浅析粉喷桩在软基处理中的应用
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④ 桩身根据设计要求在一定深度即在地面 以 下 12 13 / — / 桩长并不小于 5 的范 围内必须进行 m 重复搅拌 , 使水泥料与地基土均匀拌和。 ⑤ 施工中, 发现喷粉量不足, 应整桩复打, 复打
泥土结构 。可见 , 搅拌越充分 , 土块被粉碎得越小 , 水泥分布到土中越 均匀 , 则水泥土结构强度 的离散
表 面重 新暴 露 出来 , 与 水发 生反 应 , 样 周 围的水 再 这
生成大量纤维状结晶 , 断延伸充填到颗粒 间的 并不
孔隙中 , 形成网状构造。到五个月时, 纤维状结晶辐
射向外伸展 , 产生分叉 , 并相互连接形成空间网状结
溶液就逐渐达到饱 和。当溶液达 到饱和后 , 水分子 虽继续深入颗粒内部 , 但新生成物 已不能再溶解 , 只
理及施 工 中的质 量控制 。 关 键词
1 前 言
能以细分散状态的胶体析出, 悬浮于溶液中, 形成胶
体。
从广义上说 , 软土是指强度低 、 压缩性高的软弱
土层 , 可将其分为软粘性土、 淤泥质土、 淤泥 、 泥炭质
土和泥炭 5 种类型。我 国幅员辽 , 地质情况复杂 () 2 土颗粒与水泥水化物的作用
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北 方 交 通
浅析粉 喷 桩 在软 基 处 理 中 的应 用
李晓明
( 辽宁交通工程质量监督站 , 沈阳 1OO ) 102
摘
要
通过丹东至庄河高速公路软基路段 处理的设计、 施工情况, 浅析粉喷桩的设计原
软基 粉 喷桩 水 泥加 固土
定活性的介质 一土的围绕下进行 , 以水泥加固 所 () 1 水泥的水解和水化反应 普通硅酸盐水泥主要是氧化钙、 二氧化硅、 三氧
土的强度增长过程比混凝土为缓慢 。
化二铝、 三氧化二铁及三氧化硫等组成 , 由这些不同 的氧化物分别组成了不同的水泥矿物 : 硅酸三钙 、 硅
酸二钙、 铝酸三钙 、 铁铝 酸四钙、 硫化钙等 。用水泥
当水 泥的各种水化物生成后 , 的 自身继续硬 有
化, 形成水泥石骨架 ; 有的则与周 围具有一定活性的 粘土颗粒发生反应。
多变, 软土在我国滨海平原、 口三角洲、 河 湖盆地周 围及 山涧谷地均有广泛分布, 其主要工程特性为 : 天 然含水量高 、 空隙比大 、 透水性差、 压缩性高、 灵敏度
① 粉喷桩施工应根据成桩试验确定的技术参
数进行 ; 操作人员应随时记录压力、 喷粉量 、 钻进速
度、 提升速度等有关参数的变化。
② 严格控制喷粉标高和停粉标高, 不得中断喷 粉, 确保桩体长度 ; 严禁在尚未喷粉的情况下进行钻 杆提升作业。 ③ 当钻头提升到地 面以下不足 5c 0m时 , 送灰
而土团间的大孔隙基本上已被水泥颗粒填满 , 以, 所 加固后的水泥土中形成一些水泥较多的微 区, 而在 大小土团内部则没有水 泥。只有经过较长的时间, 土团内的土颗粒在水泥水解产物渗透作用下 , 才逐 渐改变其性质。因此在水泥土中不可避免地产生强 度较大和水稳性较好 的水泥石 区和强度较低的土块 区。两者在空间相互交替 , 从而形成一种独特的水
高、 抗剪度低 、 流变性显著。因而软土地基 的工程设
① 离子交换 和团粒化作用。粘土和水结合时
就表现出一种胶体特征 , 如土中含量最多的二氧化
计与施工技术一直为工程界关注。现通过丹庄高速 硅遇水后 , 形成硅 酸胶体微 粒, 表面带有 钠离 子 其 a 或钾离子 K+, 它们能和水泥水化生成 的氢氧 公路软基路段处理的实际情况 , 阐述粉喷桩的设计 N +
一
联结 , 从宏观上看也就使水泥土的强度大大提高 。 ② 硬化反应。随着水泥水化反应的深入, 溶液
中析出大量 的钙离子 , 当其数量超过 离子交换的需 要量后 , 在碱性环境 中, 能使组成粘土矿物的二氧化 硅及三氧化二铝的一部分或大部分与钙离子进行化 学反应, 逐渐生成不溶于水的稳定结晶化合物, 增大 了水泥土的强度 。从扫描电子显微镜观察 中可见 ,
粒大 10 倍 , 0 0 因而产生很大 的表面能, 有强烈 的吸
表面不大、 活性 很弱的介质 ) 中进行水解 和水 化作
用, 所以凝结速度较快 。而在水泥加固土中, 由于水
附活性 , 能使较大的土团粒进一步结合起来, 形成水
泥土的团粒结构 , 并封闭各土团的空隙 , 形成坚固的
泥掺量很小 , 水泥的水解和水化反应完全是在具有
构, 水泥的形状和土颗粒的形状已不能分辨出来 。 ③ 碳酸化作用 。水泥水化物 中游离 的氢 氧化 钙能吸收水 中和空气 中的二氧化碳 , 发生碳 酸化反
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第5 期
李晓明 : 浅析粉喷桩在软基处理中的应用
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应, 生成不溶于水的碳酸钙 , 这种反应也能使水泥土 增加强度 , 但增长 的速度较慢, 幅度也较小。从水泥 土的加固机理分析 , 由于搅拌机械的切削搅拌作用, 实际上不可避免地会 留下一些未被 粉碎的大小 土 团。在拌入水泥后将出现水泥浆包裹土团的现象 ,
原理及施工中的质量控制。
2 基 本理 论
化钙中钙离子 C ++ a 进行当量吸附交换 , 使较小的 土颗粒形成较大 的土团粒 , 从而使 土体强度提高。
水泥水化生成的凝胶粒子的比表 面积约比原水泥颗
水泥加固土的物理化学反应过程与混凝土的硬 化机理不同, 混凝土 的硬化 主要是 在粗填充料 ( 比
加固软土时, 水泥颗粒表面 的矿物很快 与软土 中的
拌入水泥 7 时, d 土颗粒周围充满 了水泥凝胶体 , 并
有少量水泥水化物结晶的萌芽。一个月后水泥土中
水发生水解 和水 化反应 。 生成氢 氧化钙、 含水硅酸 钙、 含水铝酸钙及含水 铁酸钙等化合物。所生成的
氢氧化钙、 含水硅酸钙能迅速溶于水中, 使水泥颗粒