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摘要：本文介绍了三轴深搅机在砂层中的施工工艺、质量控制及施工中出现的问题与解决的方法，并提出了相应的技术措施以提高深搅机在砂层中的施工质量。
关键词：三轴深搅机；砂层；工艺改进；施工质量
一、工程概况
蚌埠某医院地下基坑挖深14.1ｍ，设计采用钻孔灌注桩加二层钢筋砼支撑作为支护结构，采用深20.9~26.3m的单排三轴水泥土深搅桩作为止水帷幕墙。单组三轴深搅桩直径为850mm，相邻两组三轴桩间距为1.2m，桩体相互搭接宽度是250mm，施工设备采用山河智能装备有限公司研制的 Swwt85步履三轴连续墙钻机。深搅桩施工土层自上而下依次是：杂填土、粉土、细砂与中砂，深13m以下有深搅桩较难施工的密实中高压缩性、中等强度的砂层。
二、主要施工设备技术参数与性能
1、三轴深搅机
本工程的施工机械为 Swwt85步履三轴连续墙钻机。
Swwt85步履三轴连续墙钻机使用强劲平稳的动力头，动力头注浆旋转接头密封可靠、寿命长，底盘宽大坚固，与地面接触面积大，使整机具有非常高的完全稳定性。该设备动力头单轴额定输出扭矩为39kN•m，钻杆转速为15rpm，标准最大钻孔深度为30m。
2. 配套空压机
本工程使用的空压机为曼中系列螺杆空压机，机型为MZ-100AZ/1.0Mpa，电机功率为75kw，排气量为11.6m3。
3. 配套水泥自动拌浆机
本工程使用的水泥自动拌浆机的型号为BZ-20。
BZ-20型水泥自动拌浆机是为适应建筑施工企业到地基加固施工中供应水泥浆液而定型制造的拌浆设备。由水泥筒仓、螺旋输送机、拌浆筒、储浆筒、水泵、电控柜及电子配料仪器等组成，是一种高效、计量准确的拌浆设备。该设备的拌浆筒功率为30KW、容量2.5m3，储浆筒功率7.5KW，水泵功率4KW，螺旋输送机功率11KW，每小时可输送60吨。
三、技术参数
1、采用42.5MPa普通硅酸盐水泥，水泥用量420kg/m3，水灰比1.5。
2、喷浆搅拌时钻头下沉速度不大于1m/min，提升速度不大于1.3m/min。
3、桩位偏差不大于20mm，垂直度偏差不大于0.5%，桩底标高偏差不大于50。
4、钻进时注浆量一般为额定浆量的70%~80%。
四、施工工艺流程
1、测量放线：施工中的大样控制按照搅拌桩中心线平移间距作施工过程控制线，两端用钢管打桩固定，该线用铁丝代替，并在铁丝上分好幅数（图1）。
2、开挖导沟：采用挖机开挖工作沟槽，沿围护内边控制线开挖，沟槽宽度为1200mm，深度为800mm。
3、桩机就位：桩机到达作业位置，并调整桩架垂直度偏差小于0.2%。
4、桩机垂直度调整：在桩机上焊接一半径50mm铁圈，10m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。每次施工前必须适当调节钻杆，使铅锤位于铁圈中心，偏差不大于20mm，即把钻杆垂直度偏差控制在0.2%以内。
5、桩长控制标记：根据本工程搅拌桩桩长，以及地面标高，施工前在钻杆上做好标记，控制搅拌桩桩长不得小于设计桩长。
6、水泥浆拌制：施工前应搭建好150T水泥罐及水泥搅拌台，对搅拌水泥浆工人做好技术交底，水泥浆液的水灰比严格控制在1.5，每立方搅拌水泥土水泥用量不少于设计要求。
7、搅拌桩机钻杆下沉与提升：根据设计所标深度，钻机在钻孔和提升全过程中，保持螺杆匀速转动，匀速下钻，匀速提升，钻机钻进下沉搅拌速度一般在1m/min，提升搅拌速度一般在1.3m/min。
8、清理沟槽内泥浆：由于水泥浆液的定量注入搅拌孔内，将有一部分水泥土被置换出沟槽内，采用挖机将沟槽内的水泥土清理出沟槽，保持沟槽沿边的整洁，确保三轴深搅桩的硬化成型及下道工序的施工。
五、在砂层中施工的改进措施
本工程地层以砂层为主，厚度大，如果采用传统的施工工艺，将导致在第二次喷浆过程中，桩管被砂层埋住而无法拔出。
为了有效地解决此问题，经过研究，结合地层情况，并根据试桩的取芯效果，采取“喷浆搅拌下沉、喷浆搅拌提升、土层喷浆复搅”的施工工艺，采用这样的施工工艺，有以下优点：
1、可以防止桩管被砂层埋住，因为砂层具有搅动松散，同时又具有快密实等特点，在下搅过程中进行喷浆，砂颗粒间充满浆液，减缓砂密实，避免埋管事故。
2、从水泥土搅拌桩的成桩机理来看，水泥与土体的搅拌越均匀，土体颗粒粉碎越小，水泥分布到土体中就越均匀，则水泥土结构离散性就越小，其总体强度就越高，而砂本身具有搅动松散的特性，采用连续喷浆，并严格控制下沉和提升的速度，砂颗粒与水泥浆液的强制搅拌得到充分拌和，提高了拌合物的强度。
3、较好地解决了遇到硬土层时下沉较慢的问题，采用传统的施工工艺，预搅下沉时不宜冲水，只有遇到较硬土层时，才采取适量冲水的方法软化硬土层，达到提高下沉速度的目的。但是这样操作会因为注水而稀释了拟定的水灰比，对水泥土桩身强度造成一定的不良影响。而改进后的施工工艺其第一道工序为喷浆搅拌下沉，对遇到的硬土层，在搅拌过程中喷射的浆液本身就可以使其软化，达到提高下沉速度的目的，而对桩身强度又无任何影响。
六、施工中质量控制措施
1、施工现场应先进行场地平整，清除施工区域的表层硬物和地下障碍物，应进场场地处理，场地应满足桩机平移、行走稳定的要求，确保桩垂直度达到设计要求。
2、施工现场设专职质量检查人员，检查复核桩机，桩架的走位，钻孔的深度、速度，检查水泥浆液的搅拌操作规范、水灰比。
3、桩机移位、开钻、提升由现场指挥负责，严格按设计要求控制下沉和提升速度。
4、根据确定的水泥浆液的配合比，做好量具的检测可行手段，严格控制水灰比，搅拌时间，浆液质量，注浆时控制注浆压力和注浆速度。
5、严格控制桩底标高，搅拌头必须下沉到预定深度，保证整根桩搅拌均匀。
6、为保证桩底、桩顶质量，当灰浆达到出浆口，应喷浆搅拌“座底”30s，使灰浆完全达到底（顶）端。
7、为保持工作连续性，严禁钻杆下钻提升中途进行换岗接班，建立交接班记录制度，为保证桩之间的有效搭接，以达到设计所要求的止水效果，相邻桩施工需要连续，不得超过20小时。
9、施工过程中，由专人负责填写施工记录，施工记录表中详细记录桩位编号、桩长、下沉提升时间、水泥比重、水泥用量等参数。
10、由于砂层的摩擦阻力大，应经常测量搅拌头叶片的长度，当小于规定时，应立即更换，以确保桩径。
七、效果分析
施工前期对搅拌桩进行取芯检查，检查结果表明砂层、土层搅拌均匀，水泥浆在土层和砂层中混合均匀、固化良好。
八、结束语
通过改进传统的深层搅拌桩施工工艺，成功地应用于厚大砂层施工，较好地解决了厚大砂层中埋管和孔斜等问题，保证了桩体均匀性和连续性，桩身强度达到了设计要求。
论文作者:季静宇,张萌
论文发表刊物:《基层建设》2017年第23期
论文发表时间:2017/11/9
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