关于五轴搅拌桩施工

关于五轴搅拌桩施工

五轴钻具是近2年出现的新型国产设备，由5根钻杆及动力头及附件构成，5根钻杆分别对应3根供浆管和2根供气管，目前只有ø650钻具，采用90KW ×2动力驱动，可以替代原ø650三轴钻具施工。

一、五轴施工特点

五轴施工与三轴施工相类似，一般采用“套接一孔法”施工，施工时也按照大、小幅跳桩施工；最大的不同在于供浆管、供气管的数量有区别，由此导致施工过程控制中需要增加一路供浆管和一路供气管。主要特点有：

1、由于钻杆数量增加，对单根桩施工而言，五轴施工时间较三轴施工时间增加约50%，但是1幅五轴相当于2幅桩（大、小幅）三轴，总体上施工效率有所提高。

2、对单个桩孔而言，由于施工时间延长使得孔内土体搅拌次数增加，提高了搅拌墙体的均匀性和整体性。

3、五轴施工需要采用3路供浆、2路供气，需要增加设备，所以施工前需要按照3台供浆泵确定施工参数，施工时需要兼顾各管路的协调作业。

二、五轴施工参数的选择

以本工程围护桩（大幅）施工为例：

设计桩长8m，水泥掺入量为20%，土体比重取1.8t/m3

五轴（大幅）面积S=1.400m2

1、单桩水泥用量

（大幅）单桩水泥用量：1.4×8×1.8×20%=4.043t

2、初定五轴施工参数（根据试桩结果调整）

（1）下沉、提升施工速度

下沉搅拌施工：下沉平均速度取0.5m/min、

提升搅拌施工：提升平均速度取0.8 m/min

（2）水泥供浆流量

供浆浆泵采用3台衡阳产BW-250浆泵，浆泵具有4个档位。

浆泵1挡～4档对应的流量分别为90L/min、120 L/min、180 L/min、250 L/min。根据经验3台泵均采用2挡供浆120 L/min，总供浆速度为360 L/min。

（3）供气流量

根据经验，供气系统采用不小于4.5m3空压机2台，施工时气压不小于5MPa。现场采用1台9 m3空压机，分成两路供气，确保施工是两气孔压力均衡。

3、验算施工水灰比

单桩施工时间为：8/0.5+8/0.8=26min

单桩水泥浆供应体积：360×26=9360 L（=9.36m3）

单桩用水量：9.36﹣4.043/3.0（水泥比重取值）=8.01 t

计算水灰比——8.01（水）/4.043（水泥）=1.98≈2.0

4、结论

根据验算过程，大幅施工水灰比取2.0，钻头下沉和提升平均速度分别取0.5 m/min 、0.8 m/min。

对于小幅施工，采用水灰比2.0，浆泵流量均采用2挡（总流量360L/min），验算得出钻头下沉和提升平均速度分别取0.8m/min、1.3m/min。

最终施工参数待试桩后确定。

三、施工对地铁的影响

本工程围护结构位于地铁隧道斜上方，根据土压力理论，仍位于影响地铁隧道的范围（隧道3倍直径）内，见下图。

从图中可以看到，搅拌桩止水帷幕位于影响范围边缘，而且主要位于影响范围上部。

在止水帷幕施工过程中主要采取两个措施控制施工对地铁的影响：

1、慢速施工

钻头下沉和提升平均速度分别取0.5 m/min 、0.8 m/min。

2、分段施工

参照类似工程施工经验，靠近地铁一侧止水帷幕施工时按照20m左右划分施工段，间隔进行施工。

该侧五轴共59幅桩，每幅间距1.8m，按照10幅（18m）一个段落，划分成6个施工段。施工顺序为：段落1→段落3→段落5→段落2→段落4→段落6。