CN112609686A - 一种填海地质复杂区域三轴搅拌桩加固墩施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种填海地质复杂区域三轴搅拌桩加固墩施工方法，主要包括：场地平整、测量放线、开挖沟槽、设置导向架与空位放样、桩机就位与垂直度校正、水泥浆液拌制、喷浆、搅拌成桩以及桩机移位等步骤，通过采用三轴搅拌桩机进行施工，三轴搅拌桩采用套打一孔工艺施工，组成加固墩的所有三轴搅拌桩之间相互搭接，能够有效支撑灌注桩，本发明方案的三轴搅拌桩加固墩相对于两轴搅拌桩加固墩提高了施工效率，加快了施工进度，并且降低成本。

Description

一种填海地质复杂区域三轴搅拌桩加固墩施工方法

技术领域

本发明涉及建筑施工技术领域，特别涉及一种填海地质复杂区域三轴搅拌桩加固墩施工方法。

背景技术

随着我国沿海城市的不断发展，越来越多的海边城市需要通过填海来扩张建筑用地。而往往填海区的地质比较复杂，且以淤泥地质为主，稳定性极差，因此在填海地质区域通常采用连锁的旋挖钻孔灌注桩来作为基坑的支护结构。由于填海区域以淤泥地质为主，地质状况差，即使旋挖钻孔灌注桩施工完成之后也有可能会出现塌陷的情况，为了防止基坑支护结构由于地质环境不好被破坏，因此，常常需要在旋挖钻孔灌注桩施工之前，还要在基坑底部进行加固，以防止塌陷的情况发生。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种填海地质复杂区域三轴搅拌桩加固墩施工方法，旨在提高基坑底部的承载力，防止基坑支护结构塌陷，并且提高施工现场现有机械施工效率，加快施工进度，有效控制成本。

为实现上述目的，本发明提出一种填海地质复杂区域三轴搅拌桩加固墩施工方法，包括：

场地平整：对施工场所进行清理，清除表面硬物，夯实地面，使其能够承重三轴搅拌桩机；

测量放线：根据设计图纸，测放出三轴搅拌桩加固墩的桩位，并做好标记；

开挖沟槽：使用挖机在三轴搅拌桩加固墩的桩位上预先开挖沟槽；

设置导向架与孔位放样：在垂直沟槽方向放置两根定位型钢，在平行沟槽方向放置两根定位型钢；

桩机就位与垂直度校正：移动三轴搅拌桩机到三轴搅拌桩加固墩桩位处，并调整桩架垂直度误差在0.5％以内；

水泥浆液拌制：水泥浆液的水灰比控制在1.5～2.0，水泥重量百分比为15％～20％；

喷浆、搅拌成桩：钻头落钻至三轴搅拌桩加固墩设计深度之后起钻提升至三轴搅拌桩桩顶，落钻和起钻的时候均需喷浆注入拌制好的水泥浆液，钻头重复上、下搅拌，直至完成一组三轴搅拌桩的施工；

桩机移位：三轴搅拌桩机移位并校正钻杆垂直度后进行下一组三轴搅拌桩的施工，三轴搅拌桩采用套打一孔工艺步骤施工，直至完成全部三轴搅拌桩的施工，得到三轴搅拌桩加固墩。

可选地，所述三轴搅拌桩加固墩的桩长为4米，桩深在基坑内灌注桩以下。

可选地，垂直沟槽方向的定位型钢规格为200×200，长度为2.5m。

可选地，平行沟槽方向的定位型钢规格为300×300，长为8～12m。

可选地，三轴搅拌桩机的钻头落钻下沉的速度控制在0.8m/min以内。

可选地，三轴搅拌桩机的钻头起钻提升的速度控制在1.5m/min以内。

可选地，三轴搅拌桩机的钻头边喷浆边旋转，钻头下沉至三轴搅拌桩加固墩桩底标高以及提升到桩顶设计标高后，均原位喷浆30s以上。

可选地，钻头在落钻下沉和起钻提升时均需注入水泥浆液，每次落钻下沉时喷浆60％，起钻提升时喷浆40％。

可选地，水泥浆液中水泥重量百分比为17％。

可选地，所述三轴搅拌桩加固墩由36根桩径为850mm的搅拌桩相互搭接构成。

本发明技术方案通过采用三轴搅拌桩机进行施工，三轴搅拌桩采用套打一孔工艺施工，组成加固墩的所有三轴搅拌桩之间相互搭接，能够有效支撑灌注桩，本发明方案的三轴搅拌桩加固墩相对于两轴搅拌桩加固墩提高了施工效率，加快了施工进度，并且降低成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明一种填海地质复杂区域三轴搅拌桩加固墩施工方法的流程示意图；

图2为本发明施工方法得到的三轴搅拌桩加固墩的结构示意图；

图3为现有技术两轴搅拌桩加固墩的结构示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提出一种填海地质复杂区域三轴搅拌桩加固墩施工方法，该施工方法得到的三轴搅拌桩加固墩承载能力强，该施工方法效率高，加快施工进度，并且降低成本。

参照图1至3，图1为本发明一种填海地质复杂区域三轴搅拌桩加固墩施工方法的流程示意图；图2为本发明施工方法得到的三轴搅拌桩加固墩的结构示意图；图3为现有技术两轴搅拌桩加固墩的结构示意图。

在本发明实施例中，参照图1，提供一种填海地质复杂区域三轴搅拌桩加固墩施工方法，包括如下步骤：

场地平整：对施工场所进行清理，清除表面硬物，夯实地面，使其能够承重三轴搅拌桩机。

具体的，由于该施工方法要求连续施工，在测量放线前应将施工场所进行清理，对基坑加固墩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。用素土回填夯实施工地面，使得路面能够承重JB-160三轴搅拌桩机施工行走，在其它实施例中，三轴搅拌桩机还可以为其它型号，在此不做限定。

测量放线：根据设计图纸，测放出三轴搅拌桩加固墩的桩位，并做好标记。

具体的，根据设计提供的坐标基准点，按照设计图进行放样定位三轴搅拌桩加固墩的桩位，并做好标记，标记可以为永久性的或为临时性的标记，桩位误差不大于2cm，并且测量工作面标高，确定打桩深度。

具体的，三轴搅拌桩加固墩的桩长为4米，三轴搅拌桩加固墩的桩深应在基坑灌注桩以下，其作用是顶住灌注桩，防止灌注桩塌陷。

开挖沟槽：使用挖机在三轴搅拌桩加固墩的桩位上预先开挖沟槽。

具体的，一方面，由于在三轴搅拌桩加固墩施工过程中会涌出大量的置换土，为了保证三轴搅拌桩机的安全移位和施工现场的整洁，需要使用挖机在三轴搅拌桩加固墩的桩位上预先开挖沟槽；另一方面，沟槽作为导沟，确保为桩位提供导向装置。开挖沟槽过程中，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，以保证施工方法正常进行，并达到文明施工工地要求。

设置导向架与孔位放样：在垂直沟槽方向放置两根定位型钢，在平行沟槽方向放置两根定位型钢。

具体的，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。本发明实施例使用的三轴搅拌桩机桩径为850mm，轴心距为600mm，搅拌桩搭接250mm，三轴搅拌桩加固墩采用套打一孔工艺，因此桩心距为1200mm，因此在沟槽两侧定位型钢以1200mm为间距，用红色油漆做好标记，保证三轴搅拌桩每次准确定位。

桩机就位与垂直度校正：移动三轴搅拌桩机到三轴搅拌桩加固墩桩位处，并调整桩架垂直度误差在0.5％以内。

具体的，用卷扬机和人力移动三轴搅拌桩机到达作业位置，并调整桩架垂直度误差在0.5％以内。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，控制三轴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。

水泥浆液拌制：水泥浆液的水灰比控制在1.5～2.0，水泥总体重量比为15％～20％。

具体的，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1.5～2.0，具体根据可现场实际情况调整，在此不做限定，水泥总体掺量为15％～20％(重量)，优选地，水泥浆液中水泥重量百分比为17％，获得的水泥搅拌桩承载力强。

喷浆、搅拌成桩：钻头落钻至三轴搅拌桩加固墩设计深度之后起钻提升至三轴搅拌桩桩顶，落钻和起钻的时候均需喷浆注入拌制好的水泥浆液，钻头重复上、下搅拌，直至完成一组三轴搅拌桩的施工。

具体的，三轴搅拌桩机一共有三个并排的钻头，两边两个钻头进行水泥浆液输送，中间一个为气孔，主要作用为松动土体，防止翻浆，保证土体与水泥充分搅拌均匀。钻头在搅拌钻进地下的时候两边钻头正旋转，中间钻头反旋转。起钻时两边钻头反旋转，中间钻头正旋转。这样可以充分保证水泥浆液与土体充分搅拌均匀，减少气泡的存在，避免桩体沉降。具体的，一组三轴搅拌桩指的是三轴搅拌桩机施工一次得到的三根并排的搅拌桩。

具体的，三轴搅拌桩机落钻时启动喷浆机，放松卷扬机钢丝绳，使浆喷桩机沿导向架自上而下浆喷切土下沉，开启灰浆泵同时喷浆，边喷浆边旋转，使水泥浆和原地基土充分拌合，直到落钻下沉至三轴搅拌桩加固墩底标高，并原位喷浆30S以上，三轴搅拌桩机钻头的下沉速度控制在0.8m/min以内。

具体的，确认水泥浆液已到三轴搅拌桩加固墩底时，以试验确定的速度提升搅拌钻头，三轴搅拌桩机的钻头的提升速度控制在1.5m/min以内，边喷浆边旋转，提升到桩顶设计标高后再关闭灰浆泵，在原位转动喷浆30s，以保证桩头均匀密实。

可选地，按照三轴搅拌桩施工工艺要求，钻头在落钻下沉和起钻提升时均需注入水泥浆液，每次落钻下沉时喷浆60％，起钻提升时喷浆40％，按照技术交底要求均匀、连续注入拌制好的水泥浆液，钻头提升完毕时，水泥浆液全部注完。

桩机移位：三轴搅拌桩机移位并校正钻杆垂直度后进行下一组三轴搅拌桩的施工，三轴搅拌桩采用套打一孔工艺步骤施工，直至完成全部三轴搅拌桩的施工，得到三轴搅拌桩加固墩。

具体的，完成一组三轴搅拌桩的施工后，将钻头提出地面，移动三轴搅拌桩机并校正钻杆垂直度后进行下组三轴搅拌桩的施工，直至完成全部三轴搅拌桩的施工，各组三轴搅拌桩之间采用套打一孔工艺步骤施工，请参照图2，图2所示为本发明实施例施工方法得到的三轴搅拌桩加固墩的结构示意图。

图2中三轴搅拌桩的桩径为850mm，三轴搅拌桩加固墩的边长为4200mm，三轴搅拌桩之间搭接183mm，在本发明实施例中，三轴搅拌桩加固墩的桩长为4米，一共有27个三轴搅拌桩加固墩，972根三轴搅拌桩，常规搭接水泥用量计算单幅每延米深度三轴水泥搅拌桩水泥用量＝被搅拌土体的体积x土体容重x设计水泥掺量＝(3.14159*0.85*0.85/4)*3*1800*0.17＝520.92(kg/三轴/m)，合计水泥用量为520.92*4*12*27＝675.11吨。

图3所示为现有设计的两轴搅拌桩加固墩的结构示意图，图3中，桩径为700mm，两轴搅拌桩加固墩的边长为4200mm，两轴搅拌桩之间搭接200mm，两轴搅拌桩加固墩的桩长为4米，一共有27个两轴搅拌桩加固墩，1728根两轴水泥搅拌桩，常规搭接水泥用量计算单幅每延米深度两轴水泥搅拌桩水泥用量＝被搅拌土体的体积x土体容重x设计水泥掺量＝(3.14159*0.7*0.7/4)*2*1800*0.15＝207.82(kg/二轴/m)，合计水泥用量为207.82*4*32*27＝718.21吨。

通过上述计算可知，通过工艺优化，将原设计中的两轴搅拌桩加固墩改为三轴搅拌桩加固墩，可以节约水泥43.1吨，能够降低成本，同时还可以节约二轴机械进出场费用、节约砂浆罐安装拆除费用，合计节约成本约15.3万。

以上所述仅为本发明的可选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种填海地质复杂区域三轴搅拌桩加固墩施工方法，其特征在于，包括：

场地平整：对施工场所进行清理，清除表面硬物，夯实地面，使其能够承重三轴搅拌桩机；

测量放线：根据设计图纸，测放出三轴搅拌桩加固墩的桩位，并做好标记；

开挖沟槽：使用挖机在三轴搅拌桩加固墩的桩位上预先开挖沟槽；

设置导向架与孔位放样：在垂直沟槽方向放置两根定位型钢，在平行沟槽方向放置两根定位型钢；

桩机就位与垂直度校正：移动三轴搅拌桩机到三轴搅拌桩加固墩桩位处，并调整桩架垂直度误差在0.5％以内；

水泥浆液拌制：水泥浆液的水灰比控制在1.5～2.0，水泥重量百分比为15％～20％；

喷浆、搅拌成桩：钻头落钻至三轴搅拌桩加固墩桩底之后起钻提升至三轴搅拌桩加固墩桩顶，落钻和起钻的时候均需喷浆注入拌制好的水泥浆液，钻头重复上、下搅拌，直至完成一组三轴搅拌桩的施工；

桩机移位：三轴搅拌桩机移位并校正钻杆垂直度后进行下一组三轴搅拌桩的施工，三轴搅拌桩采用套打一孔工艺步骤施工，直至完成全部三轴搅拌桩的施工，得到三轴搅拌桩加固墩。

2.如权利要求1所述的一种填海地质复杂区域三轴搅拌桩加固墩施工方法，其特征在于，所述三轴搅拌桩加固墩的桩长为4米，桩深在基坑内灌注桩以下。

3.如权利要求1所述的一种填海地质复杂区域三轴搅拌桩加固墩施工方法，其特征在于，垂直沟槽方向的定位型钢规格为200×200，长度为2.5m。

4.如权利要求3所述的一种填海地质复杂区域三轴搅拌桩加固墩施工方法，其特征在于，平行沟槽方向的定位型钢规格为300×300，长为8～12m。

5.如权利要求1所述的一种填海地质复杂区域三轴搅拌桩加固墩施工方法，其特征在于，三轴搅拌桩机的钻头落钻下沉的速度控制在0.8m/min以内。

6.如权利要求5所述的一种填海地质复杂区域三轴搅拌桩加固墩施工方法，其特征在于，三轴搅拌桩机的钻头起钻提升的速度控制在1.5m/min以内。

7.如权利要求6所述的一种填海地质复杂区域三轴搅拌桩加固墩施工方法，其特征在于，三轴搅拌桩机的钻头边喷浆边旋转，钻头下沉至三轴搅拌桩加固墩桩底标高以及提升到桩顶设计标高后，均原位喷浆30s以上。

8.如权利要求7所述的一种填海地质复杂区域三轴搅拌桩加固墩施工方法，其特征在于，钻头在落钻下沉和起钻提升时均需注入水泥浆液，每次落钻下沉时喷浆60％，起钻提升时喷浆40％。

9.如权利要求1所述的一种填海地质复杂区域三轴搅拌桩加固墩施工方法，其特征在于，水泥浆液中水泥重量百分比为17％。

10.如权利要求1所述的一种填海地质复杂区域三轴搅拌桩加固墩施工方法，其特征在于，所述三轴搅拌桩加固墩由36根桩径为850mm的搅拌桩相互搭接构成。

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