地基處理畢業(yè)設(shè)計 昆明文華苑住宅小區(qū)設(shè)計

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　昆明文華苑住宅小區(qū)2號樓位于西山區(qū)政府辦公樓西側(cè)。場地愿為耕地魚塘，多位中高壓縮性深厚軟土，其有機質(zhì)含量較高、天然地基承載力較低，含水量較大。場地后期經(jīng)人工堆填，地勢較為平坦，地貌上處于昆明湖積盆地中西部，擬建住宅樓為7層框架結(jié)構(gòu)，占地面積54.6×23.5㎡，擬建物對差異沉降敏感，建筑物安全等級為二級。<

2、/p><p>　　結(jié)合技術(shù)可行性、處理可靠性、經(jīng)濟合理性這三個方面加以考慮，決定采用深層攪拌樁粉體噴射法進行地基處理。經(jīng)過一系列的設(shè)計計算，采用深層攪拌樁直徑為500㎜，有效樁長9.0m，單樁承載力設(shè)計值為118kN，共打深層攪拌樁1238根，工期為24天，工程總造價為969744.7元。</p><p><b>　　Abstract</b></p><

3、;p>　　No.2 building of KunMing Wen Huayuan uptown is located in the west of the office building of XiShan district government. The building site was plantation and pound in the past, and was filled by hand later. The s

4、ubsoil is mainly deep thick soft soil which has a high compressibility, and contains a lot of organism. The bearing capacity of the natural subsoil is low while the moisture content is great. The physiognomy of the field

5、 is flat, and when it refers to relief, it is landed on the mid west</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　第一部分 工程設(shè)計</p><p>　　1 工程概況…………………………………………………………………………………1 </p&g

6、t;<p>　　1.1 上部結(jié)構(gòu)及載荷情況………………………………………………………………1</p><p>　　1.2 工程地質(zhì)概況……………………………………………………………………1</p><p>　　1.3 水文地質(zhì)條件……………………………………………………………………2</p><p>　　2. 工程方案論證及選擇………………………………

7、………………………………2</p><p>　　2.1初步選擇施工方案………………………………………………………………2</p><p>　　2.2施工方案論證……………………………………………………………………2</p><p>　　2.3最優(yōu)方案的選擇…………………………………………………………………12</p><p>　　3 工程設(shè)

8、計計算………………………………………………………………………17</p><p>　　3.1深攪樁主要技術(shù)參數(shù)設(shè)計………………………………………………………17</p><p>　　3.2單樁豎向承載力標準值的設(shè)計計算……………………………………………17</p><p>　　3.3面積置換率………………………………………………………………………18</p&g

9、t;<p>　　3.4樁數(shù)………………………………………………………………………………18</p><p>　　3.5下臥層強度驗算…………………………………………………………………18</p><p>　　3.6沉降變形計算……………………………………………………………………19</p><p>　　4.施工技術(shù)方案設(shè)計………………………………………

10、…………………………20</p><p>　　4.1施工方法設(shè)計……………………………………………………………………20</p><p>　　4.2施工機具…………………………………………………………………………20</p><p>　　4.3施工工藝…………………………………………………………………………23</p><p>　　4.4質(zhì)量

11、措施…………………………………………………………………………27</p><p>　　4.5勞動組織管理與工程概預(yù)算………………………………………………28</p><p>　　5.工程質(zhì)量檢測……………………………………………………………………30</p><p>　　5.1施工期質(zhì)量檢驗……………………………………………………………30</p>&

12、lt;p>　　5.2工程竣工后的質(zhì)量檢測…………………………………………………………30</p><p>　　6 計算機程序設(shè)計……………………………………………………………………32</p><p>　　6.1程序說明…………………………………………………………………………32</p><p>　　6.2程序設(shè)計…………………………………………………………

13、………………32</p><p>　　第二部分 專題論文…………………………………………………………………35</p><p>　　第三部分 英文及翻譯……………………………………………………………………41</p><p><b>　　謝辭</b></p><p><b>　　第四部分 附錄</b>

14、;</p><p><b>　　前 言</b></p><p>　　我國地域廣大，有各種成因的軟土層，其分布范圍廣、土層厚度大。這類軟土特點是含水量大、空隙比大、抗剪強度低、壓縮性高、滲透性差、沉降穩(wěn)定時間長。近年來根據(jù)工業(yè)布局和城市發(fā)展規(guī)劃，經(jīng)常需要在軟土地基上進行建筑施工。由于軟土地基不良的建筑性能，因此需要進行人工加固。</p><p&g

15、t;　　昆明文華苑住宅小區(qū)位于西山區(qū)政府辦公大樓西側(cè)，場地地勢平坦，地貌上處于昆明湖積盆地中西部。根據(jù)場地的工程地質(zhì)勘查報告，場地需進行地基處理，經(jīng)設(shè)計計算，擬采用深層攪拌樁粉噴樁施工。日本于1967年由運輸部港灣技術(shù)研究所開始研制石灰攪拌施工機械，1974年開始在軟土地基加固工程中應(yīng)用。近十多年來，石灰粉體噴射攪拌法加固軟土地及技術(shù)在瑞典、芬蘭、挪威、法國、英國、聯(lián)邦德國、美國、加拿大等國家得到了廣泛應(yīng)用。國內(nèi)由鐵道部第四勘測設(shè)計院于

16、1983年初開始進行石灰粉攪拌法加固軟土的實驗研究，并于1984年7月在廣東云浮硫鐵礦鐵路專用線上單孔4.5m蓋板箱軟土地基加固工程中使用，1985年4月通過鐵道部技術(shù)鑒定，建議逐步推廣使用。后來相繼在武昌和連云港用于下水道溝槽擋土墻和鐵路涵洞軟基加固，均獲得良好效果。</p><p>　　我國鐵道部第四勘測設(shè)計院于1985年開發(fā)成功石灰粉體噴射攪拌法后，在1988年與上海探礦機械廠聯(lián)合研制成功GPP-5型粉體噴

17、射攪拌機，并通過鐵道部和地礦部聯(lián)合鑒定后投入批量生產(chǎn)。以后鐵道部武漢工程機械研究所和上海華杰科技開發(fā)公司也先后生產(chǎn)出技能噴漿，又能噴粉，全液壓步履式的PH-5和GPY-16型單軸粉噴樁機，是國內(nèi)粉噴樁的施工長度可達到25m，1982年由鐵四院和武漢空軍雷達學院研制成功GS-1型氣固兩相粉體流量計，從而使粉體攪拌技術(shù)的計量更趨完善。</p><p>　　杭州市溫州盧7號住宅樓改建工程和上海探礦機械廠鑄鋼車間廠房地基

18、加固工程是國內(nèi)采用水泥噴粉技術(shù)進行軟基攪拌加固最早的兩個實例。進入90年代這項新技術(shù)在鐵路、公路、市政工程、工業(yè)與民用建筑的地基處理工程中得到了廣泛的應(yīng)用。</p><p><b>　　1 工程概況</b></p><p>　　1.1 上部結(jié)構(gòu)及載荷情況</p><p>　　昆明文華苑住宅小區(qū)2號樓位于西山區(qū)政府辦公大樓西側(cè)。場地原為耕地及

19、魚塘，后期經(jīng)人工堆填，地勢較為平坦，地貌上處于昆明湖積盆地中西部。該住宅樓為7層框架結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)型式為柱下彈性交叉條基，基礎(chǔ)寬度B=1.80m，基礎(chǔ)埋深為D=1.50m。對差異沉降敏感，設(shè)計要求沉降量不大于100㎜。建筑安全等級為二級。</p><p>　　1.2 工程地質(zhì)概況</p><p>　　各土層的主要物理力學性質(zhì)指標如下：</p><p>　?、賹樱喝斯ぬ?/p>

20、土，厚度0.90～4.5m，結(jié)構(gòu)松散，主要由粘性土、碎石、磚等組成。</p><p>　?、趯?；粘土，層厚0.30～2.10，褐黃色，可塑狀態(tài)，濕，天然含水量41%，r=18.2kN/m3,fk=150kPa,Es=5.5Mpa,C=48kPa,Ф=12º。</p><p>　　③層：粘土，厚度1.50～5.20m，灰黑、灰黃、灰色，軟塑狀態(tài)，很濕，天然含水量47%, r=17.

21、3kN/m3,fk=60kPa,Es=3.0Mpa,C=18kPa,Ф=8º。</p><p>　?、軐?；粉土，厚度0.50～3.50m，灰褐色，松散，飽和，天然含水量36%，有機質(zhì)含量17%，r=19.0kN/m3,fk=80kPa,Es=4.0Mpa,C=16kPa,Ф=12º。</p><p>　?、輰樱赫惩粒穸?.00～4.80m，灰、蘭灰、灰黑色，軟～可塑狀

22、態(tài)，濕，天然含水量33%，r=18.5kN/m3,fk=120kPa,Es=4.5Mpa,C=26kPa,Ф=10º。</p><p>　?、迣樱悍弁粒穸?.40～2.50m，灰、灰褐色，稍密，飽和，天然含水量22%，r=19.5kN/m3,fk=140kPa,Es=6.0Mpa,C=18kPa,Ф=18º。</p><p>　?、邔?；粘土，厚度3.80～6.20m，

23、灰、蘭灰、灰褐、灰黑色，可塑狀態(tài)，濕，天然含水量34%，r=18.7kN/m3,fk=140kPa,Es=6.0Mpa,C=36kPa,Ф=11º。</p><p>　　典型地質(zhì)剖面圖參見圖1。</p><p>　　1.3 水文地質(zhì)條件</p><p>　　場地主要含水層為④層粉土層、⑥層粉土層，粘土層為相對隔水層，地下水為第四系土層中的上層滯水，微具承

24、壓性。</p><p>　　2 工程方案論證及選擇</p><p>　　2.1 施工方案的初步選擇</p><p>　　根據(jù)工程概況、工程地質(zhì)概況和水文地質(zhì)概況知，擬建場地為湖相沉積地區(qū)，地基土為中高壓縮性深厚軟土，其有機質(zhì)含量較高，天然地基承載較低，含水量較大。由于場地地下水含量豐富，且微具承壓性，若采用沉管灌注樁、靜壓預(yù)制樁對地基進行處理，施工時如考慮不周，

25、沒有采取相應(yīng)的措施，則大面積施工工程樁時，孔隙水壓力過大且無法及時消散，擠壓臨近的工程樁，沉管灌注樁將會出現(xiàn)浮樁、斷樁、偏樁現(xiàn)象，導致工程樁承載力不足；靜壓預(yù)制樁也會產(chǎn)生浮樁、偏樁現(xiàn)象，導致承載力不足，而且靜壓預(yù)制樁造價太高，不經(jīng)濟，因此不宜采用這兩種樁。</p><p>　　在深厚軟土中采用長樁，對一般建筑工程來說造價過高。軟土就地加固的出發(fā)點則是最大限度地利用原土，經(jīng)過適當?shù)母男院?，作為地基，以承受相?yīng)的外荷

26、載。根據(jù)場地地基土的性質(zhì)及分層情況，初步?jīng)Q定選擇水泥粉煤灰碎石樁（CFG樁）、深層攪拌法和高壓噴射法對地基進行處理比較適宜。</p><p><b>　　2.2 方案論證</b></p><p>　　2.2.1 技術(shù)可行性論證</p><p>　　（一）水泥粉煤灰碎石樁</p><p>　　水泥粉煤灰碎石樁（Ceme

27、nt Flyash Gravel Pile）簡稱CFG樁，由碎石、石屑、粉煤灰摻適量水泥加水拌和，用振動沉管打樁機或其他成樁機具制成的一種具有粘結(jié)強度的樁。樁體主體材料為碎石，石屑為中等粒徑骨料，可改善級配，粉煤灰具有細骨料和低標號水泥作用。通過調(diào)整水泥摻量和配合比，樁體強度可在C5～C20之間變化，一般為C5～C10。</p><p>　　CFG樁是在碎石樁的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，屬復合剛性地樁，嚴格意義上說，應(yīng)該

28、是一種半柔半剛性樁，而碎石樁是散體材料樁，這類樁因自身無粘結(jié)強度，要依靠周圍土體的約束力按來承受上部荷載。實測資料表明，碎石樁主要受力區(qū)在4倍樁徑范圍內(nèi)，沿樁長方向軸向和惻向應(yīng)力迅速衰減，因此增加樁長對提高符合地基承載力作用不大。碎石樁的樁土應(yīng)力比一般為1.5～4.0，要提高碎石樁復合地基承載力，只有提高置換率，而置換率又與樁徑和樁距有關(guān)，置換率太高，將給施工帶來很多困難。</p><p>　　CFG樁由于自身具

29、有一定的粘結(jié)性，故可在全長范圍內(nèi)受力，能充分發(fā)揮樁側(cè)摩阻力和樁尖端承力，樁土應(yīng)力比較高，一般為10～40，復合地基承載力的提高幅度較大，可提高4倍或更高。增加樁長可有效地減少變形，并有穩(wěn)定快的特點。</p><p>　　CFG樁可用于加固填土、飽和及非飽和的粘性土、淤泥質(zhì)土、松散的砂土、粉土等。本工程擬建場地的地基土為飽和的粘性土和粉土，因此，采用CFG樁進行地基處理在適用性上可滿足加固要求。</p>

30、<p>　　（二）高壓噴射注漿法</p><p>　　高壓噴射注漿法原始于日本，是在化學注漿法的基礎(chǔ)上，采用高壓水射流切割技術(shù)而發(fā)展起來的。它徹底改變了化學注漿法的漿液配方和工藝措施的傳統(tǒng)作法，以水泥為主要原料，加固土體的質(zhì)量高可靠性好，具有增加地基強度，提高地基承載力，止水防滲，減少支擋建筑物土壓力，防止砂土液化和降低土的含水量等多種功能。自1972年以來，我國近百項工程實踐均取得了良好的社會效益

31、和經(jīng)濟效果，旋噴地基已列入我國現(xiàn)行的《地基與基礎(chǔ)工程施工及驗收規(guī)范》（GBJ202-83）。</p><p>　　所謂高壓噴射注漿，就是利用鉆機把帶有噴嘴的注漿管鉆進至土層的預(yù)定位置后，以高壓設(shè)備使?jié){液或水成為20 Mpa左右的高壓流從噴嘴中噴射出來，沖擊破壞土體。當能量大、速度快和呈脈動狀的噴射流的動壓超過土體結(jié)構(gòu)的強度時，土粒便從土體剝落下來。一部分細小的土粒隨著漿液冒出水面，其余土粒在噴射流的沖擊力、離心力

32、和重力等作用下，與漿液攪拌混合，并按一定的漿土比例和質(zhì)量大小有規(guī)律的重新排列，漿液凝固后，便在土中形成一個固結(jié)體。固結(jié)體的形狀和噴射流的移動方向有關(guān)。一般分為旋轉(zhuǎn)噴射（簡稱旋噴）和定向噴射（簡稱定噴）兩種注漿形式。旋噴時，噴嘴一面噴射一面旋轉(zhuǎn)和提升，固結(jié)體成圓柱狀。主要用于加固地基，提高地基的抗剪強度，改善土的變形性質(zhì)，使其在上部結(jié)構(gòu)荷載直接作用下，不產(chǎn)生破壞或過大的變形；也可以組成閉合的帷幕，用于截阻地下水流和治理流砂。定噴通常用于基

33、礎(chǔ)防滲、改善地基土的水流性質(zhì)和穩(wěn)定邊坡等工程。作為地基加固，通常采用旋噴注漿形式，使加固體在土中成為均勻的圓柱體和異形圓柱體。</p><p>　　以高壓噴射流直接沖擊破壞土體，漿液與土以半置換或全置換凝固為固結(jié)體的高壓噴射注漿法，從施工方法、加固質(zhì)量到適應(yīng)范圍，與其他地基處理方法相比，有其獨到之處。高壓噴射法的主要特性如下：</p><p>　　① 適用的范圍較廣。旋噴注漿法以高壓噴射流

34、直接破壞并加固土體，固結(jié)體的質(zhì)量明顯提高。它既可用于工程新建之前，也可用于工程修建之中，特別是用于工程落成之后，顯示出不損壞建筑物的上部結(jié)構(gòu)和不影響運營使用的長處。</p><p>　　施工簡便。旋噴施工時，只需在土層中鉆一個50或300㎜的小孔，便可在土中噴射成直徑為0.4～4.0 m的固結(jié)體，因而能貼近已有建筑物基礎(chǔ)建設(shè)新的建筑物。</p><p>　?、?固結(jié)體形狀可以控制。為滿足工

35、程的需要，在旋噴過程中，可調(diào)整旋噴速度而后提升速度、增減噴射壓力或更換噴嘴孔徑改變流量，使固結(jié)體成為設(shè)計所需要的形狀。</p><p>　?、?有較好的耐久性。在一般的軟弱地基中加固，能預(yù)期得到穩(wěn)定的加固效果并有較好的耐久性能可用于永久工程。</p><p>　?、?漿液集中，流失較少。噴漿時，除一小部分漿液由于采用的噴射參數(shù)不適等原因，沿著管壁冒出地面外，大部分漿液均聚集在噴射流的破壞范

36、圍內(nèi)，很少出現(xiàn)在土中流竄到很遠地方的現(xiàn)象。</p><p>　?、?設(shè)備簡單，管理方便。高壓噴射注漿全套設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，機動性強，占地少，能在狹窄和低矮的現(xiàn)場施工。</p><p>　?、?安全生產(chǎn)。高壓設(shè)備上有安全閥門和自動停機裝置，當壓力超過規(guī)定時，閥門便自動開啟泄?jié){降壓或自動停機，不會因堵孔升壓造成爆破事故。</p><p>　?、?無公害。施工時機具的

37、振動很小，噪音也較低，不會對周圍建筑物帶來振動的影響和產(chǎn)生噪音公害，更不存在污染水域、毒化飲用水源的問題。</p><p>　　高壓噴射注漿加固地基技術(shù)，主要適用于軟弱土層，如第四紀的沖（洪）積層、殘積層及人工填土等。我國的實踐證明，砂類土、粘性土、黃土和淤泥都能進行噴射加固，效果較好。本工程天然地基土為粘性土和粉土，因此，用高壓噴射法進行加固處理是可行的。</p><p><b&g

38、t;　?。ㄈ┥顚訑嚢璺?lt;/b></p><p>　　深層攪拌法是用于加固飽和軟粘土地基的一種新方法。它是利用水泥、石灰等材料作為固化劑的主劑，通過特制的深層攪拌機械，在地基深處就地將軟土和固化劑（漿液或粉體）強制攪拌，利用固化劑和軟土之間所產(chǎn)生的一系列物理-化學反映，使軟土硬結(jié)成具有整體性、水穩(wěn)定性和一定強度的優(yōu)質(zhì)地基。</p><p>　　美國在二次世界大戰(zhàn)后曾研制開發(fā)成功

39、一種就地攪拌機（MIP），即從不斷回轉(zhuǎn)的中空軸的端部向周圍已被攪松的土中噴出水泥漿，經(jīng)葉片的攪拌而形成水泥土樁，樁徑0.3～0.4 m，長度10～12 m。1953年日本清水建設(shè)株式會社從美國引入這種施工方法。1974年由于大型軟土地基加固工程的需要由日本港灣技術(shù)研究所、川山奇鐵鐵廠和不動建設(shè)等廠家合作開發(fā)研制成功水泥攪拌固化法（CMC法），用于加固鋼鐵廠礦石堆場地基加固深度達32 m。接著日本各大施工企業(yè)接連開發(fā)研制出加固原理、固化劑

40、相近，但機械規(guī)格、施工效率各異的深層攪拌機械，形成了多種方法，常在港工建設(shè)中的防波堤、碼頭岸壁及高速公路高填方下的深厚層軟土地基加固工程中應(yīng)用。到1983年為止，日本采用深層攪拌法加固海底軟土的工程量已達540 m3，加固陸上軟土220萬m3，一躍成為日本軟土地基加固方法中應(yīng)用得最多的一種方法。蘇聯(lián)在1970年也研制成功一種淤泥水泥土樁（類似于美國的MIP工法），用于港灣建設(shè)工程中。計算表明淤泥水泥樁比鋼筋混凝土樁的造價低40%。<

41、;/p><p>　　國內(nèi)由冶金部建筑研究總院和交通部水運規(guī)劃設(shè)計院于1977年10月開始進行深層攪拌法的室內(nèi)實驗和機械研制工作。1980年初上海寶山鋼鐵總廠第五冶金建設(shè)公司在三座卷管設(shè)備基礎(chǔ)軟土地基加固工程中正式采用并獲得成功。同年11月由冶金部基建局主持，通過了“飽和軟粘土深層攪拌技術(shù)”鑒定，認為今后可逐步推廣使用。1984年開始國內(nèi)已能批量生產(chǎn)SJB型成套深層攪拌機械，并且建了專門的施工公司。到1987年12月為

42、止，已在上海、連云港、南京、昆明等地的工業(yè)廠房、民用住宅、市政擋土設(shè)施等工程中打設(shè)攪拌樁11000余根，越12萬延米，均取得了良好的技術(shù)經(jīng)濟效果。與以往鋼筋混凝土樁基相比，節(jié)省了大量的鋼材，降低了造價，縮短了工期。</p><p>　　深層攪拌法最適宜于加固各種成因的飽和軟粘土。國外使用深層攪拌法加固的土質(zhì)有新吹填的超軟土、沼澤地帶的泥炭土、沉積的粉土和淤泥質(zhì)土等。加固場所從陸上軟土到海底軟土，加固深度從數(shù)米到五

43、、六十米。國內(nèi)目前采用深層攪拌法加固的土質(zhì)有淤泥、淤泥質(zhì)土、粘土和亞粘土等，加固場所局限于陸上，加固深度可達12 m。擬建場地的地基土屬于滇池的湖相沉積形成的飽和軟粘土和粉土，適宜用本法進行加固處理。</p><p>　　2.2.2 可靠性論證</p><p>　?。ㄒ唬┧喾勖夯宜槭瘶?lt;/p><p><b>　　樁徑d</b></p

44、><p>　　一般樁徑為350～400 mm，由施工設(shè)備的樁管決定。CFG樁采用振動沉管法施工。取樁徑d=400mm。</p><p><b>　　樁距l(xiāng)p</b></p><p>　　樁距的大小取決于設(shè)計要求的地基承載力、布樁形式、土質(zhì)與施工機具等。布樁形式為條形基礎(chǔ)下雙排布樁，已知基礎(chǔ)寬度為1.80 m，對于條形基礎(chǔ)，基礎(chǔ)邊緣至樁的距離l≥75

45、mm,取l=80mm.則</p><p><b>　　m</b></p><p><b>　　樁長l</b></p><p>　　選擇第⑤層粘土層作為樁端持力層，取有效樁長為l=10m。</p><p>　　復合地基承載力標準值</p><p><b>　　基底壓力

46、</b></p><p>　　式中：N—上部豎向荷載，kN;</p><p>　　G—基礎(chǔ)自重，G=r0dA。r0—基底以上基礎(chǔ)與回填土平均重度，一般取r0=20kN/m3；</p><p>　　基礎(chǔ)底面面積，m2；</p><p><b>　　D—基礎(chǔ)埋深，m。</b></p><p&g

47、t;　　地基承載力設(shè)計值 </p><p><b>　　地基承載力標準值</b></p><p><b>　　單樁承載力</b></p><p>　　CFG樁單樁承載力應(yīng)通過現(xiàn)場單樁靜載試驗確定，無試驗資料時，按下列二式計算，取其較小值。</p><p><b>　　故</b>

48、;</p><p>　　式中：η—強度折減系數(shù)，可取0.33或1/3；</p><p>　　R28—樁體28天立方體試塊強度，Mpa；</p><p><b>　　up—樁周長，m；</b></p><p>　　qsi—第i層土極限側(cè)阻力,按樁基技術(shù)規(guī)范有關(guān)規(guī)定取值，kPa；</p><p>　　

49、li—第i層土的厚度，m；</p><p>　　qp—極限端阻力，按樁基技術(shù)規(guī)范有關(guān)規(guī)定取值，kPa；</p><p>　　AP—樁的截面積，m2；</p><p>　　k—安全系數(shù)，取k=2 。</p><p><b>　　面積置換率</b></p><p>　　式中：—面積置換率；</p

50、><p>　　—設(shè)計要求的復合地基承載力，kPa；</p><p>　　—單樁豎向承載力標準值，kN；</p><p>　　—樁間天然地基土承載力標準值，kPa；</p><p>　　—樁間土承載力折減系數(shù)，當樁端為軟土時，可取0.5～1.0，當樁端為硬土時，可取0.1～0.4 。 </p><p><b>　　

51、樁數(shù)</b></p><p>　　復合地基沉降變形計算</p><p>　　CFG復合地基變形包括三部分，即加固土體的壓縮變形S1，下臥層變形S2，褥墊層變形S3。由于S3很小，一般忽略不計，則：</p><p><b>　　S=S1+S2</b></p><p>　　S1、S2的計算可參考碎石樁復合地基的變

52、形計算。</p><p><b>　　即</b></p><p>　　所以，＜,滿足沉降量要求.</p><p>　　式中： S —復合地基最終沉降量（㎜）；</p><p>　　—復合地基沉降計算經(jīng)驗系數(shù)，根據(jù)地區(qū)沉降觀測資料及經(jīng)驗確定，無統(tǒng)計數(shù)據(jù)時可取=1.0；</p><p>　　—地基沉降

53、計算經(jīng)驗系數(shù)，根據(jù)地區(qū)沉降觀測資料及經(jīng)驗確定，也可查規(guī)范中相關(guān)表格確定；</p><p>　　po—對應(yīng)于荷載標準值時的基底附加壓力（kPa）；</p><p>　　n—地基沉降計算深度范圍內(nèi)所劃分的土層數(shù)；其中1～n0層位于復合土層內(nèi)，n0+1～1位于下臥層內(nèi)；</p><p>　　zi,zi-1—基礎(chǔ)地面至第i層土、第i-1層土地面距離（m）；</p>

54、;<p>　　—基礎(chǔ)地面點至第層土，第層土底面范圍內(nèi)平均附加應(yīng)力系數(shù)，可按規(guī)范附表查用；</p><p>　　Esi—下臥層第層土的壓縮模量（MPa）；</p><p>　　Espi—第i層復合土層的壓縮模量（MPa），可按下式計算：；;</p><p>　　Es—復合土層內(nèi)樁間土的壓縮模量(Mpa)；</p><p>　　n—

55、樁土應(yīng)力比，無實測資料時，對粘性土可取2～4，對粉土可取1.5～3，原土強度低取大值，反之取小值；</p><p><b>　　m—置換率。</b></p><p><b>　?。ǘ└邏簢娚浞?lt;/b></p><p>　　由前知：設(shè)計要求的地基承載力</p><p><b>　　噴射參數(shù)

56、的設(shè)計</b></p><p><b>　　⑴旋噴直徑</b></p><p>　　根據(jù)現(xiàn)場土質(zhì)條件和噴射方式特點，初步確定選用雙重管旋噴，旋噴樁直徑d=800㎜,樁截面積</p><p><b>　?、撇紭缎问?lt;/b></p><p>　　基礎(chǔ)形式為柱下交叉梁基礎(chǔ)，垂直荷載通過柱及條形

57、基礎(chǔ)傳至基底。布樁形式采用條形基礎(chǔ)下雙排布樁。</p><p><b>　?、菢毒?lt;/b></p><p>　　旋噴樁的孔距應(yīng)根據(jù)工程需要經(jīng)計算確定，在一般情況下可取L=2～3d（d為旋噴樁設(shè)計直徑）。</p><p><b>　　固結(jié)體強度設(shè)定</b></p><p>　　固結(jié)體強度與漿液材料及配

58、方、土質(zhì)和水質(zhì)等許多因素有關(guān)。粘性土中可達1～5 Mpa，砂土中可達4～10 Mpa。彈性模量粘性土中為3000～5000 Mpa，砂土為7000～10000 Mpa。</p><p><b>　　單樁豎向承載力</b></p><p>　　單樁豎向承載力應(yīng)由現(xiàn)場載荷試驗確定，無試驗資料時，可按下列二式計算，并取較小值：</p><p>　　式

59、中： Rkd—單樁豎向承載力標準值，kN；</p><p>　　fcu—樁身試塊28天無側(cè)限抗壓強度平均值，Mpa；</p><p>　　η—強度折減系數(shù)，可取0.33或1/3；</p><p>　　—樁的平均直徑，m；</p><p>　　n —樁長范圍內(nèi)所劃分的土層數(shù)；</p><p>　　qsi—樁周第i層土的摩

60、擦力標準值，按樁基技術(shù)規(guī)范有關(guān)規(guī)定取值，可采用鉆孔灌注樁側(cè)壁摩擦力標準值， kPa；</p><p>　　hi—第i層土的厚度，m；</p><p>　　qp—樁端天然地基土的承載力標準值，參照《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》GBJ7—89的有關(guān)規(guī)定，</p><p>　　k—安全系數(shù)，取k=2。</p><p>　　取有效樁長為10m，則</

61、p><p><b>　　攪拌樁置換率</b></p><p>　　式中：—樁間土承載力折減系數(shù)，取0.4；</p><p>　　fspk—復合地基承載力標準值，kPa；</p><p>　　fsk—樁間天然地基土承載力標準值，kPa;</p><p>　　—單樁豎向承載力標準值，kN.</p&g

62、t;<p><b>　　樁數(shù)</b></p><p><b>　　根</b></p><p><b>　　復合地基承載力</b></p><p>　　旋噴樁復合地基承載力標準值應(yīng)通過現(xiàn)場復合地基載荷試驗確定。若無試驗條件也可按下式計算：</p><p>　　因此，

63、處理后的地基承載力滿足載荷要求。</p><p>　　式中，fspk—復合地基承載力標準值，kPa；</p><p>　　Ae—1根樁承擔的處理面積，m2;</p><p>　　Ap—樁的平均截面積，m2;</p><p>　　fsk—樁間天然地基土承載力標準值，kPa;</p><p>　　—樁間天然地基土承載力折減

64、系數(shù)，可根據(jù)試驗確定，在無試驗資料時，可取0.2～0.6；</p><p>　　—單樁豎向承載力標準值，kN.</p><p><b>　　復合地基變形計算</b></p><p><b>　　復合土層壓縮模量</b></p><p>　　旋噴樁復合地基的變形包括樁長范圍內(nèi)復合土層變形及下臥層地基變

65、形兩部分。計算方法可參照碎石樁復合地基沉降計算。其中復合土層的壓縮模量可按下式確定：</p><p><b>　　復合地基沉降</b></p><p><b>　　=+</b></p><p>　　沉降量小于100㎜,滿足設(shè)計要求。</p><p>　　式中： S —復合地基最終沉降量（㎜）；<

66、;/p><p>　　—復合地基沉降計算經(jīng)驗系數(shù)，根據(jù)地區(qū)沉降觀測資料及經(jīng)驗確定，無統(tǒng)計數(shù)據(jù)時可取=1.0；</p><p>　　—地基沉降計算經(jīng)驗系數(shù)，根據(jù)地區(qū)沉降觀測資料及經(jīng)驗確定，也可查規(guī)范中相關(guān)表格確定；</p><p>　　po—對應(yīng)于荷載標準值時的基底附加壓力（kPa）；</p><p>　　n—地基沉降計算深度范圍內(nèi)所劃分的土層數(shù)；其

67、中1～n0層位于復合土層內(nèi)，n0+1～1位于下臥層內(nèi)；</p><p>　　zi,zi-1—基礎(chǔ)地面至第i層土、第i-1層土地面距離（m）；</p><p>　　—基礎(chǔ)地面點至第層土，第層土底面范圍內(nèi)平均附加應(yīng)力系數(shù)，可按規(guī)范附表查用；</p><p>　　Esi—下臥層第i層土的壓縮模量（MPa）；</p><p>　　Espi—第i層復合

68、土層的壓縮模量（MPa）， </p><p>　　通過設(shè)計計算得出，處理后的旋噴樁的單樁承載力達到419kN，復合地基的承載力標準值達到201kPa，滿足承載要求，地基的沉降減少到56.8㎜，滿足沉降要求。因此高壓噴射法處理該地基是可靠的。</p><p><b>　?。ㄈ┥顚訑嚢璺?lt;/b></p><p><b>　　深層攪拌樁設(shè)

69、計參數(shù)</b></p><p>　　樁徑：擬采用深攪樁的樁徑為d=500㎜，樁截面積Ap=0.196㎡.周長up=1.57m.</p><p>　　樁長：取有效樁長為9.0 m。</p><p>　　布樁形式：布樁形式應(yīng)根據(jù)地基土性質(zhì)及上部建筑對變形的要求進行選擇，擬建建筑物的基礎(chǔ)為柱下條形基礎(chǔ)，故此采用條形基礎(chǔ)下的雙排布樁。詳見附圖1：樁位平面布置圖。

70、</p><p>　　單樁豎向承載力標準值的設(shè)計計算</p><p>　　水泥土攪拌樁的單樁豎向承載力取決于樁身強度及地基土的情況，一般應(yīng)使土對樁的支承力與樁身強度所確定的承載力相近，并使后者略大于前者最為經(jīng)濟。水泥土攪拌樁單樁豎向承載力標準值應(yīng)通過現(xiàn)場單樁荷載試驗確定，如無試驗資料，也可按下列二式計算，并取其中較小值。</p><p>　　式中： Rkd——水泥土

71、樁單樁承載力標準值,kN；</p><p>　　fcu——與水泥土攪拌樁身加固土配合比相同的室內(nèi)試驗加固土試塊（邊長為70.7㎜的立方體，也可采用邊長為50㎜的立方體）的無側(cè)限抗壓強度平均值；</p><p>　　η ——強度折減系數(shù)，可取0.3～0.5；</p><p>　　qs——樁周土的平均摩擦力，對淤泥可取5～8kPa，對淤泥質(zhì)土可取8～12 kPa，對粘性

72、土可取12～15 kPa；</p><p><b>　　Up——樁周長度；</b></p><p>　　Ap——樁的截面積，m2；</p><p><b>　　L——攪拌樁長度；</b></p><p>　　qp——樁周天然地基土的承載力標準值，可按國家規(guī)范《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》GBJ7—89第三

73、章第二節(jié)的有關(guān)規(guī)定確定；</p><p>　　——樁端天然地基土的承載力折減系數(shù)，可取0.4～0.6。</p><p><b>　　面積置換率</b></p><p>　　根據(jù)設(shè)計要求的復合地基承載力，可確定面積置換率。</p><p>　　式中：—樁間土承載力折減系數(shù)，取0.4；</p><p>

74、;　　fspk—復合地基承載力標準值，kPa；</p><p>　　fsk—樁間天然地基土承載力標準值，kPa;</p><p>　　—單樁豎向承載力標準值，kN.</p><p><b>　　樁數(shù)n</b></p><p><b>　　下臥層強度驗算</b></p><p>

75、;　　對攪拌樁置換率較大（一般大于20%），而且不是單行排列時，由于每根攪拌樁不能充分發(fā)揮單樁承載力的作用，可將攪拌樁群與樁周土視為一假想的實體基礎(chǔ)，如圖3所示：</p><p>　　考慮假想實體基礎(chǔ)側(cè)面與土的摩阻力，驗算假想實體基礎(chǔ)底面的承載力，要求滿足下式：</p><p>　　式中： ——假想實體基礎(chǔ)底面壓力（kPa）；</p><p>　　——地基加

76、固總面積（㎡）；</p><p>　　——假想實體基礎(chǔ)底面積和側(cè)面積（㎡）；</p><p>　　——假想實體基礎(chǔ)自重（kN）；</p><p>　　——假想實體基礎(chǔ)邊緣土的平均摩阻力標準值（kPa）；</p><p>　　——假想實體基礎(chǔ)邊緣土的承載力（kPa）；</p><p>　　——假想實體基礎(chǔ)底面處經(jīng)修正后的

77、地基土承載力（kPa）。</p><p>　　所以，群樁基礎(chǔ)的承載力滿足要求。</p><p><b>　　沉降變形計算</b></p><p>　　對沉降要求較高的建（構(gòu)）筑物，除進行強度驗算外，還應(yīng)對地基進行沉降變形驗算。水泥土攪拌樁復合地基變形s的計算，包括攪拌樁群體的壓縮變形和樁端下未加固土層的壓縮變形之和，即：</p>

78、<p><b>　　其中， </b></p><p>　　式中： p—樁群頂面的平均壓力（kPa）；</p><p>　　—樁群底面土的附加應(yīng)力（kPa）；</p><p>　　—樁群體的變形模量（kPa）；</p><p>　　—水泥土攪拌樁的變形模量，可?。?00～200）；</p&g

79、t;<p>　　—樁間土的變形模量（kPa）；</p><p>　　l—水泥土攪拌樁樁長（m）；</p><p>　　—樁群底面以上土的加權(quán)平均容重（kN/m3）。</p><p>　　S2用分層總和法計算，實體基礎(chǔ)底面中點的沉降=30.9mm。</p><p>　　總沉降 =49㎜＜100㎜</p>

80、;<p><b>　　滿足沉降變形要求。</b></p><p>　　2.2.3 經(jīng)濟合理性比較</p><p>　　CFG樁直接成本預(yù)算 （單位：元） </p><p>　　費用總額為: 887264.70 費用組成包括:</p><p>　　人工費：40×6088.8=243552

81、</p><p>　　材料費 324451.90</p><p>　　水泥：350×441.1=154385</p><p>　　水： 1.58×244.54=386.37</p><p>　　石子：48445.70（樁）+45192.63（褥墊層）=93638.33</p><p>　　石屑

82、：78×648.10=50551.80</p><p>　　粉煤灰：0.095×263820=25490.40</p><p>　　3 機械費 319260.80 </p><p>　　打樁機：1461.2×180=263016</p><p>　　攪拌機：67.22×180=12099.60&l

83、t;/p><p>　　機動翻斗車：132.14×180=24145.20</p><p><b>　　運輸費：20000</b></p><p>　　旋噴樁直接成本預(yù)算 （單位：元） </p><p>　　費用總額為: 962315.5 費用組成包括:</p><p>　　人工費：3

84、25880</p><p>　　成孔費：4950×20=99000</p><p>　　注漿費：2268.8×100=226880</p><p>　　材料費：610235.5</p><p>　　水泥：1701.6×350=595547</p><p>　　水：1701.6×1

85、.58=2688.5</p><p><b>　　外摻劑：12000</b></p><p><b>　　機械費：26200</b></p><p>　　76型振動鉆機：52×150=7800</p><p>　　噴射注漿設(shè)備：52×200=10400</p>&l

86、t;p><b>　　運輸費：8000</b></p><p>　?。ㄈ┥顢嚇吨苯映杀绢A(yù)算 （單位：元） </p><p>　　費用總額為: 761523 費用組成包括:</p><p><b>　　人工費：89131</b></p><p>　　深攪水泥土樁：408.11×

87、;218.4=89131</p><p>　　材料費：600895</p><p>　　水泥：1659.7×350=580895</p><p><b>　　外摻劑；20000</b></p><p><b>　　機械費：71497</b></p><p>　　GP

88、P-16型粉噴攪拌機：229.9×48=11035.2</p><p>　　YPP-1型粉體噴射機：737.02×48=35377</p><p>　　起吊設(shè)備：522.60×48=25084.8</p><p>　　2.3 最優(yōu)方案的選擇</p><p>　　三種方案的對比如下：</p><

89、;p>　　通過對三種地基處理方法的綜合比較，確定深攪樁為最優(yōu)設(shè)計方案。</p><p><b>　　3 工程設(shè)計計算</b></p><p>　　3.1 深層攪拌樁設(shè)計參數(shù)</p><p>　　樁徑：擬采用深攪樁的樁徑為d=500㎜，樁截面積Ap=0.196㎡.周長up=1.57m.</p><p>　　樁長：

90、取有效樁長為9.0 m。</p><p>　　布樁形式：布樁形式應(yīng)根據(jù)地基土性質(zhì)及上部建筑對變形的要求進行選擇，擬建建筑物的基礎(chǔ)為柱下條形基礎(chǔ)，故此采用條形基礎(chǔ)下的雙排布樁。詳見附圖：樁位平面布置圖。</p><p>　　3.2 單樁豎向承載力標準值的設(shè)計計算</p><p>　　水泥土攪拌樁單樁豎向承載力標準值應(yīng)通過現(xiàn)場單樁荷載試驗確定，如無試驗資料，也可按下列

91、二式計算，并取其中較小值。</p><p>　　Rkd——水泥土樁單樁承載力標準值,kN；</p><p>　　fcu——與水泥土攪拌樁身加固土配合比相同的室內(nèi)試驗加固土試塊（邊長為70.7㎜的立方體，也可采用邊長為50㎜的立方體）的無側(cè)限抗壓強度平均值；</p><p>　　——強度折減系數(shù)，可取0.3～0.5；</p><p>　　qs—

92、—樁周土的平均摩擦力，對淤泥可取5～8kPa，對淤泥質(zhì)土可取8～12 kPa，對粘性土可取12～15 kPa；</p><p><b>　　Up——樁周長度；</b></p><p><b>　　L——攪拌樁長度；</b></p><p>　　qp——樁周天然地基土的承載力標準值，可按國家規(guī)范《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》GBJ

93、7—89第三章第二節(jié)的有關(guān)規(guī)定確定；</p><p>　　——樁端天然地基土的承載力折減系數(shù)，可取0.4～0.6。</p><p>　　3.3 面積置換率</p><p>　　根據(jù)設(shè)計要求的復合地基承載力，可確定面積置換率。</p><p><b>　　3.4 樁數(shù)n</b></p><p>

94、　　3.5 下臥層強度驗算</p><p>　　對攪拌樁置換率較大（一般大于20%），而且不是單行排列時，由于每根攪拌樁不能充分發(fā)揮單樁承載力的作用，可將攪拌樁群與樁周土視為一假象的實體基礎(chǔ)，如圖3所示：</p><p>　　考慮假想實體基礎(chǔ)側(cè)面與土的摩阻力，驗算假想實體基礎(chǔ)底面的承載力，要求滿足下式：</p><p>　　式中： ——假想實體基礎(chǔ)底面壓力

95、（kPa）；</p><p>　　——地基加固總面積（㎡）；</p><p>　　——假想實體基礎(chǔ)底面積和側(cè)面積（㎡）；</p><p>　　——假想實體基礎(chǔ)自重（kN）；</p><p>　　——假想實體基礎(chǔ)邊緣土的平均摩阻力標準值（kPa）；</p><p>　　——假想實體基礎(chǔ)邊緣土的承載力（kPa）；</

96、p><p>　　——假想實體基礎(chǔ)底面處經(jīng)修正后的地基土承載力（kPa）。</p><p>　　所以，群樁基礎(chǔ)的承載力滿足要求。</p><p>　　3.6 沉降變形計算</p><p>　　對沉降要求較高的建（構(gòu)）筑物，進行強度驗算外，還應(yīng)對地基進行沉降變形驗算。水泥土攪拌樁復合地基變形和樁端下末未加固土層的壓縮變形之和，即：</p>

97、;<p><b>　　其中， </b></p><p>　　式中： p—樁群頂面的平均應(yīng)力（kPa）；</p><p>　　—樁群底面土的附加應(yīng)力（kPa）；</p><p>　　—樁群體的變形模量（kPa）；</p><p>　　—水泥土攪拌樁的變形模量，可?。?00～200）；<

98、/p><p>　　—樁間土的變形模量（kPa）；</p><p>　　l—水泥土攪拌樁樁長（m）；</p><p>　　—樁群底面以上土的加權(quán)平均容重（kN/m3）。</p><p>　　S2用分層總和法計算，實體基礎(chǔ)底面中點的沉降=30.9mm。</p><p>　　總沉降 =49㎜</p>

99、<p><b>　　滿足沉降變形要求。</b></p><p>　　4. 施工技術(shù)方案設(shè)計</p><p>　　4.1 施工方法設(shè)計</p><p>　　由于場地地下水含量豐富，且微具承壓性，所以采用干法的工藝比較好，即采用粉體深層攪拌法。</p><p>　　粉體噴射深層攪拌法是利用噴粉機，使壓縮空氣

100、攜帶粉體固化材料經(jīng)過高壓軟管和攪拌軸送到攪拌葉片后面的噴嘴噴出，噴入旋轉(zhuǎn)葉片背后產(chǎn)生的空隙中，并與土粘附在一起，在不斷的攪拌作用下，固化材料與地基土均勻混合，而將固化材料分離后的空氣傳遞到攪拌軸的周圍，上升到地面釋放掉。</p><p>　　與漿液噴射深層攪拌法相比，粉體噴射深層攪拌法具有以下特點：</p><p>　?。?）粉體固化材料可吸收軟土地基中更多的水分，對加固含水量高的軟土極軟

101、土及泥炭土 地基效果更顯著。圖4為兩種方法加固軟粘土的對比。</p><p>　?。?）粉體比漿液更易于與原土充分攪拌混合，有利于提高加固土體的強度。</p><p>　?。?）粉體噴射攪拌鉆頭在提升攪拌時能對加固體產(chǎn)生擠壓作用，也有利于提高加固土體的強度。</p><p>　?。?）與漿噴攪拌相比，消耗的固化材料要少，且無地面拱起現(xiàn)象。</p>&l

102、t;p>　　4.2 施工機具 </p><p>　　粉體噴射攪拌法施工設(shè)備由噴粉樁機、粉體發(fā)送器、空氣壓縮機、攪拌鉆頭等組成，見圖5：</p><p>　　此次施工選用GPP-16型粉體攪拌機，其性能參數(shù)及其配套設(shè)備見下表：</p><p>　　4.2.1 粉噴攪拌樁機</p><p>　　粉體攪拌機的主機是一臺能完成鉆進及攪拌的鉆

103、機。由于粉體攪拌的施工特點，如成樁速度快，又要求不同的提升和旋轉(zhuǎn)速度來滿足不同的樁身強度要求，因此對鉆機移位的靈活性和速度可變性又有較高的要求。</p><p>　　粉體攪拌機主要由步履底座、傳動系統(tǒng)、加減壓系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)、塔架、鉆頭等組成（參見附圖）</p><p><b>　　底盤</b></p><p>　　是由型材焊接而成的框架結(jié)構(gòu)，分

104、為上、中、下三層。上層安裝傳動系統(tǒng)、塔架、加減壓系統(tǒng)和操縱系統(tǒng)等。并于上層四角處分別裝有橫向伸縮和垂直起落的四個支腿油缸，借以擴大底盤面積，增加整體穩(wěn)定性。底盤中層上部裝有兩道縱向與上層結(jié)合的滑板，滑板兩側(cè)用限位板定位。而底盤的下層結(jié)構(gòu)實際上就是包括滾輪、導軌槽和橫向油缸組成的兩條步履組合。這樣可以通過底盤的三層結(jié)構(gòu)間的相互運動實現(xiàn)了噴粉攪拌機自行式移位。也就是：當支腿油缸頂出時，支腿將滑板抬高，下底盤則被懸空，令滑板油缸伸長，此時下層

105、底盤被推出，便相對地表面移動一距離（縱向最大距離1.2 m）。然后收縮支腿油缸，下層底盤著地，縮回滑板油缸，此時滑板在底盤上滑動，整機即“走動”一個新的位置，完成了縱向步履。與縱向步履相同，底盤上裝有兩組橫向步履油缸及滑槽。當支腿油缸使底盤抬起或著地時，令橫向步履油缸伸縮，使滑板和下底盤相對移動，完成橫向步履（橫向最大步距為0.5 m）。</p><p><b>　　傳動系統(tǒng)</b><

106、/p><p>　　由一臺37kW、1480r/min的Y225S—4型電動機提供整機的動力。通過皮帶輪、摩擦離合器、變速換向器、萬向軸和轉(zhuǎn)盤帶動鉆具正、反向旋轉(zhuǎn)，可以獲得各三檔轉(zhuǎn)速。通過變速換向器輸出軸上套裝的皮帶輪，由齒輪離合器結(jié)合可接通蝸輪減速機，傳至鏈條加減壓裝置，使鉆具獲得給進或提升（見噴粉攪拌機傳動系統(tǒng)示意圖）。</p><p><b>　　加減壓系統(tǒng)</b>&

107、lt;/p><p>　　噴粉攪拌機的加減壓系統(tǒng)為封閉式鏈條結(jié)構(gòu)，并設(shè)有調(diào)節(jié)裝置。它由上下鏈輪、同步軸、套筒滾子鏈條與水龍頭、鉆具組成。通過上塔鏈條輸入動力，帶動塔架中的加減壓鏈條上下運動，實現(xiàn)鉆具的加減壓上下起落。</p><p><b>　　液壓系統(tǒng)</b></p><p>　　噴粉攪拌機的液壓系統(tǒng)為開式油路系統(tǒng)，以控制整體的移位、調(diào)平和起落塔架

108、。它由油泵、多路閥組、油箱、管路附件和九只液壓油缸等組成。</p><p>　　4.2.2 粉體噴射機</p><p>　　噴粉攪拌機械中的一個重要輔助機械就是粉體噴射機，它是一臺用壓縮空氣輸送粉體的裝置。目前國內(nèi)外的粉體噴射機的結(jié)構(gòu)主要有兩種結(jié)構(gòu)形式；葉輪式和轉(zhuǎn)盤式；日本制造的是轉(zhuǎn)盤式；瑞典、美國和國內(nèi)生產(chǎn)的葉輪式的。粉體發(fā)生器是一種定時定量發(fā)送粉體材料的設(shè)備,由灰罐、旋轉(zhuǎn)供料器、電子

109、計量系統(tǒng)、水氣分離器、閥門和儀表組成，其工作原理參見圖6。</p><p>　　由圖可見：由空壓機輸送來的壓縮空氣首先進入“氣水分離器”，以減少壓縮空氣中的水分。比較干燥的空氣在管路中分為兩路。一路氣體通過流量計調(diào)節(jié)風量的大小及壓力后到達粉體給料機的喉管，與葉輪泵定量輸出的粉體混合，成為“氣固兩相混合體”，通過鉆桿、鉆頭輸入地基深部。作為噴粉機的組成部分，尚需有一個可貯一定量水泥粉體的料斗，并且采用交流電磁調(diào)速電

110、機轉(zhuǎn)動料斗底部的葉輪泵，調(diào)節(jié)電機轉(zhuǎn)速、空壓機風量及風壓，使加固用的粉體的噴出量符合設(shè)計要求。</p><p>　　輸送粉體的管路中的壓力p1應(yīng)隨鉆頭鉆近土層中的深度、地層土質(zhì)條件而變化。而葉輪泵的密封性較難提高，因此，經(jīng)過氣水分離器的壓縮空氣的另一路需要通到貯粉料斗中，使料斗中的氣壓p２大于管路中的氣壓p1，使粉體輸出量比較穩(wěn)定。</p><p>　　根據(jù)噴粉攪拌法施工技術(shù)的要求，粉體的發(fā)

111、送應(yīng)該嚴格做到定時、定量和均勻出料。而輸送粉體的介質(zhì)—空氣，與噴漿深層攪拌法中的水有本質(zhì)區(qū)別，即水泥漿是液態(tài)的，在管路輸送過程中具有不可壓縮性；而空氣－水泥粉兩相混合體中的空氣體積可以被任意壓縮，因此輸粉量可能處于不穩(wěn)定、不均勻狀態(tài)。精確控制每單位打樁深度內(nèi)的水泥摻入量正是深層攪拌應(yīng)用成功與否的關(guān)鍵技術(shù)，而目前國產(chǎn)的噴粉機械中，對于固化劑—水泥粉計量又大都采用“體積法” ，即僅計量每根樁的水泥總用量，而不進行施工過程中的每單位深度水泥用

112、量的計量，因此計量深度甚差。這是阻礙粉體噴射攪拌技術(shù)發(fā)展的一個弱點。近年來有些研究單位和生產(chǎn)制造廠開始進行電子秤直接計量法、氣固兩相密度差異與差壓信號等間接計量法的試驗研究，但均不太符合現(xiàn)場施工的實際條件，而沒有得到廣泛的應(yīng)用。</p><p><b>　　4.3 施工工藝</b></p><p>　　4.3.1 工藝參數(shù)</p><p>

113、　　粉體噴射深層攪拌施工的工藝參數(shù)主要包括提升速度、單位時間噴粉量和噴粉壓力等，一般應(yīng)根據(jù)試樁結(jié)果，確定各土層和各平面區(qū)域攪拌軸提升速度和噴灰量等，如果缺少試樁資料也可按下列公式計算：</p><p><b>　　提升速度</b></p><p>　　式中：v——攪拌軸提升速度（m/min）；</p><p>　　h——攪拌鉆頭葉片垂直投影高度

114、（m）；</p><p>　　——鉆頭葉片總數(shù)（個）；</p><p>　　——攪拌軸轉(zhuǎn)速（r/min）；</p><p>　　t——土體中任一質(zhì)點經(jīng)鉆頭攪拌次數(shù)，一般取40～50。</p><p><b>　　噴灰量q</b></p><p>　　式中： q——單位時間的噴灰量（kg/min）；

115、</p><p>　　rd——地基土的干重度（kN/m3）；</p><p><b>　　aw——摻入比；</b></p><p>　　D——攪拌鉆頭直徑。</p><p>　　噴粉壓力一般控制在0.25～0.4Mpa之間，為保證正常送粉，要求噴粉時灰罐的氣壓比管道內(nèi)的氣壓高0.02～0.05Mpa。</p>

116、<p>　　4.3.2 施工工藝</p><p>　　施工流程示意圖見圖7，粉體噴射施工工藝流程圖見圖8所示。</p><p>　　施工前應(yīng)準備測放軸線和樁位，并用朱簽或鋼筋標定。</p><p>　　樁機就位，誤差不應(yīng)大于50㎜。調(diào)節(jié)鉆機支腿油缸，使導向架和攪拌軸垂直度偏差不超過1%。</p><p>　　關(guān)閉粉噴機灰路閥門

117、，打開氣路閥門。</p><p>　　開動鉆機，啟動空壓機并緩緩打開氣路調(diào)壓閥，對鉆機供氣。鉆機逐漸加速，壓轉(zhuǎn)預(yù)攪下沉。當鉆至接近設(shè)計深度時，應(yīng)用低速慢鉆，鉆機原位轉(zhuǎn)動1～2min。</p><p>　　提升粉噴攪拌。當確認粉料已噴到孔底時，一般以0.5m/min左右的速度反轉(zhuǎn)提升；當設(shè)計到設(shè)計?；覙烁吆?，應(yīng)慢速原地攪拌1～2min。</p><p>　　重復攪拌。

118、為保證粉體材料與地基土攪拌均勻，可采用復噴及復攪措施。</p><p>　　當提升噴粉距地面0.5m時，應(yīng)立即停止噴粉，利用管道內(nèi)余灰量噴入土中，以防止粉塵污染環(huán)境。</p><p>　　原位轉(zhuǎn)動1～2min后，將鉆頭提高地面約0.2m減壓放氣，打開灰罐上蓋，檢查罐內(nèi)余灰量。</p><p>　　鉆機移位對孔，施工下一根樁。</p><p>