三轴搅拌桩施工技术08.9

三轴深层搅拌桩施工技术广州轨道交通建设监理有限公司2008年9月二、桩机组成与工作原理三、工艺流程四、质量控制要点一、三轴搅拌桩工法概述一、三轴深层搅拌桩和SMW工法概述1、深层搅拌桩一、石灰系：采用石灰粉作为固化剂，粉体喷射搅拌拌入软土后能吸收周围水本，因此加固体的初期强度高，对含水量高的软土加固效果良好。二、水泥系1、喷浆型搅拌法：指将水泥加入水后，以水泥浆的形式拌入软土中的深层搅拌法2、喷粉型搅拌法：通过专用粉体搅拌机械，用压缩空气将水泥粉均匀的喷入所需加固的软土地基中，凭借钻头翼片的旋转使水泥粉和软土充分混合，形成水泥搅拌桩。类型：单轴、双轴、三轴、多轴应用：搅拌桩施工完毕常用于止水帷幕或地基加固•在深层搅拌桩里放置型钢或钢板桩，•可用于地下工事开挖中防水挡土墙、河流改造的防水墙、埋设管道时做保护墙2、SMW型钢钢板桩3、SMW工法的广泛应用4、SMW(SoilMixingWall)工法介绍•SMW工法，也叫柱列式水泥土墙工法，是利用三轴式螺旋钻孔机在土壤中钻孔，达到预定深度后，边提钻边从钻头端部注入水泥浆，与原土壤进行搅拌，在原位置建成一段水泥土墙，然后再进行第二段墙施工，使相邻的水泥土墙彼此有重合段，连续施工即可做成地下连续墙。根据不同需要，插入工字钢或钢板桩，作深开挖基础围护或止水之用。止水帷幕和地基加固•车站基坑围护—SMW•围护结构止水帷幕•软土地基处理•盾构风井围护—SMW•盾构端头加固•联络通道加固5、SMW和深层搅拌桩工法在地铁工程应用应用实图•日本（1976）•美国、法国•上海•南京•苏州•杭州•天津•共性：软土地层6、本工法目前主要应用城市•适应性较好——砂层（粉细砂、中粗砂）淤泥质土、软岩•均匀性好——全面均匀搅拌•防水性好——止水效果好•深度大——可深层搅拌•自动化程度高——自动化控制•施工效率高——速度快•施工费用相对较低——回收利用•场地要求较高——占地面积大•动力大——400KW7、SMW工法特点二、三轴搅拌桩机组成与工作原理•三轴搅拌桩机组成：钻孔机和打桩架•钻孔机=动力头+钻杆+桩架+下部支撑架•动力头：提升导向机构+电机（2*75/90KW）•螺旋钻杆：咬合搅拌•支撑：垂直度保证•打桩架：液压步履式、履带式1、桩机组成桩架螺旋钻杆动力头下部支撑架中间支撑保持架2、钻孔机组成搅拌叶片螺旋叶片螺旋钻头3、打桩架类型步履式打桩架履带式打桩架4、性能参数•主要性能参数•钻孔直径：850mm•钻杆直径：273mm•钻杆间距：600mm•钻杆扭矩：中30.6/外23.9•最大钻孔深度：30~60M•电机：2*90KW5、配套设备•配套设备：制浆站、泵送机、空压机出浆口6、工作原理•以三轴型钻掘搅拌机在现场向一定深度进行钻掘,同时在钻头处喷出水泥系强化剂而与地基土反复混合搅拌,在各施工单元之间则采取重叠搭接施工,然后在水泥土混合体未硬结之前插入H型钢或钢板作为其应力补强材,至水泥土结硬,便形成一道具有一定强度和刚度的、连续完整的、无接缝的地下墙体。•SMW工法最常用的是三轴型钻掘搅拌机,其中钻杆有用于粘性土及用于砂砾土和基岩之分。•工效：1副/h.20m12~17*3根/d7、施工效率NIü三、工艺流程和质量要点•1、工艺流程水泥材质检验设置机架移动导轨构筑导墙报监理工程师三轴搅拌机定位水泥浆拌制制作试块残土处理报监理工程师搅拌、提升、喷浆施工完毕SMW连续墙施工步骤•2、工艺要点–地质条件、周边环境分析–清障：障碍物、管线–组装、调试、定位–试桩–施桩–清理DK23+273.9-9Y-243、工艺要点详解•分析调查：地质条件、周边环境、管线•清障：障碍物、管线•试桩：在开钻前应先进行2～3副桩试钻，根据试钻情况及时调整设计的技术参数，以满足施工质量的要求。（三天芯样）•施桩：正式开始进行搅拌桩的施工，并根据施工中的异常变化适当调整技术参数。序号技术参数项目参数指标1水泥掺入比18%～40%2供浆流量140～160L/min3浆液配比水：水泥=1:1.54泵送压力1.5~2.5Mpa5下沉速度100cm/min6提升速度200cm/min728天无侧限抗压强度≥0.8Mpa8水泥浆的比重1.679搅拌速度两边搅拌头：26.0中间搅拌头：14.5单位：rpm/min10每方被搅土体水泥用量300～500Kg三轴搅拌桩施工主要技术参数表4、质量控制a、原材料质量控制b、测量放样控制c、桩身强度和均匀性控制•浆液质量：根据设计配合比制备，测定水灰比、比重、并注意制作和使用时间的控制，防止灰浆离析。并保证连续供浆，防止断桩。•下沉和提升速度：边搅拌、边注浆，使水泥浆和土壤充分搅拌，确保加固体的整体均匀性良好，速度1m/min、0.7m/min。质量控制要点一施工时间下沉搅拌注浆(1m/min)度深1提升搅拌注浆(2m/min)324现场设专人跟踪检测、监督桩机下沉、提升搅拌速度，可在桩架上每隔1m设明显标记，用秒表测试钻杆速度以便及时调整钻机速度。–垂直度：自动、人工–在桩架上焊接一半径为5cm的铁圈，10m高处悬挂一铅锤，利用经纬仪校直钻杆垂直度，使铅锤正好通过铁圈中心，把钻杆垂直度误差控制在3‰内。–深度：自动、人工控制–桩与桩搭接：包括纵横搭接，要求桩机定位准确，一般不超过24h，否则会产生冷缝，需要进行复搅或后处理。质量要点二铅锤桩与桩须搭接的工程应注意下列事项：•①桩与桩搭接时间不应大于24h。•②如超过24h，则在第二根桩施工时增加注浆量20%，同时减慢提升速度。•③如因相隔时间太长致使第二根桩无法搭接，则应采取局部补桩或注浆措施。•④凡是由于电压过低或其他原因造成停机使成桩工艺中断时，应将搅拌机下沉至停浆点以下0.5m，等恢复喷浆时再喷浆提升继续制桩，凡中途停止输浆3h以上者，将会使水泥浆在整个输浆管路中凝固，因此必须排清全部水泥浆，清洗管道。质量要点三端头加固样例5、质量检查标准项目序号检查项目允许偏差或允许值检查方法单位数值主控项目1水泥及外掺剂质量设计要求查产品合格证书或抽样送检2水泥用量参数指标查看流量计3桩体强度设计要求按规定办法4地基承载力设计要求按规定办法一般项目1机头提升速度m/min≤0.5量机头上升距离及时间2桩底标高mm±200测机头深度3桩顶标高mm+100水准仪-504桩径＜0.04D用钢尺量5桩位偏差mm＜50用钢尺量6垂直度%＜0.3经纬仪/目测•加固效果的检测内容–加固体强度。–加固体整体性、均匀性。–加固体中地下水含量情况•检测方法–抽芯–测量–观察6、效果检测7、检验试验要求–试块：在成桩过程中在置换的水泥土中取样，制成标准试块6块/组（7.07*7.07*7.07cm3），做抗压试验。–垂直抽芯：检验均匀性（3天取芯）检测强度（28天、60天、90天）取芯率应大于90％抽芯位置：咬合部位！（不少于3孔）–水平抽芯：检查均匀性（一般在隧道或联络通道的洞门处不同地方钻6～9个孔，观察和测量渗水情况，不做强度实验。–倾斜抽芯：检查桩间搭接情况。–静力触探：可用于7天检验水平检查孔说明：1、水平孔孔径3cm，长度3-5m。3.0m2.0m8、补强措施•高压旋喷桩•垂直和水平注浆•降水•冻结法•止水帷幕及其他措施9、内业资料序号相关检查记录表格名称表格编号检查频率1搅拌桩工法施工记录F6.4.8每幅墙序号检验批质量验收表格名称表格编号验收频率1SMW桩分项工程检验批质量验收记录表E3.4每幅墙10、施工记录和检验批表格