三轴水泥搅拌桩施工工艺

三轴水泥搅拌桩施工工艺

1、施工工艺及主要设计参数

1.1 超深三轴水泥土搅拌桩施工流程

超深三轴水泥土搅拌桩施工工艺流程见图2。

具体步骤如下：

(1) 场地平整

三轴机施工前，必须先进行场地平整，原始地面标高为103.02m，清除施工区域内的表层硬物及浮土。在对施工区域进行障碍物清理之后，用碎石土回填夯实，地面标高控制为103.22m，并在桩机车辆的行走区域上面铺设钢板和路基箱，确保桩机的行走安全。

(2) 测量放样

根据该工程的坐标基准点，按照设计图进行放样定位工作，并做好标志，以便挖掘机开挖。然后提请监理进行复核验收。

(3) 开挖沟槽

根据测量放样采用挖机开挖沟槽，并清除地下障碍物，施工沟槽的中心线为三轴搅拌水泥土墙的施工中心线，沟槽的宽度不大于1m。

(4) 搅拌桩机的拼装

该项工法要求对施工设备进行选型，选型的主要依据是桩深、桩截面形状和尺寸等，通常要确定的内容包括：桩机型号、桩架高度、加接次数、钻杆组合等。一般能够进行超深三轴搅拌桩施工的桩机为120m以上液压履带式桩机，桩架的高度一般为18m、24m、27m和33m。

根据技术要求对桩架、电机和钻杆进行组装，组装要求至少需要有40m×20m的场地，并需要吊车配合施工。

(5) 桩机就位

由起重指挥工统一指挥，桩机就位。移动前看清上、下、左、右各方面的情况，桩机就位桩机应平稳、平正，并用桩机自带的仪表进行垂直度检测。检测前需要先用经纬仪对垂直度仪表进行规零校正，桩架两个方向的垂直度偏差不大于1/500。

(6)三轴搅拌桩孔定位

搅拌桩机上的2根吊锥线距钻杆中心线为600~1200mm，导沟开挖好后，在沟漕中心线向外600~1200mm处用固定物做出标记，并在固定物上标记好每幅桩的中心点。这样，桩机吊锥

线对准定标记，即完成孔位定位。

(7) 搅拌下沉

启动电动机，根据土质情况控制好速率，放松卷扬机使搅拌头自上而下切土、搅拌、下沉，直到钻头下沉钻进

至设定标高。

(8) 拆卸钻杆接头

第一组钻杆下沉到接头位于地面附近时，用短梁将钻杆组的顶端抱箍(即连轴器)挑起，搁置在导梁或路基箱上。拆下接头，使机架与第一组钻杆脱离，桩机移位。

(9) 加接预埋钻杆

先将待加接的钻杆放置在地下预先钻好的桩位孔中，通过移动桩机来“获取”待加接的钻杆组，使钻杆加接的操作可以由人工在地面上进行，利用桩机本身的提升动力，拉动预置在地下的钻杆。将桩机移动到预埋钻杆的位置，并将预埋钻杆连接到桩架上，提升动力装置和其下部连接的第二组钻杆(预埋钻杆)，再移动桩机回到原来的桩位。仔细调整桩架的垂直度和平面位置，使加接钻杆和第一组钻杆的接头准确对接。

(10) 反转提升

搅拌钻杆反转，按照设计提升速度低档转速，喷浆、喷气，在提升过程中，根据钻杆加接次数的不同，相应也

有一个逐段拆接钻杆的过程，所以超深搅拌桩的提升过程并不是连续的，必须不断把拆卸下来的钻杆，放回到预埋孔中，连接钻杆以后，方能继续搅拌提升。当搅拌钻头提升到离地面50cm处或桩顶设计标高后，关闭灰浆泵。此时单幅搅拌桩的搅拌施工结束，按照施工顺序可以移动桩机到下一幅桩位进行施工。

1.2 水泥土搅拌桩主要施工参数

桩身垂直度控制小于1/200。

搅拌桩水泥浆液配比：水︰水泥=1︰0.45~1︰0.55，水泥采用P.O42.5水泥。

下沉速度与搅拌提升速度应控制，下沉速度不大于1m/min，提升速度不大于2m/min,保持匀速下沉或匀速提升。

1.3 水泥土搅拌桩桩位布置

(1)三轴水泥土搅拌桩防渗墙：单桩直径850mm，桩中心间距600mm，排距600mm，相邻幅间搭接方式为套打一根桩(见图3)。

图3 单排桩套打施工顺序图

2 施工难点及控制措施

2.1 搅拌次数和搅拌时间

除满足操作必须的施工参数外，还应根据不同的地质情况、设计要求的加固指标、水泥土掺入量等，即下沉和提升速度，以确保搅拌质量。

2.3 地下异物的处理措施

因为地质中可能遇到地下坚硬的异物出现，施工可能导致单桩不能完成，但是我们施工的搅拌桩是要起到防渗和止水的效果，如果不能完成就会形成漏洞，整个防渗墙就起不到任何作用。

采取的措施为暂时放弃该桩位，对其周围的桩位施工以确定其异物的大小和影响的范围，如果在周围桩位可以施工到位，说明该异物影响的直径小于1m，可以采用将周围的桩先施工，将其异物分解到最小后小幅桩施丁。如果在周围施工时仍不能下沉，则影响范围在2m直径左右，可以由原来的横向排桩施工更改为竖向施工。如果-竖向施工仍不能解决问题，就采取钻孔取芯查明异物情况，再根据实际情况来更改防渗墙位置，绕过异物。

2.4 供气流量

加大空气流量也会有助于降低钻杆的扭矩负荷，一般选择供气流量为9m3 /min的空压机。但是气流量的增加也会导致对周围地层的扰动加大，尤其在砂层施工时，极易将砂层塌方埋钻。

控制措施：在空压机与桩机的连接软管中加安流量控制阀门，在全砂层施工时将阀门半关闭，控制供气压力保持在0.6~0.8MPa，观察返浆正常为标准(见图4)。遇到特殊地层可适当调节

压力，在施工下部地层时加大排气压力，同样以观察返浆正常为标准。这样既减少了对上部砂层的扰动，同时也可将下部的渣土置换到地面。

图4 施工中返浆

2.5 垂直度控制

施工过程中应保持桩机底盘的水平和桩架的垂直。三轴水泥土搅拌桩施工时，必须更严格控制桩体的垂直度。

在具体操作过程中，桩机就位后先用全站仪调整桩架的垂直度，对桩机上的水准系统进行归零，成桩施工中，加强垂直度监测和调整频率。

桩身垂直度的控制通过以下控制点实施操作：

(1) 地坪的平整度：

(2) 走道板铺设水平度；

(3) 导梁架设的水平：

(4) 桩架的垂直度校正：

(5) 提高上部引导段钻孔垂直度提高。在单桩施工的工艺中，孔深的上部10m为引导段，或称为“起孔”阶段，要求通过严格控制钻进速度，精心控制其垂直度，以保证整幅桩在后继的钻进过程中，引导段能起到垂直度导向的作用；

(6) 桩身的偏斜有众多的因素影响，其中还包括在施工中因定位销的脱落、夹扣的磨损和瓦片的脱落等导致钻杆在下沉的过程中摆动的幅度较大和扭动严重，容易发生偏斜，所以在施工中应多检查，早发现，及时更换和修复，防止桩位的偏斜。