什麼是三軸攪拌樁,三軸攪拌樁施工工藝詳細介紹!

1 三軸攪拌樁簡介

定義:

三軸攪拌樁是長螺旋樁的一種,樁機同時有三個螺旋鑽孔,施工時三條螺旋鑽孔同時向下施工,一般用於地下連續牆工法使用,是軟基處理的一種有效形式,利用攪拌樁機將水泥噴入土體並充分攪拌,使水泥與土發生一系列物理化學反應,使軟土硬結而提高地基強度。

作用:

三軸攪拌樁在基坑圍護工程起到重要的作用,一種中間不插型鋼,只作為止水用,如需擋土應與其他工藝結合應用;一種是攪拌樁樁體內插H型鋼(俗稱SMW工法)既可以起到止水亦可以作擋土牆,適用於挖深較淺的基坑。

優點:

三軸攪拌樁與其他支護形式的樁相比,施工速度快,每幅成樁時間約30-40分鐘(24小時可完成60m左右);成樁後止水效果顯著;機械自動化控制,操作程序簡單;人工投入少,施工成本低;並且三軸攪拌樁由於溝槽開挖完成後即可進行施工,現場不需要泥漿池,施工現場安全文明有保障。插入型鋼後三軸攪拌樁既起到止水又起到支護作用;同時型鋼可以回收利用。

缺點:

三軸攪拌機械及附屬設施安裝時間需要10天左右,而此機械及附屬設施需要工作場地較大,所需水泥儲存量大,同時用電量大,一臺500Kw的變壓器只能供應一臺三軸攪拌機的運轉。三軸的施工也需對地質情況進行考慮,適用於處理淤泥、淤泥質土、泥炭土和粉土土質。

2 三軸攪拌樁施工方法

水泥攪拌樁按材料噴射狀態可分為溼法和幹法兩種。溼法以水泥漿為主,攪拌均勻,易於復攪,水泥土硬化時間較長;幹法以水泥乾粉為主,水泥土硬化時間較短,能提高樁間的 強度,但攪拌均勻性欠佳,很難全程復攪。常見以溼法為主。

溼法與幹法的選擇以地勘報告提供的土含水率和施工現場環境決定。

3 樁機

該項工法要求對施工設備進行選型,選型的主要依據是樁深、樁截面形狀和尺寸等,通常要確定的內容包括:樁機型號、樁架高度、加接次數、鑽桿組合等。一般能夠進行超深三軸攪拌樁施工的樁機為120m以上液壓履帶式樁機,樁架的高度一般為18m、24m、27m和33m。根據技術要求對樁架、電機和鑽桿進行組裝,組裝要求至少需要有40m×20m的場地,並需要吊車配合施工。

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三軸攪拌機三個鑽頭,兩邊兩個進行漿液輸送,中間一個為氣孔,主要作用鬆動土體,防止翻漿,保證土體與水泥充分攪拌均勻。而且落鑽時兩邊鑽頭正旋轉,中間鑽頭反旋轉。起鑽時兩邊鑽頭反旋轉,中間鑽頭正旋轉。這樣可以充分保證水泥漿液與土體充分攪拌均勻,減少氣泡的存在,避免樁體沉降。

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4 附屬設施

一臺三軸攪拌機晝夜施工約用水泥72t,現場需儲備足夠水泥量以保證施工不中斷

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5 樁機各設備使用功率

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6 三軸攪拌樁施工準備

三軸攪拌樁水泥漿漿液配合比必須提前報當地建築工程質量檢測中心進行驗證,驗證結果符合設計文件要求並報監理驗收同意後方能開始施工。

開工前組織技術人員學習實施性施工組織設計,閱讀、審核施工圖紙,澄清有關技術問題,熟悉規範和技術標準。制定施工安全保證措施,提出應急預案。對施工人員進行安全技術交底,對參加施工人員進行上崗前培訓,考核合格後持證上崗。

三軸攪拌樁樁機進場後必須經當地建築工程檢測中心檢測合格後報當地安監部門備案並報監理驗收,相關儀器儀表必須經當地計量檢測單位檢測合格後報監理驗收,監理驗收合格後方能施工。

7 三軸攪拌樁施工流程圖

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8 三軸攪拌樁導槽施工

根據樁位控制線,開挖導槽,並清除地下障礙物,導槽尺寸要求中心線兩側寬各0.6m,深1~1.5m,在施工中隨打隨挖,保證漿液不外溢,挖出的廢漿液存放在現場指定空地,等施工結束後進行外運,達到文明施工要求。

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9 三軸攪拌樁施工工藝

1.場地平整:

清除一切地面和地下障礙物,場地低窪處先抽水和清淤,分層夯實回填粘性土,必要時可以摻拌石灰和水泥,確保樁機站位處地基穩定。

2.樁位佈置:

按設計圖排列布置樁位,在現場用全站儀定出每根樁的樁位,並做好標記,每根樁的樁位誤差±50mm。放樣後做好測量技術複核單,報監理複核驗收,確定無誤後方可施工。

3.樁機就位:

攪拌樁機到達作業位置,由當班機長統一指揮,移動前仔細觀察現場情況,確保移位平穩、安全,待樁機就位後,用吊錘檢查調整鑽桿與地面垂直角度,確保垂直度偏差不大於1%。在樁機機架上畫出以米為單位的長度標記,以便鑽桿入土時觀察、記錄鑽桿的鑽進深度,確保攪拌樁樁長不少於設計樁長。

4.備制水泥漿:

按成樁工藝試驗確定配合比拌制水泥漿,待壓漿前將水泥漿倒入儲漿桶中,製備好的水泥漿滯留時間不得超過2小時。

5.預攪下沉:

啟動噴漿機,放鬆捲揚機鋼絲繩,使漿噴樁機沿導向架自上而下漿噴切土下沉,開啟灰漿泵同時噴漿,邊噴漿邊旋轉,使水泥漿和原地基土充分拌合,直到下沉鑽進至樁底標高,並原位噴漿30S以上。

6.提升噴漿攪拌:

確認漿液已到樁底時,以試驗確定的速度提升攪拌鑽頭,邊噴漿邊旋轉,提升到離地面50cm處或樁頂設計標高後再關閉灰漿泵,在原位轉動噴漿30s,以保證樁頭均勻密實。

7.重複上、下攪拌:

噴漿機提升到設計樁頂標高時,為使軟土和水泥漿漿液均勻,再次將漿噴機邊旋轉邊沉入土中,到設計加固深度後再將漿噴機提升至地面。

8.提鑽,轉移:

將攪拌鑽頭提出地面,停止主電機、空壓機,填寫施工旁站記錄,樁機移位並校正樁機垂直度後進行下一根樁施工。

10 三軸攪拌樁施工順序

三軸攪拌樁施工順序如下圖,其中陰影部分為重複套鑽,保證止水帷幕的連續性和搭接的施工質量,水泥土攪拌樁的搭接以及施工設備的垂直度補正是依靠重複套鑽(搭接250mm)來保證,以達到止水的作用。三軸攪拌樁施工順序採用單側跳打施工方式(注:搭接施工的相鄰攪拌樁施工間隔不得超過16小時)。

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除單側跳打施工方式外,三軸攪拌樁施工還有單側擠壓施工方式,見下圖。當施工條件受到限制,樁機無法來回行走,採用此施工順序。

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11 三軸攪拌樁鑽進及提升

三軸攪拌樁樁身採用兩噴兩攪施工工藝,水泥和原狀土需均勻攪拌,下沉和提升過程中均為噴漿攪拌,同時嚴格控制下沉和提升速度。

下沉速度:0.5—1.0m/min

提升速度:1.0—1.5m/min

在樁底部分重複攪拌注漿。

按照三軸攪拌樁的施工工藝,三軸攪拌機在下鑽時,注漿的水泥用量佔總數的70%~80%,而提升時為20%~30%。按照技術交底要求均勻、連續注入拌制好的水泥漿液,鑽桿提升完畢時,設計水泥漿液全部注完。

12 水泥用量計算

開鑽前對拌漿工作人員做好交底工作,在施工現場配備電腦計量的自動攪拌系統和散裝水泥罐,以確保漿液質量的穩定。水泥漿液的水灰比為0.5,水泥摻量不小於20%(注:弱加固區水泥摻入量為8%)。

水泥用量計算:M=H*S*P*I

M——單排樁水泥用量,單位為噸。(單排樁為咬合的三排樁。)

H——為樁基長度,單位為m。

S——單排樁截面積,取1.5m2。

P——被攪拌土體密度,淤泥質粘土取1740Kg/m3。 I——水泥摻入量,取20%。

13 水泥漿液製備及注入

水泥漿配置好後,停滯時間不得超過2小時,因故擱置2小時以上的拌製漿液,應作廢漿處理,嚴禁使用搭接施工的相鄰攪拌樁施工間隔不得超過12小時。注漿時通過2臺注漿泵2條管路進行混合,注漿壓力為1.5Mpa~2.5Mpa,注漿流量為80~120L/min/每臺。


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