桩径850mm五轴搅拌桩施工参数计算及施工要点

桩径850mm五轴搅拌桩施工参数计算及施工要点 桩径850mm五轴搅拌桩施工参数计算及施 工要点 建材发展导向2011年07月施工技术 桩径850ram五轴搅拌桩施工参数计算及施工要 蒋利生 占,ll, 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型多轴钻孑L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 多轴搅拌桩机己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 克服其缺点,桩径650ram,850mm两种五 挥多轴搅拌桩的优点, 轴搅拌桩应运而生. ,攮升鼻向帆1訇2,水泥浆f妻幕3动力籍 4?帖鼻5,率目直晕6,下部妻摹薯7,保椅颦18,保持浆2 图1DKZ850—5型多轴钻孔机 2DKZ850—5型多轴钻孑L机 目前,五轴搅拌桩桩径有650mm,850ram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2DKZ850—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1. 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.0.42.5级普通硅酸盐水 表1DKZ850—5型多轴钻孔机主要技术参数 序号技术指标名称技术参数 1钻孔直径(ram)850×850×85O×850×85O 2钻孔个数5 3钻孔中心距(mrI1)600x600x600x600 4最大钻孔深度(m)28 5钻杆转速(Y/m)13.5 6钻杆直径(m)219 7钻杆基本长度(m)3,6,7 8钻杆平均扭矩(kN?m)35 9主机动力(kN)220(110x2) 10桩架导轨中心距钻杆中心(mm)960 1l桩架导轨中心距(mm)600 12配套桩架不小于JBI60 l3主机重量(k48Oo0 14配套浆管内径(mm)25 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28d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 (1)水泥浆参数:(水泥密度取3t/m3) 水泥比重计算:p=M/V:水灰比为:1.5时,P=(1+1.5)/(1.5+1/ 3)=1.36kg/L (2)每幅桩的水泥用量 每幅桩的水泥用量=搅拌桩的计算面积(2.4224mz)×有效桩 长X土体密度(取1.8t/m3)X水泥掺入量. (3)下沉速度,提升速度及浆液流量确定 现取长度为lm的水泥搅拌桩体为计算单元进行计算: 搅拌桩计算面积取2.4224mz,即lm长度的计算单元的体积 为2.4224m3 掺入水泥量为:2.4224m3x1.8t/m3x20%=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一 250泵浆液流量x相同且在下沉和提升过程中不变,则有f(1m/ 0.5ngmin)+(hrdO.6m/min)1x=1603L/3,即x=146L/min,根据BW一 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 (1)水泥浆参数:(水泥密度取3t/m3) 水泥比重计算:p=M/V:水灰比为:2.0时,D=(1+2.0)/(2.0+1/ 3)=1.286kg/L (2)每幅桩的水泥用量:同3.1一(1). (3)下沉速度,提升速度及浆液流量确定 ?255? 施工技术建材发展导向2011年07月 现取长度为1m的水泥搅拌桩体为计算单元进行计算:同 3.1一(3),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/rain,设三台BW一 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_3rn/min)+(1m/0.75m/rain)Ix=2034L/3,即x=145L/min,根据 BW一250泵自身性能参数取145L/min. 4五轴水泥搅拌桩施工要点 (1)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. (2)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‰. (3)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. (4)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. (5)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 5.1SMW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3三轴搅拌桩施工套钻示意图 图4五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(+850@600)一 次施工面积为1.495m,五轴搅拌桩(6650@450)一次施工面积 ?256? 为1.400m,五轴搅拌桩(6850@600)一次施工面积为2.4224m, 可见桩径850ram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5三轴搅拌桩一次加固面积 图6三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 …1《型钢水泥土搅拌墙技术规程》(试行)(DGJ08—116—2005J10608— 2005)(2005.上海) I作者单位:中交隧道局(天津)第五工程有限公司】