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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(huì)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(huì)產(chǎn)生固結(jié)沉降。
1.3 施工機(jī)具簡(jiǎn)單，設(shè)備小型便于操作。無振動(dòng)和噪音對(duì)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(chǔ)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(duì)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(chǎng)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(chǎng)內(nèi)順利移動(dòng)和施鉆，如場(chǎng)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(cè)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(zhǎng)、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(chǎng)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：
①當(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
①根據(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(duì)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(cè)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(chǎng)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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