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岩土研究院

粉体喷射搅拌法施工方法

332 2022-05-06 15:33:57

粉体喷射搅拌法的特点

粉体喷射搅拌法施工使用的机械和配套设备有单搅拌轴和双搅拌轴的二种机型,二者的施工工艺相似,都是利用压缩空气通过固化材料供给机的特殊装置,携带着粉体固化材料,经过高压软管和搅拌轴输送到搅拌叶片的喷嘴喷出。借助搅拌叶片旋转。 在叶片的背面产生空隙,安装在叶片背面的喷嘴将压缩空气连同粉体固化材料一起喷出。喷出的混合气体在空隙中压力急剧降低,促使固化材料就地粘附在由旋转产生空隙的土中,旋转到半周、另一搅拌叶片把土与粉体固化材料搅拌混合在一起。与此同时,这只叶片背后的喷嘴将混合气体喷出。这样周而复始地搅拌、喷射、提升(有的搅拌机安装二层搅拌叶片,使土与粉体搅拌混合得更为均匀)。与固化材料分离后的空气传递到搅拌轴的四周,上升到地面释放掉。如果不让分离的空气释放出将影响减压效果。因此。搅拌轴外形一般多呈四方、六方或带棱角形状。

施工机械和设备

粉体喷射搅拌机械一般由搅拌主机、粉体固化材料供给机、空气压缩机、搅拌翼和动力部分等组成。

一、国外几种粉体喷射搅拌施工机械性能国外几种粉体喷射搅拌施工机械性能见表 13-1。二、GPP-5型粉体喷射搅拌机

它是一种步履式移位的钻机,是铁道部第四勘测设计院于1984年利用 DPP-100汽车钻机改制的,技术性能见表13-2。

施工工序

一、施工流程

1.放样定位;

2.移动钻机,准确对孔。对孔误差不得大于 50mm;

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、Ⅱ档逐级加速的顺序,正转预搅下沉。钻

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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于燥,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。当提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.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。

二、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;明暗浜分布、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a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可按式(13-1)计算∶

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三、粉体材料及掺合量

使用粉体材料,除水泥以外,还有石灰、石膏及矿渣等,也可使用粉煤灰等作为播加料。在国内工程中使用的主要是水泥材料,宜选用新的 425 号普通硅酸盐水泥。其掺合量常为180~240kg/m³;若使用低于 425号普通硅酸盐水泥或选用矿渣水泥、火山灰水泥或其他种水泥时,便用前须在施工场地内钻取不同层次的地基十。在室内做各种配合比试验;若用石灰粉体作固化材料,石灰应磨细,其粒径小于0.5mm,纯净无杂质,氧化钙和氧化镁的总含量不小于 85%,其中氧化钙含量不宜低于80%,石灰的流性指数不低于70%。

施工中须注意的事项

1.施工机械、电气设备、仪表仪器及机具等,在确认完好后方准使用。

2.在费筑物旧址或同填教筑垃圾地区施工前。应预先进行拼位探测,并清除已擦明的障碍物。

3∶桩体施工中,若发现钻机不正常的振动、晃动、倾斜、移位等现象。应立即停钻检查。必要时应提钻重打。

4.施工中应随时注意喷粉机和空压机的运转情况∶压力表的显示变化s送灰情况。当送灰过程中出现压力连续上升,发送器负载过大,送灰管或间门在轴具提升中途堵塞等异常情况,应立即判明原因,停止提升,原地搅拌。为保证成桩质量,必要时应予复打。堵管的原因除漏气外,主要是水泥结块。施工时不允许用已结块的水泥,并要求管道系统保持干燥状态。

5.在送灰过程中,如发现压力突然下降、灰健如不上压力等异常情况,应停止提升,原地搅拌,及时判明原因。若由于灰罐内水泥粉体已喷完或容器、管道漏气所致。应将钻具下沉到一定深度后,重新加灰复打。以保证成桩质。有经验的施工监理入员往往从高压送粉胶管的颤动情况来判明送粉的正常与否。检查故障时,应尽可能不停止送风。

6.设计上要求搭接的桩体。须连续施工,一般相邻桩的施工间隔时间不超过 8h。若因停电、机械故障回超过允许时间,应征得设计部门同意,采取适宜的补救措施。

7.在 SP-3型粉体发送器中有一个气水分离器。用于收集因压缩空气膨胀回降温所产生的凝结水。施工时应经常排除气水分离器中的积水,防范因水分进入钻杆面堵塞送粉通道。

8.喷粉时灰罐内的气压比管道内的气压高 0.02~0.05MPa,以确保正常送粉。

9.对地下水位较深、基底标高较高的场地,或喷灰量较大、停灰面较高的场地,施工时应加水或施工区及时地回加水,以使桩头部分固化剂充分水解水化反应,以防桩头呈疏松状态。

10.若遇土体含水量很高、强度低的软弱土、出现液化的粉土,可在向下钻进搅拌的同时,喷射粉体回化材料,改善土的稠度,防止由于压缩空气的脉动使粉土液化。