超深三轴施工技术介绍

XX市建工工程总承包有限公司超深三轴搅拌桩在XX前言近年来，随着建设规模的不断扩大，结构形式的日益复杂，超高层建筑不断涌现，地下工程越来越多，大量深基坑工程不断涌现。SMW工法是一种新型的基坑支护技术，该工法于1976年在日本开发应用，并得到广大推广。三轴深层水泥搅拌桩工艺也属于SMW工法系列，具有工期短、止水效果好、工程造价低、对环境影响小、无污染等优点。三轴搅拌桩在我国的应用还刚起步，近年，在我国上海、南京、天津等城市推广SMW工法，广泛应用于地铁基坑工程、市政建设工程、建筑基坑工程及海岸防渗工程等。随着今后类似工程施工深度的不断增加，它在地基加固工程中的应用会越来越多，是一种很有推广前途的施工方法。

前言目前，我国已知的SMW工法最大施工深度为30m左右，适用在地层标准贯入度在30击以内的施工范围，而本工程超深三轴水泥土搅拌桩的设计深度为45m，大大超出常规做法，且桩体需穿越地质报告中的第7层粉砂层，该层土质标准贯入指标超过70-80击非常坚硬，根据勘察数据显示，该土层的标准贯入指标最大值达到90击，在施工三轴水泥土搅拌桩时存在着钻进难的问题。本课题研究的主要内容是：结合滨海新区的特殊地质条件——铁砂层和超深三轴搅拌桩的技术参数和质量要求，研究超深三轴搅拌桩的施工工艺，而形成标准化，定型化的施工工艺。一、工程概况1.1 本工程拟建场地位于XX市XX区XX区一期3-06、3-08地块，四周规划道路为北至XX路，南至XX道，西至XX路，东至XX路。主要建筑物为两幢超高层建筑：1幢180米高商务酒店大楼和1幢298.7米高行政办公大楼，统一设三层地下室。1.2 本工程围护止水结构采用超深φ850@600（咬合250mm）三轴水泥土搅拌桩。三轴水泥土搅拌桩采用套接一孔法施工。3-06地块主楼区域周边止水帷幕标高范围为-2.5m~-47.3m共计118组，主楼与裙楼交界区域隔水帷幕标高范围为-18.15m~-47.3m共计123组；3-08地块主楼区域周边止水帷幕标高范围为-2.5m~-47.3m共计124组，主楼与裙楼交界区域隔水帷幕标高范围为-18.9m~-47.3m共计121组。一、工程概况1.3水泥搅拌桩的基本工艺类型有：单轴搅拌法、二轴搅拌法、三轴搅拌法和超深三轴搅拌法等四种方法。本工程重点介绍超深三轴搅拌桩。二、工程特点3.1.水文地质条件

由于主楼基坑开挖深度为16.00m基坑底抗渗流稳定性安全系数不能满足规范安全要求。基坑底部土层在第一微承压水头作用下将会被冲溃，造成基坑失稳。因此采用超深止水帷幕的施工从而增强基坑下部土体强度，降低渗透性。二、工程特点3.2地基土层特征

由于桩体插入7层粉砂层，该层土质非常坚硬，根勘察数据显示，该土层的标准贯入指标最大值达到90击，在施工45mφ850三轴水泥土搅拌桩时存在着钻进难的问题。因此，本工程采用预钻先导孔的方法。预成孔施工时选用150kw的单轴长螺旋钻进工艺，纯螺旋长度为10m，从而使三轴搅拌桩施工时的难度降低。二、工程特点地质参数表序号名称厚度（m）埋深（m）标贯最大值标贯最小值标贯平均值①1杂填土1.3～2.81.92～3.08①2素填土0.3～2.5③1粉质粘土、粘土1.9～5.82.4～4.6433.33③2淤泥质粘土0.5~4.85.5~91279③3淤泥质粘土5～9.87～11.5433.47③4粉质粘土1~416~18.5988.5二、工程特点序号名称厚度（m）埋深（m）标贯最大值标贯最小值标贯平均值④粉质粘土0.7~2.917.8~2118913.58⑤粉质粘土0.7~6.819.8~25.414711.54⑥1粉土1~5.723.3~29.4351923.5⑥2粉沙1.5~626.3~31.9702752.82⑦1粉质粘土12.7~17.532~35.413642119.25⑦2、⑦3粉质粘土1.3~15.235~50.2311626.83三、预钻先导孔施工采用150kw单轴长螺旋进行预钻先导孔，预钻过程中采用膨润土泥浆护壁，膨润土掺量为被搅拌土体重量的15%，先导孔隔孔设置先导孔下沉速度在0.5m/min～1.2m/min提升速度在0.8m/min～1.2m/min。三、预钻先导孔施工3.1预钻先导孔施工工艺流程三、预钻先导孔施工3.2钻先导孔及三轴搅拌桩平面布置先导孔隔孔设置，即每组搅拌桩的两边两根桩采用先导孔施工。三、预钻先导孔施工3.3大功率单轴长螺旋钻机施工先导孔方法3.3.1清障、开导槽根据业主提供的坐标基准点，遵照图纸制定的尺寸位置，在施工现场采用D8885型全站仪及J2-2型经纬仪进行轴线引测。提请总包监理复核认可，采用1m3挖机开挖施工沟槽，沟槽宽度为1500mm，深度为800mm。遇到有地下障碍物时，利用挖土机清除，清障后产生过大的空洞，需回填粘土压实，重新开挖沟槽。3.3.2铺设钢板在导槽两侧及桩机停留区域铺设规格为1500×6000×25mm的钢板,保证桩机的垂直度，从而保证预钻先导孔的垂直度。三、预钻先导孔施工3.3.3放置导轨先导孔两侧分别采用一根规格为500×300×10×16H型钢作导向轨，设定施工标志。3.3.4单轴长螺旋钻机的定位微调桩机的位置，当导向轨与施工标志相对应，确认施工方向时，桩架就位。三、预钻先导孔施工3.3.5钻掘加接钻杆临时放置孔预先在导槽内注入配制好的膨润土泥浆后，钻孔到一定深度后（连接加接钻杆位置）。在钻孔的同时螺旋钻具的前端喷出膨润土泥浆液与原地基土混合搅拌，挖土机挖出钻孔时发生的置换土。三、预钻先导孔施工3.3.6先导孔加接钻杆卸开钻杆，下部钻杆临时固定在导轨上，移动桩机至加接钻杆临时放置孔位置，钻杆对接逆转上提，移动桩机与先导孔下部钻杆连接。3.3.7逆向旋转提升搅拌单轴全螺旋钻机钻达先导孔设计深度后，逆向旋转提升搅拌，进行钻杆拆卸作业。3.3.8钻机移位先导孔施工完毕后，移位至下一孔位施工。待先导孔施工一段工作面后，平整钻孔，三轴搅拌桩机准备施工。四、超深三轴水泥搅拌桩目前国内常规SMW工法最大施工深度在30m左右，适应在地层标准贯入指标（N值）在30击以内。在于家堡起步区3-06与3-08地块工程中，设计要求三轴施工至45m的深度。因此引进SMW工法（三轴水泥土搅拌桩）坚硬地层、超深工法施工工艺。具体采取的施工步骤是：对于超深桩采用预钻先导孔施工并加接专用六方钻杆的方式满足设计45m孔深的要求。四、超深三轴水泥搅拌桩掺灰量的控制完全依靠数控技术，合理可行。开始施工时桩机悬挂钻杆长度为21.7米。根据施工深度要求，本工程确定加接钻杆两次，第一次加接10m，第二次加接18m。四、超深三轴水泥搅拌桩4.1施工要求4.1.1.本工程围护结构采用Ф850@600超深三轴水泥土搅拌桩止水帷幕４５ｍ深的止水帷幕上部１m～15m水泥掺入量为20%，下部15m～45m水泥掺量为30%；30m深的止水帷幕-2.5m～-18.15m范围内水泥掺量为8%，-18.15m～－47.3m水泥掺量为30%。两种搅拌桩分段施工，并设置明显标识，以防混淆。4.1.2.水泥土搅拌桩采用P.O42.5级普通硅酸盐水泥，在特别软弱的淤泥和淤泥质土中应适当提高水泥掺量。水灰比1.5。墙体抗渗系数10-7cm/sec，搅拌桩28d无侧限抗压强度标准值不小于1.0MPa。四、超深三轴水泥搅拌桩4.1.3.水泥土搅拌墙采用φ850@600的三轴搅拌桩设备进行施工，搅拌桩应采用套接一孔法施工，在桩体范围内必须做到水泥搅拌均匀。C剖面-2.5m~-18.90m（-18.15m）范围内水泥掺量定为8%。4.1.4.本基坑工程三轴水泥土搅拌桩桩长较长，而且需要穿越深厚密实、坚硬的砂层，常规三轴水泥土搅拌桩施工工艺不能满足设计桩长的要求，另一方面常规螺旋搅拌钻头也无法穿越坚硬地层，因此本工程三轴水泥土搅拌桩拟采用预钻先导孔和连续加接长钻杆的三轴搅拌桩新型施工工艺。预钻先导孔隔孔设置，预钻孔过程中采用膨润土泥浆成孔，膨润土掺量为被搅拌土体重量的15％。四、超深脂三轴水泥滨搅拌桩4.1秃.5.按对于影编响搅拌孩桩成桩膀质量的若不良地题质和地症下障碍纪物，应素事先予柄以处理首后再进售行搅拌末桩施工灰；同时墓应适当贪提高搅躲拌桩水轰泥掺量碗。4.1.丛6.三轴辰搅拌桩施臭工时应保气持桩机底朵盘的水平攀和立柱导魔向架的垂蓄直，成桩启前应使桩切机正确就倚位，并校医验桩机立陶柱导向架始垂直度偏芦差小于1厕/200箭。4.1亡.7.快三轴水小泥土搅纳拌桩搅脆拌下沉异速度与警搅拌提芝升速度射应控制锐在0.颈3～1财m/m于in范煌围内，唐并保持腐匀下沉汪与匀速盏提升。舟搅拌提敌升时不然应使孔首内产生贵负压而燥造成周湿边地基纺沉降，缸具体选清用的速胆度值应姑根据成嚼桩工艺必、水泥头浆液配倡合比、拉注浆泵菜的工作外流量计热算确定喇，搅拌准次数或利搅拌时卧间应确锡保水泥范土搅拌贴桩成桩样质量。四、超深痕三轴水泥余搅拌桩4.1.吉8.浆液引泵送流量皆应与三轴皱搅拌机的挪喷浆搅拌敌下沉速度昂或提升速疯度相匹配泪，确保搅康拌桩中水节泥掺量的密均匀性，贿根据试桩怀的数据，眠确定浆液肾流量平均款为360墨L/mi徐n。施工剧时如因故鹅停浆，应厘在恢复压采浆前将深煮层搅拌机际提升或下散沉0.5旬m后再注广浆搅拌施急工，以保筑证搅拌桩魔的连续性坏。4.1.笨9.桩体阳垂直度偏腿差不大于夸1/20魂0，桩位普偏差不大侄于50m怕m，桩深绍偏差不得若大于50梁mm，成建桩直径偏丝式差不得大会于10m馅m。4.1.槐10.水踏泥土搅拌私桩的桩身上强度试块尸试验数量兵及方法：危每台班抽倒查2根桩萝，每根桩茫制作水泥含土试块三芽组，取样洁点应取沿融桩长不同颗深度的三年点，最上邮点应低于扑有效桩顶糖下3m，育采用水中丑养护测定深28d无颂侧限抗压葡强度。四、超界深三轴采水泥搅唐拌桩4.1.蔬11.三拌轴水泥土渡搅拌桩桩锤身强度应国采用试块柜试验并结怕合28天升龄期后钻聪孔取芯来舒综合判定境。钻取桩蔬芯宜采用屠Ф110饶钻头，连净续钻取全心桩长范围铃内的桩芯献，取出的览桩芯不得温长时间暴申露空气当星中，应及收时蜡封,匆立即送检饼。4.1.答12.加法强对搅拌的墙体施工信过程的监掩理及对成慨品墙体的围质量检测森工作，如柿发现质量鼠问题应主问动与设计揭单位联系欲，以便及闪时采取补昨救措施，喜避免造成章不必要的椅损失。4.1.均13.三艇轴水泥土巨搅拌桩止次水帷幕施更工时可根膝据施工经菜验掺加适蚕量的膨润阳土以增强统其强度以侍及止水效拦果。四、超深固三轴水泥苗搅拌桩4.2施视工工艺流腾程及施工顺序4.2俱.1工扑艺流程四、超深士三轴水泥脱搅拌桩4.2.垒2施工顺举序机械设备恼沿基坑围寨护轴线移目动，直线扛段施工采非用图1顺快序的方法剧套钻，图贱中数字序本号即为施宅工顺序。四、超深象三轴水泥梁搅拌桩4.3主卸要施工设些备序号设备名称型号功率数量1三轴搅拌机MAC-240-3B150kW2套2桩机DH658(柴油动力)1台3压浆泵BW-32060kW4台4挖掘机EX-200(柴油动力)2台5空气压缩机12M375KW2台6自动拌浆系统80kw2套7钻杆专用六方钻杆2套四、超深槐三轴水泥好搅拌桩施工设尤备特点普通三溪轴搅拌慌桩动力生设备为答150鹊KW1率台，而说超深三酿轴动力烦设备为删150皱kw两密台；普通三轴秃配套空气猎压缩机为奖6M3，而超脏深三轴报配套空容气压缩长机为1品2M3；普通三轴予压浆泵，裂而超深三恰轴功率为挡60KW处4台；普通三轴输钻杆，而朗超深三轴垮钻杆为加浪接专用六水方钻杆；四、超深他三轴水泥雹土搅拌桩4.4施工方页法4.4.攀1、测线量放线、束开挖导沟⑴施工前休，先根据嚼设计图纸毫和业主或吗总包提供活的坐标基尚准点，精坊确计算出播搅拌桩中俗心线角点冬坐标，利绑用测量仪汤器精确放戴样出围护拨中心线，捉并进行坐争标数据复梁核，同时衰做好护桩添。⑵根据味已知坐灿标进行缩慧土体加穷固范围暮和加固台平移轴妹线的交轨线定位紫，并提怒请总包肢、监理指进行放新线复核拦。⑶现场蛙配备的中一台挖惰掘机开扇挖搅拌凑桩施工璃沟槽。⑷根据中住心线开挖致工作沟槽仅，沟槽宽等度为1m剪，深度在自1.0m断~1.5腥m之间。四、超深咏三轴水泥尾土搅拌桩4.4.糠2、桩机液就位由当班伐班长统刃一指挥词桩机就赵位，移食动前看桶清上、规下、左乖、右各爸方面的槐情况，泡发现有兼障碍物批应及时残清除，唱移动结韵束后检将查定位功情况并娘及时纠糊正，桩挨机应平忽稳、平膝正。4.4.趁3、加接六钻杆的临桃时放置用膨润税土泥浆框充填预冈钻先导腐孔，临钥时放置用三轴加棋接钻杆由。四、超阴深三轴谅水泥搅挡拌桩4.4藏.4、额连接钻炉杆施工甜说明采用高榆度30侵米DH忧658孤履带式事桩机，钟悬挂M他AC-姜240久-3B咽Φ85摄0三轴的搅拌机恼具，使即用现场迹连接钻抚具的方很式进行钻孔灌注咳桩内侧坑驴内三轴深宅层搅拌桩半止水帷幕咬施工。四、超辆深三轴应水泥土捏搅拌桩4.4.核5、成桩济搅拌速度惩及注浆控价制⑴喷浆尖搅拌速牺度控制闹在1m~魂14m乏位置下商沉时控星制在0烫.9m册/mi慈n提升丙时控制坦在1m远/mi努n。15m袖~23麦m下贺沉时控外制在0多.5m验/mi拔n提胖升时控机制在1呆m/m恨in。24m洗~30休m下命沉时控效制在0浪.8m踩/mi科n提碍升时控侧制在0逐.8m批/mi刊n。31m~材45m小下沉时控赚制在0.称6m/m蒸in提升时猴控制在蚁0.5堆m/m烟in。四、超秧深三轴伸水泥土书搅拌桩⑵搅拌钻隆孔时，两瓜侧钻杆借借助钻头端恒部的压浆哗孔压入水晕泥浆液，碗钻机在钻淘孔下沉和姿提升过程催中，匀速页下钻、匀晨速提升，趟在下沉和步提升过程坚中均注入这水泥浆液妨。中间钻岔杆辅以高窝压气流，电充分拌和盾水泥浆与泳土体。四、超深羡三轴水泥闸搅拌桩4.4凡.6、荣加接钻湿杆作业断开钻杆咳，下部钻文杆临时固区定在导轨卷上→移动搏桩机至加崭接钻杆孔禁位，连接令加接钻杆计，逆转上著提→移动怎桩机至原庆来位置，榨加接钻杆缘瑞与下部钻阅杆连接。施工深度（m）加接钻杆次数加接钻杆长度备注45210m、20m开始施工时桩机悬挂钻杆长度为21.7米四、超深尽三轴水泥吸搅拌桩4.4斥.7置狭换渣土避处理产生的郑置换土辩积聚在虑导槽内矩或者堆瞎放在现叙场临时廉设置的在弃土坑乔内，固岁结后采答用自卸哈式土方墨车装运广出场。4.4.广8施工冷贩缝四、超深散三轴水泥怪搅拌桩4.5质量保证壤措施4.5.扯1保证工塑程质量的雁技术措施为达到宝设计图挡纸及施摊工验收锦规范规倾定的质眉量标准汇，除了捉在人、华机、料惕、法、真环各个去影响质烫量的环端节上进滚行全过毕程控制框以外，传具体还镜要注意尿以下几厕方面：（1）施阿工现场应祝先进行场凶地平整，谊清除施工匪区域的表忧层硬物和书地下障碍禽物，路基暖承载力应圆满足重型喉桩机平移傅、行走稳赌定的要求即，确保搅叙拌桩垂直附度达到设子计要求。（2）任工程拟烟采用电时脑计量羊的自动们搅拌系鲁统和散砖装水泥征罐，以露确保浆公液质量主的稳定阶，因故押搁置超松过2小妇时以上肿拌制浆距液，应迷作废浆桌处理，洒严禁再叛用。四、超深释三轴水泥严搅拌桩（3）严何格控制搅惹拌桩下沉刘速度和搅傲拌提升速抽度，并保辜持匀速下术沉（提升砖），搅拌沈提升时不甚应使孔内最产生负压敏造成堤坝暮周边地基拥沉降，在筐桩机筒身梁上做好明眯显标志，馅严格控制硬隔水帷幕暴桩顶和桩效底标高。（4）为提高围亮护桩的隔也水质量，助本工程采寺用三轴搅鄙拌桩全断贺面重复套抖打搭接工织序。桩与馒桩搭接时尺间超过2婶4小时，副应作为冷肆缝记录在远案，采取狼在搭接处眉补做搅拌尼桩等技术偶措施，确肉保搅拌桩博的搭接质筒量。四、超深膜三轴水泥村搅拌桩（5）每台班（夏24小时再）抽查1临组三联（曾7.07码cm×7掩.07c祸m×7.斧07cm吉）标准模倚水泥土试任块，取样览应有代表文性，自然始养护测定贞28天后碑试块无侧彻限抗压强己度，应达石到设计要观求。（6）认真填拉写每班抱组水泥松记录及强相应报丸表备查哗。（7）施工过掌程中随拦时检查高施工记窄录，并诸对照规喂定的施嘴工工艺雹对每组旧桩和检祸验批进陈行质量押评定，另检查重泊点是：凉水泥用美量、桩次长、制危桩过程才中有否册断桩现凑象、搅房诚拌提升祸时间。（8）水泥土搅仆拌桩成桩宁后可以进衫行必要的誉质量跟踪英检验，了羡解搅拌均幕匀程度桩右身强度，您以及防渗甜止水效果恼，如出现槐个别不符唐合规定要路求的桩身豪部位，应蚀采取有效裕补救措施仿。四、超深讯三轴水泥叹搅拌桩4.5.眯2成桩施浆工期的质抢量控制（1）玻认真做灰好各施三工班组反作业人胖员分层算次技术白交底，特以及脏上岗前智的培训攀工作，揉持证上橡岗，确急保岗位脱工作质底量。（2）确艺保使用设根计强度等锣级的水泥英，进场水席泥及时送炊检，合格绢后方可使括用。（3）房诚严格控挥制水灰孕比（1满.5-渣2.0厌）及掺夫入量，麻确定下到沉速度蚊为1m给/mi撑n，提贤升速度鞋为2m打/mi扫n。（4）施娱工机械性想良好，剧桩机、Z脚KD85典-3型Ф僵850三胞轴搅拌机赠、在进场干前检修，悔施工时及失时例保、靠检查；B驶W-20抱0型压浆免泵及时维折修、保养丈，并准备迫应急备用速压浆泵衰一套，从喊而确保喷怀浆的均匀催性和连续森性。四、超肃深三轴忆水泥搅半拌桩（5）妥施工前嗽对桩机棒垂直度佳进行检工查校正棵。（6）开加强上授述施工墨质量点叮的全精面管理瞒，项目怠部实现启24小均时岗位宣值班制傻度，做湾好施工叮过程质副量控制击记录。（7）阔施工过吨程中，谊由专人卖负责填尤写施工视记录，湖施工记燥录表中俘详细记克录桩攻位编号舅、桩长班、断面朵面积、菜下沉（什提升）蚂的时间筹及深度状、水泥瓜用量、胀水泥掺赛入比、祖水灰比塘。四、超深筐三轴水泥快搅拌桩4.5候.3钻应孔取芯矛与室内广渗透试漆验