多向喷射灰砂桩技术简介PPT课件

多向搅拌喷射灰砂桩施工简介 2011年5月26日 多向喷射灰砂桩施工技术 喷射灰砂桩技术特点研发的成桩机械试验技术成果 喷射灰砂桩施工工艺特点 多向搅拌喷射灰砂桩成桩机械及工艺 是将水泥 石灰固结材料和粉细中粗砂 粉煤灰 石膏等改性材料按一定的比例装料 经储配料混合装置进行拌合进入配料器 在电子计量传感器的引导下 通过控制气体截止阀和出料碟阀 将固结材料与压缩空气形成的混合体经多向多轴搅拌钻杆 随钻送入搅拌桩中 使之形成多向搅拌喷射灰砂桩成桩工艺 粉状喷射的搅拌桩成桩工艺中 在喷射固结材料的同时加入改性材料是本技术的重大突破 可将水泥和砂混和好并均匀喷射出去 解决了湿砂与水泥混和易结块难喷射的世界级难题 在特定地层成桩质量较湿法有较大提高 喷射灰砂桩技术特征 是利用压缩空气通过固化材料经储配料混合装置 携带着气体固化材料 经过高压软管和搅拌轴输送到搅拌叶片的喷嘴喷出 借助搅拌叶片旋转 在叶片的背后面产生空隙 安装在叶片背后面的喷嘴将压缩空气连同粉体固化材料一起喷出 多向喷射灰砂桩的加固机理 喷出的混合气体在空隙中压力急剧降低 促使固化材料就粘附在旋转产生空隙的土中 旋转到半周 另一搅拌叶片把土与粉体固化材料搅拌混合在一起 这样周而复始的搅拌 喷射 提升 使土与粉体搅拌混合的更均匀 与固化材料分离后的空气传递到搅拌轴的周围 上升到地面释放掉 如果不让分离的空气释放出来将影响减压效果 因此 搅拌轴外形一般多呈四方形状 多向喷射灰砂桩的加固机理 灰砂桩加固地基的优点 1 使用的粉体固化剂可更多地吸收软土地基中的水分 而固结材料中加入砂对改善软土中的液 塑性性质 其加固高含水量的软土 极软土加固效果明显 2 固化材料全面地被喷射到搅拌叶片旋转过程中的空隙中 与土体中的水分吸附 在多向搅拌叶片搅拌下 使固化剂均匀地分布在土中 3 灰砂固化材料的喷射是在密闭的系统中完成的 中途不会发生粉尘外溢而污染环境 喷射灰砂桩施工机械 混合装置 料斗 桩工机械 1 新型搅拌桩机 a 多向搅拌机及灰砂新型桩机及配套设备 b 加芯桩机及配套设备 c 智能化施工设备 根据地质情况变化自动调节下钻 提升 速度 转速 喷浆量大小等 d 大扭矩成桩设备 开发成桩深度30m左右 能穿越中间硬夹层能力的施工设备 e 同步监测设备 研发机台上适时记录每根桩成桩过程参数 集中监控室记录范围10公里内每台桩机的工作状态 施工参数的监测设备 喷射灰砂桩施工机械 多向搅拌桩机安装 2 变载面挤密螺纹桩机首先利用目前广泛使用的长螺旋CFG桩桩机进行技术改造 降低回转速度 增大回转扭矩 增设向下的加压力和起拔力 开发专用挤土钻具 实际长螺旋桩机的挤土功能 减少长螺旋施工的出土量及清理桩间土造成大面积浅部断桩的缺陷 可提高成桩质量 加快施工进度 完成长螺旋桩机的改造工作后 然后开发变截面挤密螺纹桩的专用设备 钻进过程中可智能化的控制钻进速度 挤压力及混凝土灌注速度的相互匹配 同时通过钻进阻力可判别桩长是否已进入持力层 优化桩长 确保施工质量 喷射灰砂桩施工机械 储配料混合装置 喷射灰砂桩施工机械 储配料装置 灰砂桩施工机械配套示意图 灰砂桩施工机械 多向搅拌桩机安装 设备安装 安装减速机 安装传感器 电器安装 电脑接线 电脑接线 控制电源 接入传感器 灰砂入口 罐盖 减速机 操作控制系统 上料行程限位器 上料工作平台 电控制动减速机 双卷筒卷扬机 清渣口 送灰器 进气管 砂砾过滤器 送灰出口 后台操作系统 电控箱 净气阀 电脑显示 罐内气阀 空压机 空压机排气量3m3工作压力 0 7MPa 设备试运转 灰砂桩施工工艺 施工工艺流程图 1 调试设备 桩机各部应运行正常 空压机的双安全阀应调整至额定的压力范围内 调整方法是用两个开口扳手 调节安全阀螺栓 结合压力表的指示 至0 7Mpa后锁定 并重复检查是否在0 7Mpa压力范围内自动泄压或停机 以确保整个压力容器系统的安全 检查上料斗的空载试运行状况 尤其是料斗上行终点时 限位器应自动断电停止工作 检查大灰罐密封门的密封状况是否良好 不应有泄漏情况发生 并检查大灰罐中的螺旋搅拌器旋转的方向是否是顺时针旋转 有无异常 施工工艺 施工准备 2 安装多向传动箱和钻杆 桩机就位 3 按设计布桩桩位对中 调平桩机 使搅拌轴保持垂直 施工工艺 上料的顺序一般为 先加入砂 再依次加入水泥和其他辅料 便于料斗中材料的倾卸 大灰罐中储存固化剂材料的量应大于单桩桩长所需材料的总量 若以15米的桩长计 电脑显示的材料净重量 去罐体重 一般要保证在1200公斤以上 防止成桩过程中断料 首次计量时应记住空罐体的重量 每次成桩终结后 前 后台的电脑井深项要归零 各种固结材料的配比应与各个施工工程的技术要求一致 4 上料 上料加入水泥和砂 启动桩机和空压机 采用净气向下钻进 操作直通净气阀 控制气压在0 4 0 5Mpa 以利冷却钻头和防止钻头喷嘴堵塞 与此同时 操作罐内阀向罐体内充气加压至0 65 0 7Map 采用外钻杆正向回转 5 净气向下搅拌钻进 钻至接近设计井深时 应降低钻进的钻速直至终孔 在原位空钻的同时 直通供气阀不能关闭 但须适当调整小一些 以便于固化材料随气体喷射到井底 6 钻进结束 提升喷射灰砂工序是灰砂桩施工质量控制的关键点 其操作一般须由两名责任心强的工人来完成 后台主要是操控给灰量 前台是操作桩机搅拌的提升速度 根据电脑显示器提示的每一井深段需喷射的灰砂量 操控提升卷扬机调速电机的转数 前 后台的操作应协调一致 才能保证桩体各个井段的噴灰量均匀一致 7 提升喷射灰砂 前 后台操作要点 提升喷粉前 应换成反挡搅拌 并缓慢提升约0 1米高度左右 以利于灰砂的喷射 于此同时 后台在送灰前 大灰罐的充气压力应满足送灰要求的0 6 0 65Map 在送灰过程中 控制罐内气输送阀 使其罐内压力始终处于0 6 0 65Map的正常工作范围内 在空压机储气罐压力值达到0 65 0 70Map后即可开启给料控制碟阀 喷射灰砂 多向喷射灰砂桩技术成果 工程实例 1 宁安铁路多向喷射灰砂桩 2 昆明枢纽多向喷射灰砂桩 3 广珠铁路多向喷射灰砂桩试验 多向喷射灰砂桩试验情况 昆阳 昆明枢纽 多向喷射灰砂桩试桩总结 施工工艺流程 检验了多向搅拌喷射灰砂桩设备研发的实用可靠性 通过试验证实 喷射灰砂装置能有效的将水泥 未经过筛的中粗砂 粉煤灰和石膏均匀的经多向钻杆 喷射至搅拌桩体中 形成完整的多向搅拌灰砂桩 证实了机械装置的研发具有创新意义 应用是较为成功的 多向喷射灰砂桩目前还需解决的问题 从部分灰砂桩的钻芯取样显示 上部桩头部分0 2 9米成桩效果不好 所取芯样表现为 灰砂与土搅拌均匀 芯样体中明显可见水泥和沙粒 但不够密实 硬度不够 手捏时有局部松散破坏形象 且钻芯采取率不足60 表明该桩段搅拌固结不好 原因分析 1 试验场地原来是个水塘 回填深约2米 且该段处于干燥非密实状态 喷射的灰砂随气体多处通路扩散 不能集中于桩内 尽管干燥的回填层与喷射的灰砂能够充分的搅拌 但水泥等固结材料在没水的状态下 不能与回填土体浸润 使之无法固结或固结不好 原因分析 2 试验场地下2 9 4 5米为泥炭质软土地层 而灰砂桩施工的特点是提升时喷射灰砂 喷射的压缩气体和灰砂一般会沿钻杆柱向上窜动 而淤泥质与泥炭质软土地层固有的软塑与高含水特性 使该段软塑土体与钻杆柱形成柔