计算三轴搅拌桩方量

计算三轴搅拌桩方量第一篇：计算三轴搅拌桩方量SMW工法三轴搅拌桩技术总结最近几年我一直做高速公路方面的技术和合同工作，偶得公司去年八月份在天津溏沽响螺湾商务区中标金唐大厦基坑与工程桩工程，其中的三轴搅拌桩在做标书单价分析时，我就对其工艺和价格分析概念上很模糊，原因是我以前接触的多是单轴或二轴的，所以中标进场后我就对SMW三轴搅拌桩施工工艺和计算方法较留心，现通过总结写下来，希望我的同行朋友们遇到此类问题时能有所帮助。一、首先是概念上的介绍：SMW是SoilMixingWall的缩写，SMW工法1976年在日本问世，是日本一家中型企业--成辛工业株式会社所拥有和开发的一项专利，现该法广泛应用于沿海地区地下连续墙和深基坑止水帷幕。该工法是以多轴型钻掘搅拌机在现场向一定深度进行钻掘，同时在钻头处喷出水泥系强化剂而与地基土反复混合搅拌，在各施工单元之间则采取重叠搭接施工，然后在水泥土混合体未结硬前插入H型钢或钢板作为其应力补强材，至水泥结硬，便形成一道具有一定强度和刚度的、连续完整的、无接缝的地下墙体。SMW工法最常用的是三轴型钻掘搅拌机，其中钻杆有用于粘性土及用于砂砾土和基岩之分，此外还研制了其他一些机型，用于城市高架桥下等施工，空间受限制的场合，或海底筑墙，或软弱地基加固。SMW工法施工顺序如下：1、导沟开挖：确定是否有障碍物及做泥水沟。2、置放导轨。3、设定施工标志。4、SMW钻拌：钻掘及搅拌，重复搅拌，提升时搅拌。5、置放应力补强材（H型钢）6、固定应力补强材。7、施工完成SMW.SMW工法的主要特点。1、施工不扰动邻近土体，不会产生邻近地面下沉、房屋倾斜、道路裂损及地下设施移位等危害。2、钻杆具有螺旋推进翼与搅拌翼相间设置的特点，随着钻掘和搅拌反复进行，可使水泥系强化剂与土得到充分搅拌，而且墙体全长无接缝，从而使它可比传统的连续墙具有更可靠的止水性，其渗透系数K可达10-7cm/s。3、它可在粘性土、粉土、砂土、砂砾土、Φ100以上卵石及单轴抗压强度60MPa以下的岩层应用。4、可成墙厚度550～1300mm,常用厚度600mm；成墙最大深度目前为65m,视地质条件尚可施工至更深。5、所需工期较其他工法为短，在一般地质条件下，每一台班可成墙70～80m2。6、废土外运量远比其他工法为少。二、双轴与三轴搅拌桩的区别：SMW工法与传统的深层搅拌桩工法的区别在于深层搅拌是采用传统的双轴搅拌钻机，施工时水泥浆注入充填在原土间隙中，而新型三轴搅拌钻机则在充填水泥浆时加入高压空气，同时钻机对水泥土进行充分搅拌，并换出大量原状土，由于采用的设备不同，新型的三轴钻机成桩体强度及桩身均匀性明显优于传统的双轴钻机，桩体的垂直性、桩与桩的平行性和搭接型程度都十分良好，保证了优良可靠的防水性能，同时也有利于型钢的插入和回收，与传统的重力坝基坑围护方法相比，具有占地面积小，开挖深度大，施工进度快，可靠性强等许多优点，——与目前经常采用的地下连续墙和钻孔灌注桩等施工方法相比主要有以下特性：（1）挡水性强（2）对周围地基影响小（3）多用途（能适应各种地层）（4）工期短（6）造价低。三、计算方面上的认识和总结：根据计算规则，搅拌桩是以延米计量的，单价分析时重点是怎样计算水泥含量。常规算法是水泥用量=桩体积×土的密度(一般取1.8t/方)×水泥掺量，搅拌桩之间有搭接，工程量如何计算呢？按投影面积×实际深度（投影面积是要扣除两圆交叉重叠部分），一般按双头或三头为一组来计算。投影面积应该是一组的面积。一组与一组间的交叉重叠部分是不扣除的，这部分在定额里面考虑了。有原位复打的，只计算一次体积，不能重复计算。要按水泥掺量的不同，分别计算。比较麻烦的就是如何区分是原位复打还是重叠交叉了，很多边角转弯的地方，重叠相交的面积相当大！根据天津建筑工程预算定额桩基工程的工程量计算规则：深层水泥搅拌桩工程量按桩径截面积乘桩长计算。桩长按设计桩顶至桩底另加0.50m计算；若设计桩顶标高至自然地坪小于0.50m或已达自然地坪时，另加长度应小于0.50m或不计。空搅部分的长度按设计桩顶至自然地坪的长度减去另加长度计算。其工程量计算公式为：水泥搅拌桩工程量＝桩径截面积×（设计桩顶标高－设计桩底标高＋另加长度）×根数空搅部分工程量＝桩径截面积×（自然地坪标高－设计桩顶标高－另加长度）×根数1、对于单头水泥搅拌桩来说，桩径截面就是一个圆，所以桩径截面积＝πr2。注：式中r为圆的半径，π为圆周率。2、对于双头水泥搅拌桩来说，其桩径截面是由两个圆相交而组成的图形（可画示意图理解），所以桩径截面积应按两个圆面积之和减去重叠部分（由两个弓形组成）面积来计算，然而这个重叠部分面积，计算起来是比较麻烦的。如果圆的半径r、两圆连心距ｄ均为已知数据，假设圆心角为θ（未知），图形中的三角函数关系为：cos(θ/2)＝(ｄ/２)/rθ/2＝arccos[d/（2r）]∴θ＝2arccos[d/（2r）]根据平面几何和三角函数知识，且θ以弧度来计量，则可以推导出一个较简便的弓形面积计算公式：扇形O1AB面积＝（1/2）r2•θ三角形O1AB面积＝（1/2）r2•sinθ∴弓形面积＝扇形O1AB面积－三角形O1AB面积＝（1/2）r2（θ－sinθ）所以，对于双头水泥搅拌桩来说:其桩径截面积＝2πr2－r2（θ－sinθ）＝r2（2π－θ＋sinθ）注：式中的θ必须用弧度来计量；计算时，可把计算器设置在弧度（RAD）状态；如θ为角度，只须乘以（π/180）就可化为弧度。双头水泥搅拌桩，桩径截面积计算举例：已知圆半径r＝0.25m，两圆连心距ｄ＝0.40m，则圆心角θ＝2arccos[d/（2r）]＝2arccos[0.40/（2×0.25）]＝1.2870（注：计量单位为弧度，一般可以不写），其桩径截面积＝r2（2π－θ＋sinθ）＝0.252×（2π－1.2870＋sin1.2870）＝0.3723m2。3、三头水泥搅拌桩：这也是金唐大厦基坑止水帷幕采用的形式，设计要求是水泥土搅拌桩桩径为φ850mm，间距为600mm，桩间搭接250mm，设计要求采取重叠搭接施工，采用32.5级A型矿渣硅酸盐水泥，水泥掺量为25%。水泥土搅拌桩垂直偏差<1%，搅拌桩桩位偏差<5㎝。现对水泥掺量如何计算作如下总结：配合比及水泥掺量计算：水灰比控制在1.5～2水泥土搅拌桩每延米土体V=πr2=3.14×0.4252=0.567m3土体天然重度r取1.8g/cm3=1800kg/m3每延米桩水泥掺加量：1800×0.567×25%=255kg（不含损耗）每延米桩水加入量：1.5×255kg=383kg2×255kg=510kg三头桩每延米水泥用量计算：三头桩尺寸弓形面积：F=1/2[rl-c(r-h)]其中：r=0.45mh=0.125mc=2√h(2r-h)=2×√0.125×(2×0.425-0.125)=0.602l=0.017453drd=0.602/2÷0.425=sin0.70824=45.09°×2=90.18°l=0.017453×90.18×0.425=0.6689mF=1/2×[0.425×0.6689-0.602×(0.425-0.125)]=1/2×[0.2843-0.1806]=0.052m2三头桩截面积：F=πr2×3-0.052×4=3.14×0.4252×3-0.208=1.701-0.208=1.493m2本工程根据SMW法施工，采用套接一孔法施工，每幅桩平均断面面积为(1.493+0.567-0.052×4)/2=0.926m2平均每幅桩每延米土体：0.926×1=0.926m3平均每幅桩每延米水泥掺加量：1800×0.926×25%=417kg（不含损耗）每m3土体水泥掺加量：417÷0.926=450kg(不包括损耗)四、单价方面的总结：通过以上方法就可以得出每立方桩体的水泥含量了，在做单价分析时可根据水泥含量的不同作相应调整。值的一提是，现天津市定额中还没有三轴搅拌机具体的机械台班价格，后来的设计变更申报价格时我是参考的上海市补充台班价格，大致在7000元左右每台班，按水泥含量25%分析的综合单价一般在220元/米左右。以上总结希望能对同行朋友们有所帮助，但由于受本人知识面的局限和认识上的不足，难免有总结上的不够细致和差错，望同行们提出宝贵意见，以便及时改正并不断地交流，来函请发电子邮箱0395boy@163.com。感谢大家！2009年11月27日写于天津溏沽项目部工地第二篇：三轴搅拌桩机25米搅拌桩机三轴搅拌桩机加固有何优缺点三轴搅拌桩机在地基加固处理中有其重要的意义，采用专用三轴搅拌桩机械在地基身处就地将水泥粉和软粘土强制搅拌，经过一定时间，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，从而提高软土层的承载力，改善土体的压缩特性、剪切特性、透水特性。三轴搅拌桩加固优点、缺点1、采用专用三轴搅拌桩机施工，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，而且由于中轴高压喷出的气体在土中逆向翻转，使原来已拌合的土体更加均匀，成桩直径更加有效，加固效果更优。2、三轴搅拌机械施工效率高，相对单轴或双轴搅拌机械施工工期大大缩短，对于施工工期要求紧的工程，此法施工特别有效。3、适用范围广。水泥深层搅拌桩适用于处理正常固结的淤泥与淤泥质土、粉土、饱和黄土、素填土、粘性土、泥炭土、有机质土等地基。同时，水泥深层搅拌桩所形成的水泥土固体可作为竖向承载的复合地基，基坑工程围护挡墙、被动区加固、防渗帷幕等。4、地基加固施工时，将要置换出一部分泥浆。由于施工前开挖沟槽，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。5、施工机械设备比较大，现场组装需要提供很大的施工场地。机械设备从现场组装到调试需要一个星期的时间，所以三轴搅拌桩加固需要较大的施工场地。第三篇：三轴水泥搅拌桩监理控制要点[范文]三轴水泥搅拌桩监理控制要点一．了解施工工序：①场地平整-------②测量放线-------③开挖沟槽-------④桩机就位------⑤调整垂直度-------⑥-搅拌钻进（提升）--------⑦插入H型钢-------⑧移机下一桩号部分工序附图：测量放线：注意桩号标识及轴线的引测开挖沟槽：沟槽深度一般在0.8—1.2m左右，宽度根据桩径而定。调整垂直度：桩机主杆上可以挂线锤以便控制桩机就位和施工时的垂直度搅拌钻进（提升）：在试打桩时，待桩机打到设计孔底标高时，用有色油漆标注在三根钻杆上，用以控制孔深。插入H型钢：过程中控制插入时的垂直度，并用水准仪测量H型钢顶标高二、了解三轴搅拌桩机整体配备1、注浆泵2台2、空气压缩机1台3、水泥桶一个4、调浆控制室5、三轴搅拌桩机6、泥浆池操作步骤：由控制室设定好设计要求的水灰比（如1:1.5，即水1500kg，水泥1000kg）后，放入泥浆池，开启注浆泵，空气压缩机，三轴搅拌桩的三根钻杆中边上两根是注浆管，连通注浆泵，中间的钻杆连通空压机。如下图示：三、控制要点：1、根据设计要求，确定水灰比，水泥参量及孔深，土比重等计算参数。计算出每幅桩的水泥用量，见图示。（三轴搅拌桩一般采用跳打套孔的方法）@850桩径从上图可以算出三孔的截面积为：1.4950m2单孔的截面积为0.5156m2双孔的截面积为：1.0312m2按照施工单位桩号的编排次序可以测算每根桩的水泥用量：以双孔为例：水泥用量=土的比重x水泥掺量x桩长x双孔截面积。比如：掺量20%、土比重取常规的1800kg/m3、桩长20m得出水泥用量为：7.42吨。如水灰比为1:1.5的话（即水1500kg：水泥1000kg），则泥浆池里要拌制7盘2、根据试打桩，有设计要求的钻进及提升搅拌速度，（例：钻进一般在1m/分钟，提升一般在1.5~2.0m/分钟的话）这个是最低控制搅拌速度的要求，再配合水泥用量的拌制次数，可以得出一根桩的成桩时间。用以上两点方法进行双控。另外其实还有注浆泵压力及注浆管大小和桩的搅拌方量也可以测算水泥用量，但是由于计算复杂，而且压力有可能不是常规数值不变，没有用泥浆池搅拌拌数来控制水泥用量来的直观。以上几点只是鄙人心得体会，若有改进地方请大家多多指教。QQ22044280请注明“工程人员”第四篇：三轴搅拌桩止水帷幕施工方案三轴搅拌桩止水帷幕施工方案6.2三轴水泥土搅拌桩2.1概述本工程内基坑围护采用钻孔灌注桩与三轴水泥搅拌桩相结合的方式，坑内设置一道钢筋混凝土支撑。示意如下图：基坑形状如上图所示，内部蓝色线条表示混凝土支撑的设置，外围与钻孔灌注围护桩通过压顶梁或围檩形成整体的支撑受力体系，钻孔灌注围护桩之外是搅拌桩止水帷幕。搅拌桩起止水帷幕的作用，设计参数为：Ф850@1200三轴水泥土搅拌桩，按连续套接一孔法施工，桩心距600mm，采用P.042.5级普通硅酸盐水泥，水灰比1.5-1.7（有必要可根据现场实际情况进行调整），水泥掺量为20%，宜通过现场试验确定确定最佳水泥掺入量，外加剂木质素磺酸钙，用量为水泥用量的0.2%。搅拌桩沿基坑四周全部设置，平面延长米约400m，搅拌桩底标高－17.7m。2.2施工部署搅拌桩和围护钻孔桩总体数量较多，是前期主要的施工内容，并且二者平面距离较近（静距为100mm）有相互影响的可能，故基于工艺考虑的施工顺序安排对于总体工期的控制都非常关键。图纸中规定的施工顺序是先进行搅拌桩后进行钻孔灌注桩，若钻孔桩在前会出现扩孔和偏差造成搅拌桩难以下钻，若二者同时或没有足够时间间隔会由于搅拌桩对土体的扰动及形成的水压对钻孔桩成桩不利，易造成塌孔。现场拟投入一台三轴搅拌桩机，按每天两个台班施工计算，每天完成30米，单项工期约15天。期间将分段插入钻孔灌注桩的施工。施工流向如下图所示：2.3机械与人员配备2.3.1主要机械设备序号设备名称规格型号单位数量功率合计（KW）1三轴搅拌钻机JB-160台1160×13挖机1方3柴油发动机4压浆泵BW-200台215×25散装水泥自动拌浆系统套145×16备用压浆泵BW-200台215×27电焊机BZ-500型台120×18空压机9m3台145×12.3.2人员配备序号岗位名称人数岗位职责#M)l,1前台指挥员2名向桩机驾驶员发出完成桩机移位、钻机定位、钻机下沉及提升、停止等一系列指令2杂工4名负责及时将搅拌桩沟槽内翻出的置换泥浆挖至沟槽边缘等4后台指挥员2名向拌浆、供浆人员发出开始拌浆、供浆及停止等一系列指令。5挖机驾驶员2名负责开挖水泥土搅拌桩施工沟槽、清除沟槽内障碍物。6拌浆员4名负责按设计要求配比拌浆、供浆。7机修工1名负责设备运行前的检修、保养及运行过程中故障的及时排除。8电工1名负责用电设备运行前检修、保养、接线、运行过程中故障排除及安全用电监督。2.4施工工艺流程三轴水泥土搅拌桩施工流程图2.5成桩顺序为保证止水帷幕桩体的连续性和接头的施工质量，达到设计要求的防渗要求，采取套打一孔的成桩方法，具体的成桩顺序如下图所示：直线套打示意图拐角处套打示意图2.6各工艺环节的技术要求2.6.1障碍物清理因该工法要求连续施工，故在施工前应对围护施工区域地下障碍物及管线进行清理或移位，以保证施工顺利进行。2.6.2测量放线施工前，先根据设计图纸和业主提供的坐标基准点，计算出围护中心线角点坐标（或转角点坐标），利用测量仪器精确放样出围护中心线，并进行坐标数据复核，同时做好护桩，做好工程测量复核单，提请甲方验收。2.6.3开沟槽在三轴搅拌桩施工过程中会涌出大量的置换土，为了保证桩机的安全移位和施工现场的整洁，需要使用挖机在搅拌桩桩位上预先开挖沟槽。根据放样出的水泥土搅拌桩围护中心线，用0.4m3小挖掘机沿围护中心线平行方向开掘工作沟槽，根据本工程搅拌桩直径，取槽宽约1.0m，深度约0.6～1.0m。场地遇有地下障碍物时，利用镐头机将地下障碍物破除干净，如破除后产生过大的空洞，则需回填压实，重新开挖沟槽。开挖沟槽余土应及时处理，以保证工法正常施工，并达到文明施工工地要求。沟槽尺寸示意图2.6.4设置导架与孔位放样在垂直沟槽方向放置两根定位型钢，规格为200×200，长度2.5m，再在平行沟槽方向放置两根定位型钢规格为300×300，长约8～12m，转角处H型钢采取与围护结构中心线成45°插入，H型钢定位采用H型钢定位卡。由现场技术员根据设计图纸和测量控制点放出桩位，桩位平面偏差不大于2cm。本工程使用的三轴搅拌机桩径为850mm，轴心距为600mm，搅拌桩搭接250mm。三轴搅拌桩采用套打一孔工艺，因此桩心距为1200mm。在沟槽两侧定位型钢以1200mm为间距，用红色油漆做好标记，保证搅拌桩每次准确定位。2.6.5桩机就位与垂直度校正用卷扬机和人力移动搅拌桩机到达作业位置，并调整桩架垂直度达到0.5%以上。在桩机上焊接一半径为5cm的铁圈，10m高处悬挂一铅锤，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，使铅锤位于铁圈内，即把钻杆垂直度误差控制在0.5%内。桩机移位由当班机长统一指挥，移动前必须仔细观察现场情况，移位要作到平稳、安全。桩机定位后，由当班机长负责对桩机桩位进行复核，偏差不得大于20mm。为便于成桩深度的控制，施工前应在钻杆上做好标记，控制搅拌桩桩长不得小于设计桩长，当桩长变化时擦去旧标记，做好新标记。2.6.6水泥浆液拌制施工前应搭建好拌浆施工平台，平台附近搭建水泥库，对全体工人做好详细的施工技术交底工作，水泥采用P042.5级普通硅酸盐水泥，水泥浆液的水灰比严格控制在1.5～1.7，具体根据可现场实际情况调整，水泥总体掺量为20%（重量）。2.6.7喷浆、搅拌成桩启动电动机，根据土质情况按计算速率，放松卷扬机使搅拌头自上而下切土拌和下沉，直到钻头下沉钻进至桩底标高。按照搅拌桩施工工艺要求，钻杆在下沉和提升时均需注入水泥浆液，每次下降时喷浆60％，提升时喷浆40％。钻机钻进和提升速度宜控制在0.6～1m/min，按照技术交底要求均匀、连续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。2.6.7施工记录施工过程中，由工长负责填写施工记录，施工记录表中详细记录了桩位编号、桩长、断面面积、下沉（提升）搅拌喷浆的时间及深度、水泥用量、试块编号、水泥掺入比、水灰比。施工过程中质检员、技术负责人、监理工程师监督施工，施工记录报项目监理审批。2.7质量检验2.7.1施工前应检查水泥的质量、桩位、搅拌机工作性能及各种计量设备完好程度。水泥必须具有供应商提供的出厂合格证和质保书，并按批次取样送检测中心试验合格后方能使用。2.7.2施工中质量检验包括机械性能、材料质量、掺合比试验等资料的验证，以及逐量桩位、桩长、桩顶高程、桩身垂直度、桩身水泥掺量、喷浆速度、水灰比、搅拌和喷浆起止时间、喷浆量的均匀度、搭接桩施工间歇时间等。2.7.3施工结束后，应检查桩体强度、桩体直径、防渗效果及地基承载力。2.7.4水泥土搅拌桩桩身强度应符合设计要求水泥土搅拌桩的桩身强度应采用试块试验确定，试块制作好后进行编号、记录、养护。试验数量方法：每天作一组试块规格7.07×7.07×7.07cm，水泥土试块采用自然养护测定28天后无侧限抗压强度。测得的28天无侧限抗压强度应不小于1.0MPa。2.8检验批抽检计划水泥土搅拌桩的成桩验收按100米施工段划分若干检验批，除桩体强度检验项目外，每一检验批至少抽查桩数的20%。检验批的质量验收程序和组织应符合《建筑工程施工质量验收统一标准》(GB50300-2001)的有关规定。水泥土搅拌桩止水帷幕的检验批合格判定应符合《建筑地基基础工程施工质量验收规范》(GB50202-2002)的有关规定。水泥土搅拌桩止水帷幕检验批质量验收计划如下：主控项目（1）浆液拌制选用的水泥等原材料的技术指标和检验项目应符合设计要求和国家现行标准的规定。检验方法：查产品合格证及28天复试报告。（2）浆液水灰比、水泥掺量应符合设计和施工工艺要求，浆液不得离析。检验方法：浆液水灰比用比重计抽查，水泥掺量查施工记录，每台班不少于3次。（3）水泥土搅拌桩桩身强度应符合设计要求。水泥土搅拌桩的桩身强度应采用试块试验确定。试验数量及方法：每天制作水泥土试块一组，取样点应取沿桩长不同深度处的三点，最上点应低于有效桩顶下3m，采用自然养护测定28d无侧限抗压强度不小于1.0MPa。一般项目水泥土搅拌桩成桩允许偏差应符合下表的规定。序号检查项目允许偏差检查频率检查方法1桩底标高(mm)+100mm，-50mm每根测钻杆长度2桩位偏差(mm)50mm每根用钢尺量3桩径(mm)±10每根用钢尺量4桩体垂直度≤0.5%每根经纬仪测量2.9特殊情况处理措施2.9.1有异常时，如遇无法达到设计深度进行施工时，应及时上报甲方、监理，经各方研究后，采取补救措施。2.9.2在碰到地面沟或地下管线无法按设计走向施工时，宜与设计单位、业主、监理共同协商，确定解决办法。2.9.3施工过程中，如遇到停电或特殊情况造成停机导致成墙工艺中断时，均应将搅拌机下降至停浆点以下0.5m处，待恢复供浆时再喷浆钻搅，以防止出现不连续墙体；如因故停机时间较长，宜先拆卸输浆管路，妥为清洗，以防止浆液硬结堵管。2.9.4发现管道堵塞，应立即停泵处理。待处理结束后立即把搅拌钻具上提和下沉1.0m后方能继续注浆，等10～20秒恢复向上提升搅拌，以防断桩发生。2.9.5施工冷缝处理'施工过程中一旦出现冷缝则采取在冷缝处围护桩外侧补搅素桩方案，在围护桩达到一定强度后进行补桩，以防偏钻，保证补桩效果，素桩与围护桩搭接厚度约10cm。2.9.6渗漏水处理在整个基坑开挖阶段，我公司将组织工地现场小组常驻工地并备好相应设备及材料，密