三轴搅拌桩施工工艺及质量控制

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摘要：三轴搅拌桩施工是利用水泥作为加固剂，使用特制的深层搅拌机械，在地基深部将软土、水和水泥进行强制搅拌，使软土硬结形成桩体，并通过三排桩依次施工，使得桩与桩之间连成整体，从而起到提高地基的承载能力形成止水帷幕，阻挡基坑周边的水进入基坑的作用的一种施工方法。结合工程实例，对三轴搅拌桩的施工工艺及质量控制进行分析总结，

为类似工程提供参考。

关键词： 三轴搅拌桩、施工工艺、质量控制

中图分类号：TU755文献标识码： A

Abstract：Three axial mixing pile construction is a method that using reinforcement as agent, and using a special mechanical, deep in the soft soil foundation, force water and cement stirring to form a pile of soft soil induration, followed by three rows of pile construction, making between the pile and the pile together into a whole, and thus serve to improve the bearing capacity of the foundation formed waterproof curtain,stop water surrounding the role flowing into the pit. With engineering examples, Three axial mixing pile construction technology and quality control are summarized, and provide reference for similar projects.

Keyword：Three axial mixing pile、construction technology、Quality Control

1、前言：

三轴搅拌桩用水泥作为固化剂加固软土时，水泥和软土将产生一系列物理和化学反应，从而增加了颗粒之间的粘结力，增加了土体的强度和密实度，形成具有一定强度和稳定性的水泥加固土。改良后的土体在抗压强度指标上远远高于原天然软土强度，压缩性及渗水性比天然软土也大大降低。在加固软土时，由於水泥的掺量较小，一般仅占被加固土重的5～18％，水泥的水化反应完全是在具有一定活性的土体颗粒的围绕下进行，所以硬化速度较为缓慢。

本文结合大东技改扩建修船坞工程施工实践，浅谈三轴搅拌桩施工工艺及质量控制。

2、工程概况：

工程规模：380m×103m×13m修造船干船坞一座，50t吊车道长443m×2、350t吊车道长437m，坞口基坑围护结构，上下游护岸和防汛墙，下坞通道，变电所等。

三轴搅拌桩工程量汇总表

序号 部位 项目名称 单位 数量 备注

1 坞口基坑围护 Φ850三轴搅拌桩围护 根 432

2 护岸 Φ850三轴搅拌桩 根 97

3 东西坞墙 Φ850三轴搅拌桩 根 442

3、工艺流程：

平整场地——测量放线——开挖导沟——设置定位导向钢板——三轴搅拌机架设，就位——钻头下钻至设计桩尖标高——喷浆提升至桩顶标高——提升钻头至泥面——移桩架。

3.1、 施工方法

（1）桩定位

首先用经纬仪准确地放出施工段落的起始桩位及边线位置，然后用钢尺按设计要求的桩距用小木棍在施工范围内标示出桩位。

（2）桩架就位

桩架要保持平稳平正，就位时在机架上安装吊锤和靶控制桩架垂直度。吊锤锤线大于3m，靶直径2cm，从而控制桩架垂直度偏差小于1/300。桩架就位后再进行定位复核。

（3）钻进和提升喷浆

桩架就位、定位后，开始钻进。钻进至桩尖标高后边喷浆边提升钻头至桩顶标高，然后停止喷浆，提升钻头出泥面，完成一根桩的施工。

（4）搅拌速度控制

三轴搅拌桩施工中要严格控制搅拌下沉和提升速度。搅拌下沉和提升速度按设计要求和规范规定控制。复搅的长度经试桩后，会同监理、设计共同确定。

（5）浆液制备和注浆控制

浆液按设计配合比制备。浆液制备中要按规定频率测试浆液容重。浆压力按规范控制。注浆时配备流量计，注浆过程要随时监测流量计，发现异常及时处理。

（6）报表记录

施工过程中由专人负责记录，详细记录每根桩的下沉时间、提升时间和用浆量等，及时填写当天施工的报表记录，隔天送交监理。

4、 施工质量控制

三轴水泥搅拌桩施工属于隐蔽工程，施工中必须严格控制各个环节，做好桩体检测，严格按照规范设计施工，方可确保其施工质量。

（1）SMW工法止水搅拌桩规格为Φ850@600mm，相邻搅拌桩之间应连续施工，间隔时间不得超过12小时。墙体抗渗系数小于10-6cm/s。

（2）设备就位后，必须平整，确保施工过程中不发生倾斜、移动。要注意保证机架和钻杆的垂直度，其垂直度偏差不得大于1％，如发现偏差过大，应及时调整。

（3）单桩水泥用量的控制：

控制好水灰比。按单桩长和设计提供的每米水泥用量计算出单桩水泥用量，严格按设计给出的水灰比进行制浆，不得随意乱调水灰比；

控制好输浆泵。输浆泵必须有足够的压力和持久稳定的输浆能力，输浆量必须与桩机的钻进速度、搅拌速度及提升速度相匹配；

（4）搅拌桩桩身采用一次搅拌工艺，水泥和原状土须均匀拌和，下沉速度为0.5~1.0m/min，提升速度为1.0~2.0m/min，在桩底部分应重复搅拌注浆；严禁没有水泥用量计量装置的搅拌桩机投入使用。详见下图：

（5）每根桩开钻后应连续作业，不得中断喷浆。如遇停电、机械故障等原因，喷浆中断时应将搅拌头下沉至停浆点以下0．5米处并及时记录中断深度，待恢复供浆后再喷浆搅拌。如停工40分钟以上，必须立即进行全面清洗，防止水泥在设备和管道中结块，影响施工。停工在12小时内采取补喷处理措施，并将补喷情况填报于施工记录内，补喷重叠段应大于100cm，超过12小时应采取补桩措施。

（6）浆液配比须根据现场试验进行修正，参考配比范围为水﹕膨润土﹕水泥=1.6﹕0.05﹕1。备好的浆液还应不停地搅拌，使其均匀稳定，不得离析或停置时间过长，超过2h的浆液应降低标号使用；浆液倒入集料时应加筛过滤，以免浆内结块，损坏泵体。

（7）质量检验采用钻孔取芯法抽查，抽查数量一般为总桩数的2%左右，要求高掺量搅拌体28天龄期无侧限抗压强度不小于qu=1.5Mpa。

（8）搅拌桩施工前必须认真清理地下障碍物，对止水要求较高的搅拌桩施工时要求逐根做好施工记录，如有异常应采取补漏措施。

5、施工过程中的问题讨论与分析

在施工过程中，遇到了一些问题，以下是我们对所遇到的问题的研究及解决方法。

5.1搅拌桩体不均匀

1)产生原因：搅拌机械、注浆机械操作中发生故障，造成注浆不连续；搅拌机械提升速度不均匀。

2)防治方法：施工前对搅拌机械、注浆设备、制浆设备等进行检查、维修、试运转；灰浆拌合时间应不少于2min，增加拌合次数，保证拌合均匀，浆液不沉淀；提高拌合均匀性，控制注浆速度保持均匀。

5.2喷浆不正常

1)产生原因：注浆泵搅拌机出现故障；喷浆口堵塞；管路中有杂物；水泥浆水灰比不合适。

2)防治方法：注浆泵、搅拌机等施工机具应维修、试运转，保证正常使用；喷浆口采用单向逆止阀，不得倒灌水泥；注浆应连续进行，不得中断，在钻头喷浆口上方设置越浆板，防止堵塞；泵与管路用完后，要清洗干净，并在集浆池上部设细筛过滤，防止杂物及硬块进入管路，造成堵塞；选用合适的水灰比。

5.3桩体垂直度偏差

1）防治方法：在铺设道轨枕木处要整平整实，使道轨枕木在同一水平线上；在开孔之前用水平尺对机械架进行校对，以确保桩体的垂直度达到要求；用经纬仪配合线锤对搅拌轴纵横向同时校正，确保搅拌轴垂直；施工过程中随机对机座四周标高进行复测，确保机械处于水平状态施工，同时用经纬仪或线锤经常对搅拌轴进行垂直度复测。

5.4搅拌桩施工冷缝的发现与处理

水泥土搅拌桩为基坑内外止水帷幕，施工时须连续进行，不容许出现施工中断形成施工冷缝。在下述情况下容易出现施工冷缝：

1）地下管线或地下障碍物的影响

2）施工不连续、机械设备损坏或突然停电的影响：深搅桩施工过程中，难免不会造成施工不连续、机械损坏或突然停电，水泥浆发生初凝，相邻桩进行搅拌时无法进行，必须离开一定距离进行施工从而形成冷缝；

3）搅拌桩施工时搅拌桩机械不垂直或桩位发生偏差，使搅拌桩上下、左右桩体不咬合形成桩冷缝；上述情况发生后，应立即对冷缝位置做好准确标识。冷缝处理方式如下：

6、结束语

通过三轴搅拌桩的工程实践，发现该工艺的显著特点，即降低了工程造价，加快了工程进度，取得了良好的经济社会效益，其重要性是相邻两幅桩与桩的平行性和搭接程度都十分良好，保证了优良可靠的防水性能。经过芯样检测证明，施工过程中搅拌桩机控制流量均匀、较为合理，芯样完整率较高，且通过了抗压试验和抗渗试验，在桩身质量及止水等方面均达到了预期的效果。通过对坑外土移、水位观测、沉降观测等成果来看，也达到了理想的效果。

参考文献：

[1]杨飞．三轴深层搅拌桩施工工艺及质量控制分析．现代商贸工业，2010，22（7）．

[2] 周龙伟 孙虎．三轴搅拌桩施工及质量控制．工程科技，2011（25）．

[3] 赵胜利，徐玉虎，姚罗涛，陶朴. 三轴搅拌桩在基坑止水帷幕中的应用．中国高新技术企业，2010（21）．

[4] 朱光荣. 探析三轴搅拌桩在基坑止水帷幕中的应用．城市建设理论研究，2013（13）．

作者简介

刘颖嘉（1986—），性别：男，籍贯：江苏省大丰市，上海三航奔腾建设工程有限公司，助理工程师，本科学历。