盾构井端头加固三轴搅拌桩施工工艺

三轴搅拌桩工艺简介工艺介绍1、三轴搅拌桩广泛运用于基坑支护和地基加固领域，具有施工效率高、适用土层范围广、桩身均匀性好、桩体强度高等优点。其原理采用三轴搅拌桩机械在土层深部就地将水泥和土强制搅拌（两轴同向旋转喷浆与土拌合，中轴逆向高压喷气在孔内与水泥土充分翻搅拌合），利用土和水泥水化物间的物理化学作用，形成有一定强度的水泥土固结体，从而改善土的强度、透水性、承载力等特性。2、三轴搅拌桩施工设备由三轴搅拌桩机和配套设备组成；（1）三轴搅拌桩机：由钻孔机和打桩架两部分构成a:钻孔机包括动力头、钻杆、桩架、支撑架四部分：动力头：提升导向机构，内含电机（可选用不同功率）钻杆：有螺旋式和螺旋叶片式两种支撑架：主要保证桩体垂直度b:打桩架：有履带式和液压步履式两种（2）、配套设备：主要有制浆站、空压机、泵送机。履带式液压步履式3、三轴搅拌桩在基坑围护工程起到重要的作用，一种中间不插型钢，运用于止水帷幕、地基处理、被动区土加固等，如需挡土应与其他工艺结合应用；一种是搅拌桩桩体内插H型钢（俗称SMW工法）既可以起到止水亦可以作挡土墙，适用于挖深较浅的基坑。4、国内三轴搅拌桩工程搅拌直径有650mm、850mm、1000mm三种5、三轴搅拌桩施工成桩深度一般不超过30m。6、施工流程：桩位放样→钻机就位→检验、调整钻机→正循环钻进至设计深度→打开高压注浆泵→反循环提钻并喷水泥浆→至工作基准面以下0.3m→重复搅拌下钻至设计深度→反循环提钻并喷水泥浆至地表→成桩结束→施工下一根桩。7、施工顺序（1）单侧挤压式（2）跳槽式工程概况本区间工程场地位于苏州吴中区，本区间线路出集散中心站后，沿孙武路向东南向推进，下穿牛车泾桥、还带桥和MQFKW1非开挖煤气管，以800m半径平面曲线向北转弯，下穿花墩桥后到达花墩村站。区间共采用2段曲线，曲线半径均为800m，线路线间距为13~14m。根据管线资料，本区间集散中心站大里程端头左线进行端头加固时，车站的管线因场地条件迁改后仍距作业区较近，存在DN600的雨水管距止水帷幕外侧0.1m，需提高安全意识，加强现场保护和监测。其余端头线管端头加固作业前，加固范围内的所有重要管线均应全部迁改出作业范围6m以外。地基加固长度为9m，加固宽度为盾构隧道结构每侧2.8m，竖向加固范围为盾构隧道结构上下各3m，加固区与车站围护结构之间应采用1排单重管旋喷桩填充空隙。设计要求1、盾构井端头加固体采用∅850@600三轴搅拌桩，按照加固投影面积计算，A、B区弱加固区（空桩段）投影面积内的综合水泥掺量为9.7%（即：每幅三轴搅拌桩全断面水泥掺量为7%），A区强加固体（实桩）投影面积内的综合水泥掺量为27.69%（即：每幅三轴搅拌桩全断面水泥参加量为20%），B区强加固体（实桩）投影面积内的综合水泥掺量为20.7%（即：每幅三轴搅拌桩全断面水泥参加量为15%）；止水帷幕采用∅850@600三轴搅拌桩，搭接长度为400mm，投影面积内的综合水泥掺量为25.63%（即：每幅三轴搅拌桩全断面水泥参加量为20%）。水泥采用42.5级以上的普通硅酸盐水泥；投影面积内的综合水泥掺量是指在单位投影面积内考虑施工过程桩与桩搭接作用后的水泥用量，每幅三轴搅拌桩全断面水泥掺量是指施工过程中单幅桩的水泥用量。止水帷幕与围护结构接缝处采用2根单重管旋喷桩补强，水泥掺量为200kg/m；围护结构与加固区施工冷缝采用单重管旋喷桩补强，孔间距为200mm，水泥用量为200kg/m。施工前必须进行试桩，以便根据加固效果，确定施工工艺及各项施工参数。3、经加固的土体应有很好的均质性，自立性，其中A区28天无侧限抗压强度不小于1.0Mpa，加固体抗渗等级≤1.0*10-7cm/s，B区28天无侧限抗压强度不小于0.5Mpa，加固体抗渗等级≤1.0*10-6cm/s。4、在止水帷幕范围内布置6口降水井及2口观测井。5、合理安排组织施工，在基坑开挖前，先施工止水帷幕，加固体施工根据现场场地情况安排施工顺序，但旋喷桩堵缝施工必须在车站主体结构完成后施工。6、施工过程中，由于场地有限，不能实施该方案时，经设计确认后，可根据现场实际情况局部调整。由于本盾构加固区基本处于未开发地块范围内，加固作业在确保不影响周边交通和管线的前提下，应保证加固施工作业的连续性和加固施工的质量。7、端头地层加固前必须对该地段地下管线进行核查，若加固措施与地下管线冲突，施工单位应立即通知监理、业主及相关设计人员，以便采取相应措施。作业区范围内的废弃管线应进行逐一清理，以免影响施工作业，对于不明管线应及时上报业主单位，并告知设计单位，征得相关部门同意后再处理，不得随意破坏。8、加强监测工作，如发现地面开裂、沉降加速等情况，应立即停止施工，并采取有效的措施，在经现场施工监理确认安全,并上报业主及设计人员确认后方能继续进行施工。9、盾构区间隧道施工前应检测加固区土体是否满足盾构始发要求，并在开洞位置围护结构背后进行漏水检测，以确保盾构始发和到达的安全。1）端头加固施工完成后应进行检验，检验数量为施工总桩数的2%～5%，且不少于2孔。检验不合格者，应在不合格的点附近进行补喷或采取有效补救措施。2）加固完成数周后进行加固体强度效果检查，分别在两个桩上，离桩芯分别为15cm、30cm和45cm的地方，进行全取芯钻孔，观察岩芯，检查土体处理的连续性。提取岩芯抗压强度须达到设计要求。检测孔需采用水泥砂浆回填。3）在加固体的强度达到要求以后，需对加固体的渗漏性进行检查，在车站端头的每一个洞眼的范围内水平钻9孔，长度深入到加固体后0.5m，孔径50cm。测定9孔流水量的总和，要求9个孔的总流水量＜30升/小时。如果出水量超过限值，就要重新进行地面补浆。渗漏性检查结束一小时后，如仍有渗漏发生，需再次补浆。10、施工具体流程：施工准备→测量放线→清除地下障碍物、平整场地→三轴搅拌机就位→水泥浆配置→成桩钻进与搅拌→（压浆注入）→弃土处理→钻机移位至下一孔位。（1）场地布置设备进场前，场地必须达到“三通一平”，桩机行走路线软弱地面必须加垫料夯实、夯平。包括供浆系统、运输路线、临时设施的搭建等流程。（2）障碍物清理因工法要求连续施工，故在施工前应对围护施工区域地下障碍物进行清理或移位，并回填粘性素土至设计桩顶标高，以保证施工顺利进行。（3）测量放线根据建设方提供坐标基准点，按图放出桩位，设立临时控制桩，做好技术复核单，提请监理验收。由现场测量员根据设计图纸和测量控制点放出设计桩位，桩位平面偏差不大于2cm，并根据设计间距在两侧定位架上用红色油漆做好标记，保证搅拌桩每次定位准确。施工测量的最终成果，必须用在地面上埋设稳定牢固的标桩的方法固定下来。施工放样以工程设计图中SMW围护体的理论内边线为沟槽的内边线。在沟槽的两侧设置可以复原中心线的标桩，以便在已经开挖好沟槽的情况下，也能随时检查沟槽的走向中心线。施工测量的内业计算成果应详加核对，由测量计算者和复核校对者二人共同签名，以免计算出错，导致放样错误。（4）桩机就位由当班班长统一指挥桩机就位，移动前，看清上、下、左、右各方向的情况，发现有障碍物应及时清除，移位结束后检查定位情况并及时纠正，桩机应平稳、平正。（5）搅拌及注浆速度三轴水泥搅拌桩在下沉和提升过程中均应注入水泥浆液，同时严格控制下沉和提升速度，下沉速度不大于1m/min,上升速度不大于2m/min,并做好原始记录。如果提升过程中发现钻杆上有黏泥抱团现象，应放缓下沉及提升速度，以保证土体搅拌的均匀性。（6）报表记录施工过程中由专人负责记录，记录要求详细、真实、准确。（7）验桩根据有关规定每天做两组共六块7.07×7.07×7.07cm3的水泥土试块，按规定条件养护，到达龄期后做无侧限抗压强度实验，实验报告及时提交监理。集散中心站端头加固（左线）集散中心站端头加固平面图集散中心站端头加固（右线）集散中心站端头加固立面图花墩村站端头加固平面图花墩村站端头加固立面图 止水帷幕大样图端头加固大样图3、质量技术控制措施1、定位、钻孔、移机（1）操作人员根据确定的位置严格控制钻机桩架的移动，确保钻孔轴心就位不偏，垂直度满足规范要求（可利用双经纬仪测定），同时控制钻孔下钻深度的达标，利用钻杆和桩架相对位移原理，在钻管上划出钻孔深度的标尺线，严格控制下钻、提升的速度和深度。（2）、施工流程：桩位放样→钻机就位→检验、调整钻机→正循环钻进至设计深度→打开高压注浆泵→反循环提钻并喷水泥浆→至工作基准面以下0.3m→重复搅拌下钻至设计深度→反循环提钻并喷水泥浆至地表→成桩结束→施工下一根桩。在桩底部分适当持续搅拌注浆，做好每次成桩的原始记录。（3）机械设备沿基坑围护轴线移动，二种顺序均安全可靠。施工区间端头加固采取跳槽式双孔全套复搅式。2、搅拌注浆根据设计所标深度，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，并采取高压喷气在孔内使水泥土翻搅拌和，在桩底部分必须重复搅拌注浆，保证整桩搅拌充分、均匀，确保搅拌桩的质量。3、桩身强度和搅拌控制（1）清除施工场地范围内的地上地下一切障碍物，施工区遇到河浜或暗浜时，必须提前清理淤泥，回填硬土，分层夯实，用推土机推平并碾压密实，满足地基承载力不小于0.8Mpa，坡度不大于1%，场整范围为边桩外3米。（2）水泥流量、注浆压力采用人工控制，严格控制每桶搅拌桶的水泥用量及液面高度，用水量采取总量控制，并用比重仪随时检查水泥浆的比重。（3）土体应充分搅拌，按照方案及设计要求严格控制下沉速度，使原状土充分破碎以有利于同水泥浆液均匀拌和。（4）压浆阶段不允许发生断浆现象，输浆管道不能堵塞，全桩须注浆均匀，不得发生夹心层。（5）发现管道堵塞，立即停泵进行处理。待处理结束后立即把搅拌钻具上提或下沉1.0m后方能注浆，等10-20秒后恢复正常搅拌，以防断桩。（6）对溢出的泥土及时采用内驳车运到施工现场集土坑内，临时集中堆放，待达到一定强度后集中外运。4、水泥浆质量控制（1）所有使用的物料，应符合设计及国标和市标规定。水泥必须具备出厂质量证明书，进货时应对其品种、标号、出厂日期等进行验收，并按有关规定贮存；每供应500吨水泥，必须取样送检。（