介绍三轴搅拌桩

三轴搅拌桩是一种长螺旋桩，桩机同时有三个螺旋钻孔，三个螺旋钻孔同时向下施工，一般用于地下连续墙工艺，是软基处理的有效形式，使用搅拌桩机将水泥喷入土壤，充分搅拌，使水泥与土壤发生一系列物理化学反应，使软土硬化，提高基础强度。

作用：

三轴搅拌桩在基坑围护工程中起着重要作用。一种中间不插钢，仅用于止水。如果需要挡土，应与其他工艺相结合；一种是插入搅拌桩H型钢(俗称 ** W工法)既能止水，又能作为挡土墙，适用于挖深较浅的基坑。

优点：

与其他支护形式的桩相比，三轴搅拌桩施工速度快，每桩成桩时间约30-40分钟(24小时可完成60分钟)m左右）；成桩后止水效果显着；机械自动化控制，操作程序简单；人工投入少，施工成本低；并且三轴搅拌桩由于沟槽开挖完成后即可进行施工，现场不需要泥浆池，施工现场安全文明有保障。插入型钢后三轴搅拌桩既起到止水又起到支护作用；同时型钢可以回收利用。

缺点：

三轴搅拌机械及辅助设施的安装时间约为10天，该机械及辅助设施需要大型工作场所、大型水泥储存、大功耗和500台Kw变压器只能提供三轴搅拌机的运行。三轴施工还应考虑地质条件，适用于污泥、污泥土、泥炭土和粉土的处理。

三轴搅拌桩施工方法

根据材料喷射状态，水泥搅拌桩可分为湿法和干法。湿法以水泥浆为主，搅拌均匀，易于再搅拌，水泥土硬化时间长；干法以水泥干粉为主，水泥土硬化时间短，可提高桩间 强度，但搅拌均匀性差，整个过程难以再搅拌。主要是湿法。

湿法和干法的选择取决于土壤含水提供的土壤含水量和施工现场环境。

该方法要求对施工设备进行选择。选择的主要依据是桩深、桩截面的形状和尺寸。通常需要确定的内容包括：桩机型号、桩架高度、连接次数、钻杆组合等搅拌桩施工的桩机为120m桩架高度一般为18台m、24m、27m和33m。桩架、电机、钻杆按技术要求组装至少40个m×20m现场需要吊车配合施工。

三轴搅拌机有三个钻头，两侧输送浆液送，中间为气孔，主要作用是松动土壤，防止浆液翻转，确保土壤和水泥充分搅拌均匀。两侧的钻头正在旋转，中间的钻头正在旋转。两侧的钻头反转，中间的钻头正在旋转。这可以充分保证水泥浆和土壤的充分搅拌，减少气泡的存在，避免桩沉降。

三轴搅拌机昼夜施工，水泥72t，现场应储备足够的水泥，以确保施工不中断。

三轴搅拌桩水泥浆浆液配合比必须提前报当地建筑工程质量检测中心进行验证，验证结果符合设计文件要求并报监理验收同意后方能开始施工。

开工前，组织技术人员学习实施施工组织设计，阅读和审核施工图纸，澄清相关技术问题，熟悉规范和技术标准。制定施工安全保障措施，提出应急预案。对施工人员进行安全技术交底，对施工人员进行岗前培训，考核合格后持证上岗。

三轴搅拌桩机进入现场后，必须经当地建筑工程检测中心检测合格后报当地安全监督部门备案，并报监理验收。相关仪器仪表必须经当地计量检测单位检测合格后报监理验收。

根据桩位控制线，开挖导槽，清除地下障碍物。导槽尺寸要求中心线两侧宽度为0.6m，深1～1.5m，施工过程中，打随挖，确保浆液不溢出，挖出的废浆液存放在现场指定的空地，施工结束后外运，满足文明施工要求。

1.场地平整：

清除所有地面和地下障碍物，在场地低洼处抽水疏浚，分层压实回填粘土，必要时混合石灰和水泥，确保桩机位置基础稳定。

2.桩位布置：

根据设计图纸布置桩位，每根桩的桩位在现场用全站仪确定，并做好标记。每根桩的桩位误差±50mm。放样后，做好测量技术审核表，报监理审核验收，确定后方可施工。

3.桩机就位：

搅拌桩机到达作业位置时，由值班机长统一指挥，移动前仔细观察现场情况，确保移位平稳安全。桩机到位后，用吊锤检查调整钻杆与地面的垂直角度，确保垂直偏差不超过1%。在桩机架上画出以米为单位的长度标记，观察和记录钻杆入土时的钻深，确保搅拌桩长度不低于设计桩长。

4.准备水泥浆：

混合水泥浆按成桩工艺试验确定。灌浆前，将水泥浆倒入储浆桶，准备好的水泥浆停留时间不得超过2小时。

5.预搅下沉：

启动喷浆机，放松卷扬机钢丝绳，使灌浆机沿导向架自上而下灌浆，同时打开灌浆泵，同时旋转灌浆，使水泥浆与原基土充分混合，直至下沉到桩底标高，原灌浆30S以上。

6.提高喷浆搅拌：

当确认浆液已到达桩底时，以试验确定的速度提升搅拌钻头，边喷浆边旋转，提升至离地50cm灰浆泵在桩顶设计标高后关闭，原位转动喷浆30s，确保桩头均匀致密。

7.上下重复搅拌：

当灌浆机提升到设计桩顶标高时，为了使软土和水泥浆均匀，灌浆机的旋转沉入土壤中，然后在设计加固深度后将灌浆机提升到地面。

8.转移：

将搅拌钻头提出地面，停止主电机和空压机，填写施工旁站记录，移位桩机，校正桩机垂直度，然后进行下一桩施工。

1

三轴搅拌桩施工顺序

三轴搅拌桩的施工顺序如下图所示，阴影部分为重复套钻，以确保止水幕的连续性和搭接的施工质量。水泥土搅拌桩的搭接和施工设备的垂直补充依赖于重复套钻（搭接250mm）来保证，以达到止水的作用。三轴搅拌桩施工顺序采用单侧跳打施工方式（注：搭接施工的相邻搅拌桩施工间隔不得超过16小时）。

除单侧跳动施工方法外，三轴搅拌桩施工还有单侧挤压施工方法，如下图所示。当施工条件有限时，桩机不能来回行走，采用施工顺序。

三轴搅拌桩钻进、提升

三轴搅拌桩桩体采用两喷两搅施工工艺，水泥和原土应均匀搅拌，下沉提升过程为灌浆搅拌，严格控制下沉提升速度。

下沉速度：0.5—1.0m/min

提升速度：1.0—1.5m/min

桩底重复搅拌灌浆。

根据三轴搅拌桩的施工工艺，三轴搅拌机下钻时，灌浆水泥用量占总数的70%~80%，增加20%~30%。按技术交底要求均匀连续注入搅拌好的水泥浆。钻杆提升后，设计好的水泥浆全部注入。

计算水泥用量

钻井前，应向混合浆液工作人员进行交底，并在施工现场配备计算机测量自动搅拌系统和散装水泥罐，以确保浆液质量的稳定性。水泥浆的水灰比为0.5，水泥掺量不小于20%（注：弱加固区水泥掺入量为8%）。

水泥用量计算：M=H*S*P*I

M——单排桩水泥用量为吨（单排桩为咬合三排桩）

H——单位为桩基长度m。

S——单排桩截面积，取1.5m2。

P——混合土的密度为1740Kg/m3。I——取20%的水泥掺入量。

制备和注入水泥浆

水泥浆配置后，停滞时间不得超过2小时。因某种原因搁置2小时以上的混合浆应进行废浆处理。严禁使用相邻搅拌桩进行重叠施工，施工间隔不得超过12小时。灌浆时，通过两个灌浆泵和两条管道混合，灌浆压力为1.5Mpa~2.5Mpa，注浆流量为80~120L/min/每台。

施工过程中的问题处理

施工冷缝处理

冷缝：当桩与相邻搭接桩的施工间隔超过水泥凝结时间时，施工冷缝将不可避免地出现在桩之间，基坑开挖后的压力水可能会从施工冷缝中渗出。直接影响止水幕的止水效果。

主要原因

(1)遇到深层障碍物(普通挖掘机难以触及)；

(2)机械故障或停电；

(3)因其他施工需要而人为安排。

施工冷缝处理

只要在施工过程中出现冷缝，采取相同设计参数的混合桩或其他补救措施（如高压旋转桩）。在混合桩初始施工和终止施工办公室进行标记，并在适当的时候进行加固。

水泥用量问题

水泥用量过多或过少的主要表现形式

(1)提升喷浆未达到设计顶面标高，储浆桶内的浆液已排空，即水泥浆用量较大；

(2)将喷浆提升到设计顶标高，储浆桶内浆液过多，即水泥浆用量过少。

水泥浆过多的主要原因

(1)后台进料不准确，水泥浆未按规定水灰比制备；

(2)砂浆泵磨损严重，不能按既定效率灌浆；(3)砂浆泵输浆量过大，超出设计要求。

水泥用量问题

水泥浆过少的主要原因

(1)后台拌浆加水过多，水泥浆总体积过大；

(2)输浆管部分堵塞，应注入的水泥浆注入不足。

水泥浆治理措施过多

(1)重新标定投料量；

(2)检修砂浆泵时，砂浆泵经常因故障而产生既定的流量偏差，此时必须校准；

（3）重新校准砂浆泵的输浆量。校正完成后，用流量表确定砂浆泵与钻杆之间的输浆管线上的输浆量，终确定注浆压力，一般为0.8~2.5Mpa。

水泥用量问题

治理水泥浆过少的措施

(1)重新标定投料量；

(2)清洗输浆管道

1)由桩机故障或停电引起的储浆桶内水泥浆放置时间超过2小时，严禁重复使用，作为废浆处理；

2)过滤网设置在搅拌桶和储浆桶之间，其网眼尺寸为2×2mm，避免水泥杂质颗粒进入泥浆泵或输浆管道造成堵塞。

严重的冒浆问题

在搅拌桩钻孔或提升过程中，水泥土浆液表面不与孔保持水平，水泥土浆溢出。

冒浆严重问题

主要原因：

(1)施工工艺选择不当；

（2）粘土颗粒粘结力强，不易搅拌均匀，搅拌过程中容易产生钻孔；有些土层不是粘土，容易搅拌均匀，但由于上复合压力大，浆持有能力差，容易出浆。

主要治理措施：

(1)选择适合不同土层的工艺；

(2)搅拌桩机沉入前，应在搅拌桩位注水，使搅拌头湿润。当表面为粘土时，可与适当的砂混合，以改变土壤粘度；由于输浆过程中土壤持浆能力的影响，实际输浆量小于设计量用输水搅拌→输浆搅拌→将搅拌机转速提高到50r/min，均匀搅拌，减少冒浆。

处理特殊情况的措施

1.如有异常，如无法达到施工设计深度，应及时向业主、设计、监理报告，经各方研究后采取补救措施。

2.当地沟或地下管道无法按设计施工时，应与业主、设计单位和监理人员协商确定解决方案。

3.在施工过程中，如果停电或特殊情况导致桩工艺中断，搅拌机应降至停浆点以下0.5m在某些地方，待浆液供应恢复后，喷浆钻搅拌，防止不连续桩。如果因某种原因停机时间长，应先拆卸输浆管，妥善清洗，防止浆液硬化堵塞管道。