塊，樹根，地下管線等，空中有無高壓線。障礙物均應(yīng)被提前清除。料庫及工具間。施工現(xiàn)場的料庫及工具間應(yīng)便于加固料的運(yùn)輸及工作方便，并有防火，防盜設(shè)施。施工現(xiàn)場。地面土質(zhì)較差，承載力較低時，應(yīng)鋪設(shè)山皮土或碎石墊層，以滿足施工機(jī)械場地的行走要求。施工工藝場地的清理。工作場地表層硬殼很薄時，需先鋪石層，土干燥土墊層，厚50cm左右，以便機(jī)械在場內(nèi)順利移動和施鉆。不宜鋪墊碎石材料，以免給施鉆造成困難。如果場地填有石質(zhì)材料或植有樹木，需將石質(zhì)材料，樹木及其根部挖除，應(yīng)做到“三通一平”，為順利施工打下基礎(chǔ)放樣定位。用經(jīng)緯儀將樁位精確放樣，標(biāo)出沒根樁的位置。鉆機(jī)就位。根據(jù)確定的加固樁位置，移動鉆機(jī)，準(zhǔn)確對孔，水平對孔誤差不得大于50mm，鉆機(jī)主軸垂直度誤差不應(yīng)大于1%.鉆孔。啟動攪拌鉆機(jī)，鉆頭邊旋轉(zhuǎn)邊鉆進(jìn)。根據(jù)施工要求，以檔逐級加速的順序，正轉(zhuǎn)預(yù)攪下沉。鉆至接近設(shè)計深度時，應(yīng)低速慢鉆，鉆機(jī)應(yīng)原地鉆動1~2min。為了不堵塞噴射口，不噴射加固材料而是噴射壓縮空氣，鉆進(jìn)一定深度啟動又一次，將泥沙從噴射口吹出。鉆進(jìn)時噴射壓縮空氣，可是鉆進(jìn)順利，負(fù)載扭矩小。鉆孔深度由鉆機(jī)上面的刻度盤指示（刻度盤上有指針指明鉆孔深度），裝誤差不得大于±100mm，垂直偏差不超過1.5%。提升噴粉攪拌。當(dāng)鉆機(jī)達(dá)到設(shè)計高程后，既開啟空壓機(jī)連接水泥罐的閥門。邊提升鉆桿邊噴水泥（水泥是通過空壓機(jī)與鉆桿頂部用橡皮膠管連接，靠空氣壓力，使水泥從鉆桿內(nèi)孔穿過，由麻花鉆頭中部小孔噴射），直至孔口。在確認(rèn)加固料已噴至孔底時，按0.5m/min的速度反轉(zhuǎn)提升。當(dāng)提升到設(shè)計?；腋叱毯螅瑧?yīng)低速原地攪拌1~2min。沿深度方向加固材料的混合量，根據(jù)發(fā)送器輸出的加固材料數(shù)量與攪拌葉片提升速度