粉喷桩即从不断回转的专用钻机的钻头向周围已被搅松的土中喷出水泥或生石灰粉，经叶片搅拌形成的桩体。粉喷桩的桩身无侧限抗压强度可达780～2000kPa。采用粉喷桩处理后的复合地基承载力可达160～180kPa，甚至更高。与钢筋混疑土桩相比，可节省大量的钢材，从而降低了造价，缩短了工期，具有良好的技术经济效益。经整理形成工法，以便推广应用。

一、工法特点

1．在软基中采用钻头搅拌钻孔成桩，对地基及周围建筑物扰动小，地表下沉得到控制，施工中振动小、噪声小，具有良好的社会效益。

2．无下沉坍落，作业安全可靠。

3．施工作业简便，机械设备容易解决。

4．以较小的投入即可达到理想的加固效果，成本低、效益高。

二、适用范围及条件

1．本工法适用于工业与民用建筑、市政、道路及港口、地下挡土结构等工程的软土地基处理。

2．适用于淤泥、饱和粘土、亚粘土等地基加固。

3．加固深度为20m，加固土强度标准值取90d龄期的无侧限抗压强度，一般可达到0．3～2．OMPa。

4．当地下水有侵蚀作用或加固的地基为泥碳土时，应通过实验确定其适应性，冬季施工应注意低温对加固效果的影响。

三、工艺原理

粉喷桩是用改制的螺旋钻机，将钻杆钻至设计要求的土层深度，钻头到达下部持力层后，用压缩空气将水泥粉或生石灰粉经钻杆内孔输送至钻头上特制的喷嘴，随同钻头旋转向四周土体喷射，同时钻杆以一定的速度提升。钻头上的叶片将其四周一定范围内的土体自下而上不断切割，使之疏松，并与水泥或生石灰粉搅拌混合胶结，硬化后即可形成一定直径的强度高于原土层的固结体。

水泥加固软土是基于水泥与加固土的物理化学反应。水泥颗粒表面矿物很快与土体中的水发生水解和水化反应，生成氢氧化钙、水化砖酸钙、水化铝酸钙、水化铁酸钙。水泥的各种水化物生成后，有的自身继续硬化，形成水泥石骨架，有的与周围具有一定活性的粘土颗粒发生反应，形成水泥土的团粒结构，并封闭各土团之间的孔隙，形成坚硬的联结体。拌人水泥七天后，土颗粒周围充满水泥凝胶体，一个月后，充填到颗粒间的孔隙中，形成网状结构，五个月时，纤维状结晶辐射向外伸展，产生分叉，并相互连接形成空间网状结构，增加土体强度。

四、施工设备

(一)      粉喷桩机

该机主要由液压步履式底架、井架和导向加减压机构以及钻机传动系统、钻具、液压系统、喷粉系统、电气系统等部分组成，其结构外形见图1。

(二)机具设备

粉喷桩施工需用的机具设备见表1。

序号

名称

规格、型号

单位

数量

1

粉喷桩机

PH-SA型或其它型号

台

1

2

喷粉机

1.3m3

台

1

3

空压机

16m3/min

台

1

4

翻斗车

It

台

2

五、施工工艺

(一)施工程序(见图2)

(二)关键技术及操作方法

1、关键技术

本工法的关键技术是喷粉，即将粉体成桩固比剂用压缩空气输送到钻头并射到土层中去。喷粉直接关系着成桩的质量

喷粉操作一般在喷气操作后进行，其操作程序是：开通喷粉球阀和蝶阀、关闭喷气阀，按下无级变速器电机启动按钮，使旋转供料器运料到喷射管，喷人土层。以上操作要求迅速连贯，一气呵成。

2．操作方法

(1)对正桩位，调平桩机机身，保证桩的垂直度，启动主电机下钻，待搅拌钻头接近地面时，启动空压机送气。继续钻进。

(2)钻到设计孔深时，停止钻进，钻头反转，但不提升。实际工作中钻进深度D由深度尺盘按

D=H+a1+a2确定。其中H为设计加固深度；al为搅拌钻头喷射口与地面平行时深度尺盘的读数，可事先调整为a1=0；a2为机身调平后，桩机横移槽距地面的高度(见图3)。

(3)打开送料阀门，关闭送气阀门，喷送加固粉料。

(4)确认加固粉料已到桩底后，提升搅拌钻头。为便于控制成桩质量，一般不得使用Ⅲ档提升。

 

图1粉喷桩机结构示意图正面

图2工艺流程

图3设计深度定位示意图

(5)提升到设计标高时，停止喷粉。停止喷粉深度应结合搅拌提升的速度确定，见表2。

表2停止喷粉深度

提升档位

I

Ⅱ

Ⅲ

设计停粉深度／m

0.55

0.60

0.65

(6)打开送气阀，关闭送料阀，但空压机不要停机，搅拌钻头提升到桩顶时，停止提升，在原位转动两分钟，以保证桩头的均匀密实。

(7)搅拌钻头再钻至设计桩底深度，进行第二次搅拌。

(8)将搅拌钻头提出地面，停止主电机，空压机，填写施工记录。

(9)移动桩机到下一个桩位。

3．操作要点

(1)机身调平以钻杆是否垂直为依据，实际操作时可用铅锤吊线，必要时可在机身设置激光对中仪进行控制。

(2)喷粉或喷气时，当气压达到0．45MPa时，管路可能堵塞，此时应停止喷粉，将钻头提至地面，切断空压机电源，停止送气。查明堵塞原因，予以排除。

(3)钻头钻至设计深度，应有一定滞留时间，以保证加固粉料到达桩底。一般在开工前通过观察确定滞留时间。当用30m送料管时，滞留时间为2～4分钟。

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