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三轴水泥搅拌桩

发表时间：2021/5/17 来源：《基层建设》2021年第2期作者：王剑

[导读] 摘要：三轴搅拌桩是螺旋桩的一种，桩机上存在三个螺旋钻头，施工时三个螺旋钻头同时向下施工，一般用于基坑围护及止水方面，是软基处理的一种有效形式。

        台州市椒江公路水运工程咨询监理公司浙江台州 318000
        摘要：三轴搅拌桩是螺旋桩的一种，桩机上存在三个螺旋钻头，施工时三个螺旋钻头同时向下施工，一般用于基坑围护及止水方面，是软基处理的一种有效形式。桩机两边两个钻头进行浆液输送，中间则为气孔。施工下钻时两侧的钻头正循环旋转，中间的钻头反循环旋转，起钻时则两侧反循环，中间正循环。这样施工的好处是能充分的让水泥浆液与土体搅拌均匀，让水泥土硬结从而达到软基处理的效果。
        关键词：螺旋桩；软基处理；基坑围护；止水
        三轴搅拌桩在施工过程中按工艺分位水泥土三轴搅拌桩和SMW工法桩两种，前者只作用于止水，后者适用作于挡土墙及围护基坑开挖。
        一、三轴搅拌桩概论
        （一）三轴搅拌桩的简介
        三轴搅拌桩在施工中左右两轴同向旋转喷浆与土拌合，中轴逆向旋转高压喷气松动土体使水泥土充分翻搅拌合，提钻后置换出大量的原状土，从而达到更好的基地加固效果。三轴搅拌桩桩机上存在三根长螺旋交叉叶片的钻头，在施工过程中一般采用一搅一喷工艺即可搅拌均匀。
        （二）三轴搅拌桩的优缺点
        1.三轴搅拌桩的优点
        三轴搅拌桩在施工过程中一般采用机械自动化控制，操作程序简单，作业人员经过基本的培训就能上岗，一台机械人工投入少，机械上配备流量计，能够实时监测水泥浆用量。三轴搅拌桩能置换原状土，成桩后止水效果明显，另桩机稳定，桩体垂直度高，桩间搭接质量好，SMW工法桩中又能作为挡墙及基坑开挖的支护结构来使用，安全稳定性高，同时在基坑主体结构完成后型钢可以回收二次利用。
        2.三轴搅拌桩的缺点
        三轴搅拌桩机机械自身占地面积大，设备安装时间较长，用电量大，在施工过程中水泥的要求存储量大，需要不停的进场水泥，在施工中原状土置换出来后需要挖机及时挖除原状土，置换后的水泥土抗压强度提升缓慢。
        （三）三轴搅拌桩与传统搅拌桩的区别
        1.工作原理的不同
        传统的深层搅拌桩其主要工作原理为：施工时旋转喷浆将水泥浆注入填充在搅拌开的土的间隙中并不能让土壤与水泥浆液充分的拌合。
        三轴搅拌桩则在开钻过程中中柱反循环注入高压空气的同时两侧钻柱正循环旋转注入水泥浆对水泥土进行充分的拌合，在完成搅拌后更是会置换出大量的原状土，使得基础能都得到进一步的加固。
        2.工艺特性的不同
        采用的施工设备不同，三轴搅拌桩机的成桩体强度及群桩的桩身均匀性均能较明显的优于传统搅拌桩，另三轴搅拌桩机其机身大、稳定性高、垂直度好、桩与桩的平行性和搭接程度均优于传统搅拌桩，与传统的基坑围护相比期施工作业占地面积小，能够开挖的深度大，施工进度快、可靠性强等诸多优点。三轴搅拌桩机根据其特性开钻时一般一次搅拌即可搅拌均匀，而传统的搅拌桩往往需要重复多次搅拌，而且成桩质量不稳定等因素，均弱于三轴搅拌桩。
        3.应用范围的不同
        传统的搅拌桩的应用范围主要包含在：止水帷幕、水泥土重力式挡墙支护、地基加固、内插H型钢形成SMW工法桩。
        三轴搅拌桩的应用范围包含：止水帷幕、SMW工法桩、地基加固、地下连续墙加固、基坑开挖支护等。

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        二.三轴搅拌桩的实际见解
        （一）三轴搅拌桩现场情况
        1.如何选出最佳的施工方案
        因每个地方的水土不同，一种工艺适用的工地有可能不适用于另一个工地，因此在三轴搅拌桩开始大规模施工前都会罗列出几种方案，在施工现场进行试桩来供选择，等到28天强度到期后取芯实验，检测出那种方案更适合该工地的需求，从而开始三轴水泥搅拌桩施工。
        2.选出最佳方案施工后的问题
        在选出最佳方案开始施工后，部分段落在达到28天强度段取芯去检测时会出现取芯取不出来或取出软质还未硬化的水泥土，现场28天强度基本没有的强度的情况，不过在过2个月再次取芯时强度才达标。大部分机械操作人员的不正当操作，在现场搅拌过程中一些工人为了加快工程进度私自提升提钻与下钻的速度，钻机移位不规范，不拉基准刻度线凭感觉来横移桩机点位使得群桩搅拌不均匀，后场拌合站水泥浆液不安设计水灰比拌合，也有土质的原因等多方面的问题才导致强度上升慢。SMW桩中型钢插入阶段工人放插槽，凭感觉现场插入H型钢，至现场工法桩不顺直，甚至偏位插入主体结构等情况；三轴桩开始施工时因交接问题，钻机下钻过程中钻断该路段的预埋管线的情况，还有现场地基加固施工时，会置换出一部分水泥土。由于施工前开挖过导沟，避免了泥浆的溢出，但由于加固深度的增加置换出的泥浆会逐渐增多，置换出的泥浆在短时间内无法固结致使无法及时运到指定的弃土场，对施工现场的文明施工造成一定的影响。
        3.对于问题的处理
        严格的按照设计图纸与技术规范施工，对出现的问题及时分析及整改，做好施工方案的审批、图纸的复核、技术交底、变更设计的签认，保证整个施工技术的标准化、制度化。更改方案重新做试桩，新方案设计出来后可以在钻机叶片处焊接一个取样盒，取出样品后同条件实时养护以便来确定该方案是否可行，以此来确定出符合现场施工的方案；合理地组织和调配材料、机械设备、运输器具和劳动力做到均衡生产，使工程能够高效、优质、低耗的生产；每天统计现场的施工作业情况，来确定是否存在不合规范的操作；三轴机开钻前在钻机前方拉好群桩位置分布线，好让操作员能够直观的了解群桩点位；还要定期组织质量培训，强化质量意识，对现场操作人员加强质量教育、强化质量意识，做到持证上岗；碰到土质有问题的及时联系设计单位到现场勘查，以便能够直观了解现场出现的问题，好对症下药；技术人员实时到现场检查好及时的发现问题；在三轴机上安装上流量监测器，以便查验钻机是否有不正当的操作；实验室对进场的原材料按施工技术规范规定的批量和项目进行监测实验，对于不合规格的原材料一律不得在工程上使用；时刻保持原材料水泥的充足，水泥及时进场；在后场拌合站上挂上配合比配料单，时刻提醒操作人员按规格拌料；施工前技术人员要及时联系该路段相关部门是否存在预埋管线的问题，若有及时要求迁移或改迁，防止开钻过程钻断管线的问题的发生。
        4.文明施工
        现场的安全文明施工要保证环境整洁、纪律严明、设备完好、物流有序、信息准确、生产均衡。现场合理布置有序摆放设备，场地平整，排水、溢出泥浆的排放要畅通，现场设施醒目的公告牌，防止现场置换土堆积过多现场预先做好施工围墙将施工场地与周边隔离开来，配备挖机及装载车定期的清运弃土至指定场地，保证场地整齐、干净、卫生，定期清理便道上的弃土渣并经常维护。
        三轴搅拌桩在软基处理上的程度高于传统搅拌桩，但也不能一概而论。它们各有各的优势，我们要因地制宜的去使用，做到好钢用在刀刃上。
        参考文献
        [1]JGJ94-2008.《建筑桩基技术规范》.
        [2]JGJ120-2012.《建筑基坑支护技术规程》.
        [3]JGJ79-2012.《建筑地基处理技术规范》.
        [4]GB50202-2002.《建筑地基基础工程施工质量验收规范》.