1 在古建筑裝修中粉噴樁的加固原理
采用噴粉樁機(jī)成孔,用壓縮空氣將水泥粉體輸送到鉆頭,以霧狀噴射到加固地基的土層中,借助鋁
頭葉片的旋轉(zhuǎn)均勻攪拌,以便充分混合,形成水泥土樁體,并與原地基構(gòu)成復(fù)合地基,最終達(dá)到加固軟
弱地基的目的。復(fù)合地基的承載力可按下公式計(jì)算:
2.1 設(shè)備
采用PH-5型或其他型號的粉噴機(jī)。粉噴機(jī)主要由液壓步履式低架、井架、導(dǎo)向減壓機(jī)構(gòu)、鉆機(jī)傳動
系統(tǒng)、鉆機(jī)、液壓系統(tǒng)、噴粉系統(tǒng)和電氣系統(tǒng)等組成。
工序流程為:機(jī)械就位→對準(zhǔn)樁位→調(diào)平機(jī)身→啟動主甩機(jī)鉆進(jìn)→鉆頭接近地面時,啟動空氣機(jī)送
氣→鉆至設(shè)計(jì)深度時停止鉆進(jìn),并反轉(zhuǎn)鉆頭→打開送料閥→關(guān)閉送氣閥→啟動噴送加固粉料→加固粉料
到達(dá)樁底后,打開送氣閥→關(guān)閉送料閥→將攪拌鉆頭邊旋轉(zhuǎn)邊向下鉆至設(shè)計(jì)深度→提升攪拌鉆頭→據(jù)設(shè)
計(jì)要求確定樁頭部位是否復(fù)打和復(fù)打深度→將攪拌鉆頭提升至地面→關(guān)閉主電機(jī)、空壓機(jī)→攪拌成樁。
2.2 施工要點(diǎn)
施工中具體要注意以下7點(diǎn):①機(jī)身調(diào)平工序應(yīng)以鉆桿是否垂直為依據(jù),在實(shí)際操作時可采用鉆錘吊
線法從正面和側(cè)面調(diào)整,必要時可在機(jī)身安裝激光對中儀等設(shè)備。②噴粉或噴氣時,噴粉壓氣一般在0.3
~0.4 MPa之間,如果氣壓達(dá)到0.45 MPa以上,則噴送管路可能會出現(xiàn)堵塞,此時應(yīng)立即停止噴粉,
斷開空氣壓縮機(jī)的電源停止送氣,并將鉆頭提升至地面,查明堵塞原因并排除故障。值得注意的是,鉆
頭未提至地面前不能停止送氣。③在鉆頭鉆至設(shè)計(jì)深度時,應(yīng)停滯一段時間,以保證加固粉料送至樁底
。一般在開工前,通過觀察確定停滯時間,采用的30 m送料管時,停滯時間一般在2~4 min之間。④
在整個制樁過程中,一定要保證邊噴粉邊提升的連續(xù)作業(yè),鉆頭提升速度=單樁加灰量÷噴粉速度·樁長
。在空氣溫度高、粉體流動性差、噴氣壓力大或單位樁長噴粉量大時,還應(yīng)開通灰罐進(jìn)氣球閥,以加壓
罐料。如果出現(xiàn)斷粉現(xiàn)象,則應(yīng)及時補(bǔ)噴,補(bǔ)噴重疊長度不應(yīng)<0.5 m。⑤粉體固化劑入罐時必須經(jīng)篩網(wǎng)
過篩。水泥可采用不同的品種,比如普通的硅酸鹽水泥、礦碴水泥和火山灰水泥等。一般采用425或525
標(biāo)號的水泥,摻入量應(yīng)在7%~15%之間。當(dāng)水泥標(biāo)號提高100號時,水泥土的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度會增加
20%~30%.⑥開始噴粉時,應(yīng)將電子稱顯示屏置零,并使噴粉過程在電子計(jì)量顯示下進(jìn)行。在攪拌噴粉
時,記錄人員應(yīng)隨時觀察電子稱的變化,以保證本階段噴粉的均勻性。⑦在粉噴樁攪拌下沉?xí)r,應(yīng)盡量
不采用水沖下沉,當(dāng)遇到硬土層或下沉太慢時,可適量沖水。在噴粉提升前,必須將噴漿管內(nèi)的水排凈
。在沖水成樁時,水會對樁強(qiáng)度產(chǎn)生影響,當(dāng)土層的含水量增加10%時,水泥土的強(qiáng)度會降低10%~
15%.
對于經(jīng)過加固的復(fù)合地基,可采用釬搽、面波測試、樁基無損動測、靜載試驗(yàn)、抽芯檢驗(yàn)、樁身抗
壓強(qiáng)度、靜載試驗(yàn)等檢測方法。
3.1 釬探
采用質(zhì)量為10 kg的穿心錘,自由落距為50 cm,將探頭連續(xù)擊入土中,記錄探頭每次進(jìn)入土層30
cm的錘擊數(shù),并根據(jù)錘擊數(shù)確定地基土的密實(shí)度和承載力。該方法在開淺部地層測試中具有直接、可靠
等特點(diǎn)。
3.2 面波測試
均勻地布置測線,每米布置1個檢波器,用DZQ-12型江層地震儀接收重錘激發(fā)的面波,根據(jù)面波的
頻率特性,找出不同頻率面波部分相鄰管道上的時差,從而求得面波波速、自由面波波速和頻率,取相
應(yīng)波長的1/2作為波動影響深度,并以此評價復(fù)合地基的整體質(zhì)量。對于土體而言,此方法的誤差率僅為
5%.
3.3 樁基無損動測
嵌入土中的樁相當(dāng)于在阻層介質(zhì)上端自由、下端彈性大的彈性桿。由于樁長L遠(yuǎn)大于樁徑∮,所以可
將樁視為重向一維彈性桿。如果在樁頂施以激勵,就會產(chǎn)生沿樁身向下傳播的彈性波,彈性波遇到阻抗
界面(樁底面或斷裂、夾泥、擴(kuò)徑、縮徑等樁間缺陷界面)并反射。設(shè)樁底的反射時間為T,缺陷部位的
反射時間為T',則在已知樁長L的情況下,樁體彈性波速的計(jì)算公式為:
樁體的缺陷性質(zhì)可由反射波的性質(zhì)或勘察、施工記錄確定。
3.4 抽心檢測
采用地質(zhì)勘探儀從樁心鉆孔抽樣,以此檢測樁的完整度和實(shí)際長度。
3.5 樁身抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)
準(zhǔn)備樁身材料,按實(shí)驗(yàn)規(guī)程將其做成標(biāo)準(zhǔn)試件,并對試件施加壓力,直到其破壞為止,以此求出樁
身材料的抗壓強(qiáng)度值。
3.6 靜載試驗(yàn)
按照實(shí)驗(yàn)規(guī)程規(guī)定,取合適的靜載板并對其加載,記錄變形時間和變形壓力,以此推斷地基的承載
力和變形尺度。
4 古建筑裝修粉噴樁加固地基的特點(diǎn)和應(yīng)用
粉噴樁具有可加固、改良地基的作用,可提高地基的承載力和水穩(wěn)性。它具有無污染、無噪聲和造
價低的優(yōu)點(diǎn)。其機(jī)具設(shè)備簡單,液壓操縱方便、快捷,操作技術(shù)簡單,成樁效率高,適