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談地基施工中如何應(yīng)用粉體攪拌法

時(shí)間:2024-07-31 05:53:00 理工畢業(yè)論文 我要投稿
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談地基施工中如何應(yīng)用粉體攪拌法

摘要:在軟弱土地基上的建筑物往往會出現(xiàn)地基強(qiáng)度和變形不能滿足設(shè)計(jì)要求的問題,因而常常需要采取措施,進(jìn)行地基處理。作為處理軟土地基手段之一的深層粉體攪拌樁,在我國土建工程中,已得到廣泛使用。

關(guān)鍵詞:粉體攪拌法;地基;施工
  
  1 粉體攪拌法的特點(diǎn)
  
  1.1 可根據(jù)不同加固土的性質(zhì)和需要達(dá)到的樁體要求,選用不同種類不同摻量的固化材料,目前常用的有水泥和石灰等。
  1.2 利用固化材料可提高加固土的早期強(qiáng)度,大大縮短工期,由于固結(jié)屈服應(yīng)力很大,故上部承重時(shí),不會產(chǎn)生固結(jié)沉降。
  1.3 施工機(jī)具簡單,設(shè)備小型便于操作。無振動和噪音對周圍土體無擠壓作用,可在建筑物、人口密集區(qū)鄰近施工。
  1.4 加工費(fèi)用低廉,技術(shù)效果明顯,可用于大范圍軟基處理。
  
  2 原理
  
  粉體攪拌是以石灰、水泥等粉體固化材料,通過專用的粉體攪拌機(jī)械用壓縮空氣將粉體送到軟弱地層中。憑借鉆頭葉片,在原位進(jìn)行強(qiáng)制攪拌,形成土和摻和料的混和物。使其產(chǎn)生一系列的物理——化學(xué)反映,從而形成柱狀加固體,提高土的穩(wěn)定性能和力學(xué)性能一般在摻入15%水泥的情況下,90天齡期的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度可達(dá)20MPa。
  
  3 施工工藝
  
  3.1 施工準(zhǔn)備
  3.1.1材料
 。1)粉體攪拌法目前主要使用的固化劑為石灰粉、水泥以及石膏及礦渣等,也可使用粉煤灰作摻和料。
 。2)粉體生石灰樁技術(shù)要求。①石灰應(yīng)該是細(xì)磨的,在攪拌過程中,為防止樁體中石灰聚集,石灰最大粒徑應(yīng)小于2mm。②石灰應(yīng)盡量選取純凈無雜質(zhì)的,石灰中氧化鈣和氧化鎂含量至少應(yīng)為8.5%,其中氧化鈣含量最好不低于80%。③石灰的儲存期,不宜超過三個(gè)月。④石灰的液性指數(shù)不低于70%。
   (3)石灰樁法(包括塊灰灌入法、粉灰攪拌法)常用摻合料是粉煤灰,也可摻入火山灰、鋼渣或黏土、采用摻合料后可防止石灰樁軟心。
   (4)石灰加摻合料比例通常為15%-30%,加大摻合料比例,使樁身強(qiáng)度提高較大,粉體材料為生石灰粉摻入3%,半水石膏適用于地基酸性反應(yīng)。
   (5)摻粉煤灰必然引起減少樁身吸水效果,對不追求石灰吸水脹發(fā)作用可增大粉煤灰摻量,最高摻量達(dá)80%-90%。
 。6)摻入30%細(xì)磨石灰粉,提高流塑狀輕亞黏土地基的加固效果。
  3.1.2作業(yè)條件
  (1)工作場地表層硬殼很薄時(shí),需先鋪填砂、礫石墊層,以便機(jī)械在場內(nèi)順利移動和施鉆,如場內(nèi)樁位有障礙物,例如木樁、石塊等應(yīng)排除。
 。2)機(jī)械設(shè)備配置:鉆機(jī)、粉體發(fā)送器、空氣壓縮機(jī)、攪拌鉆頭等。
  (3)根據(jù)地質(zhì)資料,通過原位測試及室內(nèi)試驗(yàn)取得地基土、灰土物理力學(xué)及化學(xué)指標(biāo),選取最佳含灰量,作為設(shè)計(jì)摻灰量,決定設(shè)置攪拌范圍,選擇樁長、截面及根數(shù)。
  3.2 操作工藝
  3.2.1 粉體噴射攪拌法是在軟土地基中輸入粉柱體加固材料,通過和原位地基土強(qiáng)制攪拌混合,使地基土和加固材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng),在穩(wěn)定地基土的同時(shí),提高強(qiáng)度的方法。
 。1)施工原理:由壓縮空氣輸送的加固材料通過攪拌葉片旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的空隙部位噴出,并隨著攪拌葉片的旋轉(zhuǎn)和原位地基土攪拌均勻混合一起,和加固材料分離后的空氣,就沿著攪拌軸,由軸與土的縫隙處排出地面。
 。2)固結(jié)原理:粉體噴射攪拌法使用的固化劑,主要有石灰、水泥,還有石膏及礦渣,可使用粉煤灰作為摻合料。
  通過固結(jié)反應(yīng)而形成穩(wěn)定的石灰粉體,在軟土中加入生石灰,生石灰和土中的水分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)成熟石灰,水分被吸收,起到了膠結(jié)作用,并產(chǎn)生熱量,柱體消化而產(chǎn)生體積膨脹1-2倍,促進(jìn)周圍土體的固結(jié)。
  拌入石灰后軟土物理性能起了變化,加灰后軟土液性指數(shù)隨含水量增加呈線性遞減,含水量小于50%的土加灰后,液性指數(shù)從原來流態(tài)進(jìn)入半固態(tài)或固態(tài),在穩(wěn)定壓力下壓縮量隨石灰粉含量增加而遞減,壓縮量減小達(dá)1/3,提高石灰柱體的強(qiáng)度。拌入石灰后增加軟黏土的滲透性,石灰柱在不同類型軟土中起到排水作用。
 3.2.2 粉體攪拌法工藝要求
  室內(nèi)試驗(yàn):在現(xiàn)場取回土樣與加固料均勻攪拌后制備灰土試件,具體按下面原則選擇:
 、佼(dāng)含水量為天然地基土含水量,養(yǎng)護(hù)齡期為7天,28天和90天。②當(dāng)含水量高于天然地基土含水量,含灰量可取10-15%。③當(dāng)含水量低于天然地基土含水量,含灰量可取6-10%。
  3.2.3 粉體噴射攪拌法施工工藝
  粉體噴射攪拌法是以機(jī)械強(qiáng)制攪拌土粉混合體,使灰土混合形成加固柱體。
  3.2.4 粉體攪拌加固形成
 。1) 制成獨(dú)立柱狀。
  (2) 連續(xù)搭接布置成壁狀。
  (3) 連續(xù)縱、橫網(wǎng)向搭接成塊狀。
  3.2.5 分體攪拌樁的排列和間距
 、俑鶕(jù)結(jié)構(gòu)要求的承載力,初步選定間距,從而定出加固范圍內(nèi)攪拌樁的數(shù)量以及每平方米內(nèi)攪拌樁所占的面積。②攪拌樁的排列一般呈等邊三角形,也可四方形布置,樁徑為0.5-1.5m,樁距約1m。
  3.2.6 粉體攪拌法施工順序
  樁體對位——下鉆——鉆進(jìn)——提升——提升結(jié)束。
  3.3 質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)
  3.3.1 保證項(xiàng)目
  使用材料的各種指標(biāo),包括含灰量、灰液性指數(shù)和外加劑品種摻量,必須符合設(shè)計(jì)要求。
  檢驗(yàn)方法:材料出廠證明、合格證、試驗(yàn)報(bào)告及施工日志。
  3.3.2 基本項(xiàng)目
 。1) 樁徑、深度及灰土質(zhì)量,必須符合設(shè)計(jì)要求。
  檢驗(yàn)方法:一般成樁后開挖樁體,測量樁身直徑、樁體連續(xù)均勻程度,要求黏結(jié)牢固,無孔洞、不松散、無裂隙、樁質(zhì)堅(jiān)硬、灰體強(qiáng)度高。在開挖出來的樁體中切取100×100×100MM立方體,在正常養(yǎng)護(hù)下進(jìn)行強(qiáng)度、壓縮試驗(yàn)。
 。2) 經(jīng)養(yǎng)護(hù)后進(jìn)行載荷試驗(yàn),試驗(yàn)樁體強(qiáng)度,要符合設(shè)計(jì)要求。
  檢驗(yàn)方法:采用十字型鋼排架、鋼筋砼地錨,用千斤頂加載或用重物加載法。
  3.4 施工注意事項(xiàng)
 。1)空壓機(jī)的壓力不需要很高,風(fēng)量不宜過大。
 。2)鉆機(jī)及桅稈安裝在載體上,在地面上進(jìn)行操作,要滿足耐壓力要求。
 。3)石灰(生)使用前一般用水熟化,是碳化作用產(chǎn)生放惹反應(yīng),可用下式表示:CaO H2O→Ca(OH)2 65.31K/mol。生石灰加水后放出熱量形成蒸汽,同時(shí)體積膨脹增大,體積增大是由于比重減少(生比重3:1,熟比重2:1)和質(zhì)地變?yōu)槭杷傻姆勰钏隆?
  石灰有次特性,在施工現(xiàn)場要設(shè)置石灰池,石灰粉要遮蓋,一防止飛粉污染,二防止遇雨水產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng),濺傷皮膚及眼睛,施工人員要配戴防護(hù)眼鏡。
 。4)鉆頭提升距地面30-50CM應(yīng)停止噴粉,以防溢出地面。
  
  參考文獻(xiàn)
  [1]?Nagar

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