桩径850mm五轴搅拌桩施工参数计算及施工要点-(文字)

桩径850mm五轴搅拌桩施工参数计算及施工要点

中交隧道局（天津）第五工程有限公司 蒋利生

【摘要】 目前，多轴搅拌桩主要以三轴搅拌桩为主，近年，为了更好发挥多轴搅拌桩的优点，克服其缺点，桩径650mm、850mm两种五轴搅拌桩应运而生。本文主要介绍最新型的DKZ850—5型多轴钻孔机,五轴水泥搅拌桩施工参数计算及施工要点，并通过与其他形式的水泥搅拌桩比较，得出桩径850mm五轴搅拌桩的优势。

关键词：五轴搅拌桩 施工参数 施工要点 优势 1．前言

多轴搅拌桩机已广泛应用于基坑围护结构工法桩、重力式挡土墙、止水帷幕、地基加固等施工。其具有对周围地层影响小 、抗渗性好 、施工噪音小、无振动、工期短 、废土产生量少,无泥浆污染 、大壁厚、大深度、适用土质范围广、技术经济指标好等优点。目前，多轴搅拌桩主要以三轴搅拌桩为主，近年,为了更好发挥多轴搅拌桩的优点,克服其缺点，桩径650mm、850mm两种五轴搅拌桩应运而生.

图1—1 DKZ850-5型多轴钻孔机

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2。 DKZ850—5型多轴钻孔机

目前，五轴搅拌桩桩径有650mm、850mm两种,配合大型全液压步履式钻孔机架使用.DKZ850—5型多轴钻孔机为靖江市金利泰工程机械有限公司研制的专利产品，也是SMW工法的最新专业机械。DKZ850-5型多轴钻孔机主要特点是：钻杆五轴,施工较常规三轴机械理论效率提高100％ ；钻杆轴采用合金钢材质，垂直度好，经久耐用；六角接头加长，增加接触面，改进热处理工艺，使用寿命提高；引进国外先进技术，钻头改为二级三档,使之具有更快的钻进速度和良好的搅拌效果。

图2-1 DKZ850-5型多轴钻孔机钻头图

DKZ850—5型多轴钻孔机主要技术参数见表2—1：

表2—1 DKZ850—5型多轴钻孔机主要技术参数

序号 1 2 3 4 5 6 技术指标名称 钻孔直径（mm） 钻孔个数 钻孔中心距(mm） 最大钻孔深度(m） 钻杆转速（Y/m） 钻杆直径（m） 技术参数 850×850×850×850×850 5 600×600×600×600 28 13.5 219

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7 8 9 10 11 12 13 14

3. 五轴水泥搅拌桩施工参数计算

五轴水泥搅拌桩施工中一般采用P。O42.5级普通硅酸盐水泥，水灰比为1。5～2。0，水泥掺量20%,每立方米搅拌土的水泥掺量为360kg。土体加固后，搅拌桩28天龄期无侧限抗压强度≥0。8Mpa。现就水泥浆配合比为1.5:1及2。0：1两种情况，分别进行对应的施工参数计算。 3.1 水泥浆配合比为1.5：1时施工参数计算

⑴、水泥浆参数：(水泥密度取3t/m3)

水泥比重计算：ρ＝M/V：水灰比为:1。5时，ρ＝（1+1。5）/（1。5+1/3）＝1。36Kg/L

⑵、每幅桩的水泥用量

每幅桩的水泥用量=搅拌桩的计算面积(2。4224m2)×有效桩长×土体密度(取1。8t/m3）×水泥掺入量.

⑶、下沉速度、提升速度及浆液流量确定

现取长度为1米的水泥搅拌桩体为计算单元进行计算：

搅拌桩计算面积取2.4224m2,即1米长度的计算单元的体积为2.4224m3 掺入水泥量为：2.4224m3×1.8t/m3×20％=0。872t=872kg 根据水灰比为1。5：1得：水泥浆重量为2180kg 根据水泥浆比重为1。36Kg/L得，水泥浆体积为1603L

下沉速度取0。5m/min，提升速度取0.6m/min,设三台BW-250泵浆液流量x

钻杆基本长度（m） 钻杆平均扭矩（KN.m) 主机动力（KN） 桩架导轨中心距钻杆中心（mm） 桩架导轨中心距（mm) 配套桩架 主机重量（kg） 配套浆管内径（mm） 3、6、7 35 220(110×2） 960 600 不小于JB160 48000 25

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相同且在下沉和提升过程中不变,则有（（1m/0。5m/min）+(1m/0。6m/min））x=1603L/3，即x=146L/min,根据BW-250泵自身性能参数取145L/min。 3。2 水泥浆配合比为2。0：1时施工参数计算

⑴、水泥浆参数：（水泥密度取3t/m3)

水泥比重计算：ρ＝M/V：水灰比为：2.0时，ρ＝（1+2.0)/（2。0+1/3）＝1.286Kg/L

⑵、每幅桩的水泥用量：同3.1—⑵。 ⑶、下沉速度、提升速度及浆液流量确定

现取长度为1米的水泥搅拌桩体为计算单元进行计算：同3。1—⑶，掺入水泥量为：872kg

根据水灰比为2.0:1得：水泥浆重量为2616kg 根据水泥浆比重为1.286Kg/L得，水泥浆体积为2034L

下沉速度取0。3m/min,提升速度取0.75m/min,设三台BW—250泵浆液流量x相同且在下沉和提升过程中不变，则有(（1m/0.3m/min）+（1m/0。75m/min））x=2034L/3，即x=145L/min，根据BW—250泵自身性能参数取145L/min. 4．五轴水泥搅拌桩施工要点

⑴、开机前必须探明和清除一切地下障碍物,须回填土的部位，必须分层回填夯实，以确保桩的质量。

⑵、桩机行使路轨和轨枕不得下沉，桩机垂直偏差不大于2‰，以确保搅拌桩垂直偏差＜3‰。

⑶、严格控制水灰比,水泥浆过滤后倒入集料桶中，随后不断的搅拌，防止水泥离析,压浆连续进行，不可中断.

⑷、下沉提升速度及注浆量的控制

搅拌头下沉速度、提升速度及注浆泵的泵量按计算结果控制，不间断的进行供浆。根据施工参数计算可知，下钻、提升速度应与注浆泵的泵量相对应，不得随意更改。钻机在钻进和提升全过程中，保持螺旋杆匀速转动,匀速下沉提升，通过控制下钻和提升的速度均匀一致，使水泥土搅拌桩在初凝前达到充分搅拌，水泥与土能充分拌和，确保搅拌桩的质量。施工过程中必须均匀、连续的注入拌制好的水泥浆液，钻杆提升完毕时，设计水泥浆液全部注完，搅拌桩施工结束。

搅拌桩施工前应做工艺性试桩，如下沉提升速度受地质情况影响不能满足施

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工前确定的施工参数要求,则必须根据试桩数据对施工参数进行调整。

⑸、在搅拌桩桩底部分需重复搅拌注浆后提升，直到提升至离设计顶标高50cm处再关闭注浆泵。 5。 五轴水泥搅拌桩优势分析 5。1 SMW工法桩及止水帷幕

SMW工法桩及止水帷幕施工目前仍以三轴搅拌桩居多，常见的三轴搅拌桩直径有650、850、1000三种，五轴搅拌桩直径有650、850两种桩径.850mm的五轴搅拌桩的出现，使五轴搅拌桩适用的基坑深度加深，扩大的五轴搅拌桩的施工范围.另外、五轴搅拌桩比三轴搅拌桩一次施工长度长,减少搅拌桩套钻桩个数,可以加快围护施工进度、减少水泥用量，降低产生冷缝的可能，850mm的五轴搅拌在工期、材料成本、减少堵漏成本等方面具有明显的优点和不可比拟的综合优势。

图5-1 三轴搅拌桩施工套钻示意图

图5-2 五轴搅拌桩施工套钻示意图

5.2 重力式挡土墙及地基加固

重力式挡土墙及地基加固施工,三轴搅拌桩(Φ850@600)一次施工面积为1.495m2，五轴搅拌桩(Φ650@450)一次施工面积为1。400m2，五轴搅拌桩（Φ850@600）一次施工面积为2。4224m2，可见桩径850mm五轴搅拌桩一次施工面积比桩径850mm三轴搅拌桩提高62％,比桩径650mm五轴搅拌桩提高73％。

图5—3 三轴搅拌桩一次加固面积

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图5-4 五轴搅拌桩一次加固面积

5.3 其他方面

桩径850mm的五轴搅拌桩一次施工面积大，后台拌浆系统能力要求比桩径650mm的五轴搅拌桩及三轴搅拌桩大，施工时注意拌浆桶及存浆桶的选择。五轴搅拌桩钻机现配合大型全液压步履式钻孔机架使用，施工场地要求高。 6。 结束语

桩径850mm五轴搅拌桩与三轴搅拌桩比较在SMW工法桩、止水帷幕、重力式挡土墙及地基加固施工方面具有很好的经济性，更好的发挥了多轴搅拌桩的优点，克服其缺点。

参考文献：《型钢水泥土搅拌墙技术规程》（试行)(DGJ08—116—2005J10608-2005）（2005。上海)

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