粉體噴射攪拌加固軟土地基應(yīng)用研究

粉體噴射攪拌加固軟土地基方法是國外七十年代興起的一種處理軟土地基的新工藝技術(shù)，其方法是采用噴射攪拌法將石灰粉、水泥粉及其他多種固化劑與樁位土體強(qiáng)制攪拌，使軟土形成具有整體性、水穩(wěn)定性和一定強(qiáng)度的優(yōu)質(zhì)人造地基，從而加強(qiáng)軟土地基的承載能力，減少地基沉降量，保障和增加挖方工程的邊坡穩(wěn)定性。 粉體噴射攪拌樁加固的土質(zhì)有淤泥、淤泥質(zhì)土、粘土、亞粘土、適應(yīng)于加固多層建筑物或構(gòu)筑物的軟土地基，作為基坑開挖的檔土墻，鐵路或公路的軟弱地基加國均有良好效果。 噴粉樁工藝技術(shù)的關(guān)鍵是正確選擇固化劑及其配比，掌握好鉆進(jìn)速度和提升速度，合理使用壓縮空氣的壓力，合理選擇攪拌參數(shù)及次數(shù)。 推廣應(yīng)用情況及經(jīng)濟(jì)社會效益：通過三年的生產(chǎn)和應(yīng)用研究，先后在湖北、上海、珠海、廣州等地區(qū)應(yīng)用，至1991年止，已完成工程百余處，完成實(shí)物工作量35萬延長米，創(chuàng)產(chǎn)值1200萬元。目前湖北地礦系統(tǒng)已有20余臺設(shè)備進(jìn)入市場，發(fā)展前景很好。 噴粉樁工藝方法簡單，投資省，單項(xiàng)工程施工周期短，與換土填砂、沉管灌注樁、靜壓預(yù)制樁、擠密碎石樁比較平米造價(jià)可降低39—143%，可節(jié)省大量鋼材。且其振動小，噪音小，污染小，工效高，經(jīng)濟(jì)社會效益好。

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(qiáng)制攪拌混合，使地基土和加固材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，在穩(wěn)定地基土的同時(shí)，提高強(qiáng)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(yīng)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(xué)反應(yīng)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(jìn)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(jìn)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(dá)1/3，提高石灰柱體的強(qiáng)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。

粉體噴射攪拌法(dry jet mixing method)是指通過專門的粉體噴攪施工機(jī)械，用壓縮空氣將生石灰粉或水泥粉等加固材料以霧狀噴入軟土地層中，借鉆頭葉片的旋轉(zhuǎn)使其與原位軟黏土強(qiáng)制性的攪拌混合，以加固軟黏土的方法 。

該法1967年由瑞典的Kjeld Paus提出，1974年正式應(yīng)用于工程實(shí)踐。日本于1981年開始應(yīng)用；中國于1983年開始研究試驗(yàn)，1984年首次應(yīng)用于廣東省云浮硫鐵礦專用鐵路的一處涵洞軟土地基加固取得成功。后相繼在武昌用于下水道溝槽地下連續(xù)墻和連云港鐵路涵洞基礎(chǔ)加固，均獲得良好效果。