2010年巖土工程師基礎知識:地基處理粉體攪拌法(1)

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摘要: 地基處理--粉體攪拌法
    關(guān)鍵詞: 地基
    (一) 施工準備
    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)石灰應該是細磨的,在攪拌過程中,為防止樁體中石灰聚集,石灰粒徑應小于2mm。
    2)石灰應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為8.5%,其中氧化鈣含量不低于80%。
    3)石灰的儲存期,不宜超過三個月。
    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。
    (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,摻量達80%-90%。
    (6) 摻入30%細磨石灰粉,提高流塑狀輕亞黏土地基的加固效果。
    2.作業(yè)條件
    (1) 工作場地表層硬殼很薄時,需先鋪填砂、礫石墊層,以便機械在場內(nèi)順利移動和施鉆,如場內(nèi)樁位有障礙物,例如木樁、石塊等應排除。
    (2) 機械設備配置:鉆機、粉體發(fā)送器、空氣壓縮機、攪拌鉆頭等。
    (3) 根據(jù)地質(zhì)資料,通過原位測試及室內(nèi)試驗取得地基土、灰土物理力學及化學指標,選取含灰量,作為設計摻灰量,決定設置攪拌范圍,選擇樁長、截面及根數(shù)。
    (二) 操作工藝
    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制攪拌混合,使地基土和加固材料發(fā)生化學反應,在穩(wěn)定地基土的同時,提高強度的方法。
    (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)生化學反應成熟石灰,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1/3,提高石灰柱體的強度。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。
    2.粉體攪拌法工藝要求
    (1)略
    (2)略
    (3)室內(nèi)試驗: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:
    1)當含水量為天然地基土含水量,養(yǎng)護齡期為7天,28天和90天。
    2)當含水量高于天然地基土含水量,含灰量可取10-15%。
    3)當含水量低于天然地基土含水量,含灰量可取6-10%。
    3.粉體噴射攪拌法施工工藝
    粉體噴射攪拌法是以機械強制攪拌土粉混合體,使灰土混合形成加固柱體。
    4.粉體攪拌加固形成
    (1) 制成獨立柱狀
    (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。