粉喷桩在高速公路软基处理中的应用
日期:2008-09-13来源:作者:cghua2006
摘要:本文介绍了粉喷桩加固软基的原理、特点、施工工艺、质量检测方法,并提出了存在的问题。
关键词:粉喷桩 软基处理
1、引言
高速公路软基处理的主要目的是解决路堤的稳定和变形,而变形又是主要的。软土的特点是强度低、变形量大且持续时间长,含水量大且透水性差。这些特点引发了路基沉降过大、路面开裂、桥头跳车、路堤变形失稳等质量病害。因此研究解决路基沉降是确保高速公路建设水平的主要措施之一。
道路的软基处理,过去以排水固结法为主,用塑料排水板作为排水通道,路堤填方作为预压荷载,是行之有效的,经济实惠的办法。但是要满足沉降要求,等超载预压的时间要相当长,这往往与建设工期相矛盾,而采用粉喷桩加固高速公路的路基,在满足设计的前提下,则大大缩短工期。大量的工程实践证明,粉喷桩是目前解决高速公路路基沉降过大比较好的方法。
2、粉喷桩加固原理及特点
粉喷桩是深层搅拌法加固软土地基的一种,主要适用于处理淤泥、淤泥质土、粉土等。粉喷桩加固软基的原理比较复杂,当在软土地基中掺入粉体加固料时,通过和原位地基土的强制搅拌混合,使地基土和加固料之间发生固结、水化等一系列反应,在短期内便可形成稳定的固结土,从而提高了地基的强度。大量试验结果表明,加灰后软土的液性指标降低使土从原来的流塑状态进入半固态或固态,提高了土的强度。压缩量成倍减少,压缩系数减小,变形模量增大,无侧限抗压强度明显提高。大量的室内试验证明,软土经与水泥等加固料搅拌后,其物理力学性质有了明显的改善,在提高地基承载力,减小地基沉降,作用是肯定的。
粉喷桩的特点是:加固软基时只在地基中喷入粉料,不需向地基土体注入水分,并能通过化学作用充分吸收周围水分,这时含水量较高的软土,提高初期强度尤为明显。可按照不同地基土的性质,按设计所要求的地基强度,合理选择加固料种以及具体配方,设计不同形式的布桩和数量。这种工法能较大幅度减少地基沉降量,提高地基承载力,且无需预压,大大缩短工期,并对周围环境无不良影响。
3、粉喷桩施工工艺
3.1施工机械
? 钻机 国内有厂家生产粉喷钻机,钻头直径一般为500mm,地基加固深度达18m左右,具有正向钻进和反转提升功能,提升力大,并能实现匀速变速提升和钻进,液压步履式纵横向行走。
? 粉体发送器 是定时定量发送粉喷材料的关键设备。由空压机输来的风,通过节流阀调节风量大小,进入“气水分离器”,使压缩空气中的气水分离。然后,“干风”到达粉体发送器喉管与“转鼓”定量输出的粉体混合,进入钻机的“旋转龙头”,通过空心钻杆,喷入地下。粉体的定量输出,是由控制转鼓的转速来实现,粉体的掺入量则需根据试验确定。施工时是通过控制钻机提升速度、钻进速度来实现的。但实际上控制气固二相流量是相当困难的。通过不断的研究,已制造出装在灰罐下部的电子称和装在旋转龙头上的射频导纳气固双相流计量仪的共同工作较好地解决了更多问题,有效控制了粉体计量,确保了粉喷桩的质量。
? 空压机 粉体喷出的风源。根据地质条件和加固深度来选择适宜的型号。
? 钻头 凭借钻头叶片的搅拌作用,使粉土混合,钻头在反转提升时,对桩中土体有挤密作用。
3.2施工工艺
粉喷桩施工工艺流程见图1。
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