三轴搅拌桩与两轴搅拌桩的综合比较

三轴搅拌桩与二轴搅拌桩的综合对比

1、三轴水泥土搅拌桩特点

1.1工况简介

ZKD65-3型三轴钻孔机是为SMW（SoilMixingWall）工法而开发的专用机械。SMW工法也叫柱列式水泥土搅拌墙工法，即利用三轴式长螺旋钻机在土壤中钻孔，达到预定深度后，边提钻边从钻头端部注入适合不同工程连续墙的水泥浆液，它与原土壤进行搅拌，在原位置上形成一段水泥土搅拌墙，然后再进行第二段搅拌墙施工，使相邻的水泥土搅拌墙彼此有重合段，连续施工即可做成地下连续墙，同时根据不同需要插入型钢（作为加强筋），或作为基坑开挖围

护挡土结构或作为止水帷幕。

1.2机具特点

而技术从日本引进的三轴钻机，研发、制造出自名门，凝聚了国内外众多专家的智慧，通

过工程验证已经列入我国成型产品。

由于机架结构、动力系统及其扭矩匹配而且较大，三根钻头又为10米长螺旋交叉叶片（立体搅拌），且施工时附带空压机喷气（浆液在涡流的作用下穿透力更强），因此搅拌均匀充分、

施工速度快、成桩质量好。

特别是采用了ZYJ-60全封闭环保型自动搅拌注浆站后，实现了电脑配比、自动记录，浆

液质量稳定而且没有水泥灰尘污染。

三轴搅拌桩机一次作业可同时完成3根搅拌桩的施工，与两轴搅拌桩机相比，效率提高

60%以上，施工工期大大缩短。

1.3规范及一般设计要求

根据上海市工程建设规范《型钢水泥土搅拌墙技术规程》（DGJ08-116-2005、J10608-2005）第4.4.3条要求“三轴搅拌机搅拌下沉速度与搅拌提升速度应控制在0.3～2m/min范围内，并保持匀速下沉与匀速提升。搅拌提升时不应使孔内产生负压造成周边地基沉降，具体选用的速度值应根据成桩工艺、水泥浆液配合比、注浆泵的工作流量计算确定，搅拌次数或搅拌时间应

确保水泥土搅拌桩成桩质量”。

因此一般采用三轴搅拌桩的基坑围护工程中，设计通常要求三轴搅拌桩搅拌下沉、搅拌提升一次性完成（即一喷一搅），搅拌下沉速度≤1m/min，搅拌提升速度≤2m/min，同时要求在

桩顶、桩底部位重复搅拌1分钟左右。

1.4举例计算成桩效率

假定设计桩长20m，按照上述规范及一般设计要求，计算一幅三轴搅拌桩的成桩时间如下：成桩时间＝20m÷1m/min＋20m÷2m/min＋1min＋1min＝32min

假定相邻幅三轴搅拌桩搭接200mm，则每幅三轴搅拌桩的有效横截面积为0.866 m2，即

32分钟（理论计算的）成桩体积为：

0.866m2×20m＝17.32 m3

成桩效率＝17.32m3÷32min＝0.54m3/min

成桩效率是二轴搅拌桩机的6.5倍（详见第四页计算部分）。

2、二轴水泥土搅拌桩特点

2.1工况简介（略）

2.2机具特点

动力和钻头临时改进的二轴搅拌桩机，常因偏面追求钻进功能以致机架结

构、动力系统及其扭矩往往不匹配，多为非成型产品，机架高而且头重脚轻，存在

一定的安全隐患。

由于钻头仅为“十字型”四块叶片，一次搅拌不够均匀，须重复搅拌予以弥补，因此施工速度慢，成桩质量不稳定，而且有扬尘污染。

二轴搅拌桩机一次作业只能完成2根搅拌桩的施工，与三轴搅拌桩机相比，效

率较低、作业时间较长。

2.3规范及一般设计要求

根据中华人民共和国行业标准《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2002、

J220-2002）第11.3.3条要求“深层搅拌机施工时，搅拌次数越多，则拌和越为均匀，水泥强度也越高，但施工效率就降低。试验证明，当加固范围内土体任一点的水泥土每遍经过20次的拌和，其强度才可达到较高值”。

因此一般采用两轴搅拌桩的基坑围护工程中，设计通常要求二轴搅拌桩采用二喷三搅工艺完成，前两次搅拌下沉速度≤1m/min、搅拌提升速度≤0.5m/min，最后一次搅拌下沉速度、搅拌提升速度≤1m/min。

2.4举例计算成桩效益

同样假定设计桩长20m，按照上述规范及一般设计要求，计算一幅两轴搅拌桩成

桩时间如下：

成桩时间＝20m÷0.6m/min（第一次钻进平均速度）＋20m÷0.5m/min＋20m÷

1m/min＋20m÷0.5m/min＋20m÷1m/min×2＝173.33min

假定不考虑相邻两幅二轴搅拌桩搭接、每幅二轴搅拌桩的有效横截面积仍为

0.71m2，即173.33分钟（理论计算的）成桩体积为：

0.71m2×20m＝14.20 m3

成桩效率＝14.20m3÷173.33min＝0.082 m3/min

成桩效率不到三轴搅拌桩机的六分之一。

效果肯定是三轴的好，但是选择哪种的原因主要还是根据深度，一般二轴的机器最深只能做到16～18m，要是再深的话就只能

用三轴的了。

三轴的效果肯定要好些撒，但是搅拌桩加固的深度有限，只有20多米，再深就没有什么效果了。我们这里基坑上部（0-20m）

用的三轴搅拌，下部（20-51m）用的高喷。

三轴中间是高压空气，双轴中间的是注浆的.

双轴搅拌桩和三轴搅拌桩的施工工艺相差不大，都是将水泥浆打入土中后搅拌养护形成水泥土，只是机械上面不同，三轴搅拌桩机械由桩架、动力头和后台组成，自动化系统较高。双轴搅拌桩广泛用于坑底加固和一些浅型基坑，一般深基坑都采用三轴搅拌桩或三轴搅拌桩内插型钢。三轴搅拌桩规范要求每台班应取一根桩两个点分别做一组三联试块同时有的图纸设计总说明会要求钻芯取样，钻芯取样按总桩数的3%进行。双轴搅拌桩如用于坑边止水的话必须做试块，如用于坑底加固的话，

要看监理严不严了，按道理来说做试块是不大现实的，因为坑底加固水泥土是

无法获取的。

按主要使用的施工做方法分为单轴、双轴和三轴搅拌桩。

工作原理：利用深层搅拌机在钻孔过程中，用高压将浆液固化剂喷入被加

固的软土中，凭借机械上特制的钻头叶片的旋转，使固化剂与原位软土就地强

制搅拌混合。固化剂进行一系列物理化学反应，使桩位原土由软变硬，形成整

体性好、水稳性强和承载力高的桩体。这种桩体与桩间土相互作用形成比天然

软土地基承载力有大幅度提高的复合地基。目前在实际工程中所用的固化剂主

要是水泥或石灰，喷拌成水泥土桩或石灰土桩。按固化剂喷入的形态（浆液或

粉体），而采用不同的施工机械组合。

工作内容：放样、钻机就位、检查钻杆垂直度及对位偏差、喷浆下钻、钻

至设计深度、第一次提升搅拌至停灰面、复搅下钻至桩尖、第二次提升搅拌至

停灰面、桩头复搅提出钻头停机、钻机移位等。

三轴搅拌桩”，它是高压旋喷桩的一种，三轴搅拌桩采取三轴套打的方式，入土旋喷水泥浆，在土体中形成暂时的软砼桩，在砼初凝前，由吊装机吊起大型H型钢，依靠重力沉入软砼桩中。待砼终凝后，形成类似于不配筋的钢骨砼柱一样的支护桩。三轴搅拌桩的施工桩机是专门的三轴搅拌机，它采取套打和包芯钢骨的特点可以和一般高压旋喷桩区分开来。

此外，为达成连续墙的效果，一般来说，在每根包芯工法桩之间，设置1～2道冠梁或腰梁相互拉结，以维持整体性。冠梁和腰梁都按基础梁受土侧压力侧弯或双向受弯，以及受拉配筋。按工法桩使用期限来分，包芯型钢有的要求在服务完后回收，有的不用回收。一般来说民建项目都要回收的，因为大型型钢的成本极高，而地下室完成后，回填基槽，没必要再留着支护桩。回收时拔出型钢有专门的拔桩机械和汽车吊配合。公路边坡、临山大坝侧坡一般不回收。

高压旋喷主要分防水，维护，加固。

三轴搅拌桩主要是用于重要的支点，承载能力，造价高。