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岩土研究院

搅拌桩施工技术

342 2022-03-29 09:54:36

一、施工技术

深层搅拌法施工质量是实现加固设计安全经济的保障,一个合理的加固设计,如果没有施工质量的保证,就可能造成加固工程的失败。目前对深层搅拌法加固质量的检验尚缺少简便可靠的方法,因此严格按照深层搅拌法施工要点进行施工尤其重要。

(一)施工方法1.施工机具及配套机械。

(1)深层搅拌机

深层搅拌机是进行深层搅拌施工的关键机械。目前国内外有中心管喷浆方式和叶片喷浆方式。后者是使水泥浆从叶片上若干个小孔喷出,使水泥浆与土体混合较均匀,对于大直径叶片和连续搅拌是合适的,但因喷浆孔小易被浆液堵塞,它只能使用纯水泥浆而不能采用其他固化剂,且加工制造较为复杂。中心管输浆方式中的水泥浆是从两根搅拌轴之间的另一根管子输出,这对于叶片直径在p1.0m以下时,并不影响搅拌均匀度,而且它还可适用多种固化剂,除纯水泥浆外,还可用水泥砂浆,甚至掺入工业废料等粗粒固化剂。

1)SJB-1型深层搅拌机

$JB-1型深层搅拌机是由冶金部建筑研究总院和交通部水运规划设计院合作研制的双搅拌轴中心管输浆方式的深层搅拌专用机械。它包括(参见图3-3-18);

①动力部分∶2x30kW潜水电机,各自连接一台2级 2k-H行屋齿轮减速器。

②搅拌部分∶包括搅拌轴〈每节长度 2.45m,直径中127mm)和搅拌头(带硬质合金齿的两叶片式,直径0.7~Q.8m)。

③输浆部分;由中心管(中140,每节长度2.45m)和穿在中心管内部的输浆管(*68)以及单向球阀(球径φ120)组成。

中心管通过横向系板与搅拌轴连成整体。

(2)GZB-600型深层搅拌机

该机由天津机械施工公司利用进口钻机改装的单搅拌轴、

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叶片喷浆方式的深层搅拌机(见图3-3-19)。

①动力部分∶两台30kW电机,各自连接一台2K-H行星齿轮减速器。②搅拌轴和输浆管

单轴叶片喷浆方式是使水泥浆由中空轴经搅拌头叶片,沿着旋转方向输入土中。搅拌轴外径φ129mm,轴内输浆管外径 φ76mm。

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③搅拌头

在搅拌头上分别设置了搅拌叶片和喷浆叶片,二层叶片相距0.5m,成柱直径为0.6m。喷浆叶片上开有三个尺寸相同的喷浆口(见图3-3~20)。

(2)配套机械

1)SJTB-1型搅拌机配套机械见图3-3-21,主要有①灰浆拌制机∶用两台200L,轮流供料。②集料斗∶容积0.4m³。

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③灰浆泵;采用HB6-3型灰浆泵。其出口由压力胶管与深层搅拌机的输浆管相接。该泵的技术规格如表3-3-16所示。

④电气控制柜∶采用自耦降压延时启动,设有过流过热及缺相等自动保护装置。

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2)GZB-600 型搅拌机配套机械∶

GZB-600 型深层搅拌机的配套机械见图3-3-22。其中主要有∶

①PM2-15型灰浆计量配料装置④灰浆拌制机∶共两台,容积各为500L。⑤集料斗∶容积0.18m³。

⑥灰浆泵∶PA-15-B型,其技术规格见表3-3-17。②电磁流量计

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电磁流量计是灌浆压力、流量计量测定装置。示意图见图3-3-23。(3)深层搅拌机技术数据

①SJB-1型深层搅拌机技术数据汇总见表3-3~18。②GZB-600型深层搅拌机的技术数据汇总如表3-3-19所示。

2.施工工艺。

深层搅拌法的施工工艺流程参见图3-3-24。

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(1)定位

起重机(或用塔架)悬吊深层搅拌机到达指定桩位,对中。当地面起伏不平时,应使起吊设备保持水平。

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(2)预搅下沉

待深层搅拌机的冷却水循环正常后,启动搅拌机电机,放松起重机钢丝绳,使搅拌机沿导向架搅拌切土下沉,下沉速度可由电机的电流监测表控制。工作电流不应大于70A。如果下沉速度太慢,可从输浆系统补给清水以利钻进。

(3)制备水泥浆

待等深层搅拌机下沉到一定深度时,即开始按设计确定的配合比拌制水泥浆,待压浆前浆水泥浆倒人集料斗中。

(4)提升喷浆搅拌

深层搅拌机下沉到达设计深度后,开启灰浆泵将水泥浆压入地基中,并且边喷浆、边旋转,同时严格按照设计确定的提升速度提升深层搅拌机。

(5)重复上、下搅拌

深层搅拌机提升至设计加固深度的顶面标高时,集料斗中的水泥浆应正好排空。为使软土和水泥浆搅拌均匀,可再次将搅拌机边旋转边沉人土中。至设计加固深度后再将搅拌机提升出地面。

(6)清洗

向集料斗中注入适量清水。开启灰浆泵∶清洗全部管路中残存的水泥浆。直至基本干净。并将粘附在搅拌头的软土清洗干净。

(7)移位

重复上述 1~6步骤,进行下一根桩的施工。

考虑到搅拌桩顶部与上部结构的基础或承台接触部分受力较大,因此通常还可对柱顶1.0~1.5m范围内再增加一次输浆,以提高其强度。

(二)施工组织1,施工准备

(I)依据工程地质勘察资料,进行室内配合比试验,结合设计要求,选择最佳水泥掺入比,确定搅拌工艺。

(2)依据设计图纸,编制深层搅拌法施工方案,做好现场平面布置,安排好打桩施工流水;布骨水泥浆制备及泵送系统,且考虑泵送距离宜小于50m。

(3)清理施工现场的地下、地面及空中障碍物,以利安全施工。

(4)按设计要求,进行现场测量放线,定出每一个桩位,钉上小木桩。2.场地布置

拟建场地附近已有建筑物,且相距较近。施工现场狭窄时,要因地制宜搭设安装灰浆拌制操作棚(3×10m)。如果现场表土较硬,需采用注水预搅施工时。现场四周需挖掘排水沟。对角线各挖一个集水井。其位置以不影响施工为原则。井内应经常清除沉淀物,保持沟内畅通。如施工现场为一很长的地段(例如超过 500m),可将灰浆制备系统装在一辆拖车上随起重设备一起前进,流动供应水泥浆。

3.劳动组织

每台班深层搅拌机械由十三人组成。

(1)指挥∶1名

负责深层搅拌施工指挥,协调各工序间操作联系。

(2)词机∶2名

按照指挥发出的信号,正确操纵深层搅拌机的下沉、提升、喷浆、停浆等,观察和检查打桩机械运转情况,做好维修保养。

(3)司泵工∶1名

负责指挥灰浆制备、泵送系统的正常运转,做好水泥浆制备设备的例行保养,负责输浆管路的清洗。

(4)管线工∶1名

在深层搅拌机升降、移位时随时负责输浆胶管和电缆线的移动,拉开距离,以免搅人叶片中。

(5)记录∶1名

依据设计要求,测定搅拌桩每米的灌浆量。发现断浆时立即报告指挥,采取补救措施。同时记录施工中的各种数据,复查桩位,水泥浆配比等。

(6)拌浆工;2名

按设计配合比制备水泥浆固化剂,按司泵工指挥将水泥浆倒人集料斗。

(7)供料工∶2名

负责各种生产用料的供应、运输;对散装水泥负责过磷秤量装入临时备用水泥袋。

(8)起重工∶1名

配合指挥移动起重设备,清除搅拌头附着的泥团。

(9)钳工∶1名

负责修理和维护全套深层搅拌机械的正常运转。

(10)电工∶1名

负责修理和维护全部电器设备的正常运转,夜间施工照明等。上述劳动组织为深层搅拌施工班组定员,不包括工长及质量检验人员。

4.安全措施

(1)深层搅拌机

①冷却循环水在整个施工过程中不能中断,应经常检查进水回水的温度,回水温度不应过高。

②搅拌机的入土切削和提升搅拌负荷太大及电机工作电流超过额定值时,应减慢升、降速度或补给消水,一旦发生卡钻、停转现象,应切断电源,将搅拌机强制提起以后,才能重新启动电机。

③电网电压低于350V 时,应暂停施工,以保护电机。

(2)灰浆泵及输浆管路

①泵送水泥浆前,管路应保持湿润,以利输浆。

②水泥浆内不得有硬结快,以免吸入泵内损坏缸体,可在集料斗上部加细筛过滤。

③输浆管路应清洗干净,严防水泥浆结块。每日完工后需彻底清洗一次。喷浆搅拌施工过程中,如果发生事故停机超过半小时,宜先拆卸管路,排除灰浆,妥为清洗。

④灰浆泵应定期拆开清洗,注意保持齿轮减速箱内润滑油的清洁。