四喷两搅工艺在双轴搅拌桩施工中的运用

丁江伟 许大伟 申双恩 顾姝伟 郭双鹏

[摘要内容]双轴搅拌桩施工过程中，常规的桩机受限于动力和喷浆效率而采用两喷三搅施工工艺，单根桩时耗较长，本文主要论述通过增大电机功率，增加搅拌刀头数量等加工改造后，可以采用四喷两搅工艺，优化了施工工艺。这些内容对于其他类似工程有一定的借鉴作用。

[关键词]双轴搅拌桩;四喷两搅;两喷三搅;成桩质量

一、引言

双轴水泥土搅拌桩常用于重力式挡土墙、止水帷幕、地基加固等基坑工程中，它是利用水泥材料作为固化剂，通过输浆管将水泥浆液注入到地基深处，就地将软土和水泥强制搅拌形成连续搭接的水泥土柱状加固体，利用水泥和软土之间所产生的一系列物理化学反应，使软土硬结成具有整体性、稳定性和一定强度的挡土、防渗墙。常规的桩机采用两喷三搅施工工艺，单根桩时耗较长。

二、工程概况

本工程用地面积为 25099.2 ㎡，总建筑面积为 54666.5 ㎡，其中地上建筑面积约 44165 ㎡，地下建筑面积约 10142.5 ㎡，由固体制剂综合大楼、试剂库、废水处理、货流门卫、 人流门卫、非机动车棚、垃圾房组成。采建筑高度31.9m，其中固体制剂综合大楼地下一层，地上四层（局部六层）。基坑围护采用双轴搅拌桩形式，共3418幅双轴搅拌桩。

三、工艺特点

3.1施工速度快

双轴搅拌桩传统工艺为两喷三搅工艺，即前两次在下沉时搅拌但不噴浆，提升时喷浆搅拌，第三次下沉和提升均不喷浆，只重复搅拌。而四喷两搅工艺可以在下沉、提升搅拌时同时喷浆。喷浆效率高，可以更快完成单根桩的水泥掺量的输送，用最短的时间完成基坑围护的施工，加快基坑施工周期，减少安全隐患。

3.2施工效果好

四喷两搅双轴搅拌桩机的电机功率较高，动力强劲，每根钻杆的搅拌刀头都要比两喷三搅双轴搅拌桩机多两组，钻杆一次搅拌的土体范围更大，搅拌更快、更充分，有利于土体与水泥浆液的拌合均匀度，提高桩体强度。

四、主要施工方法

4.1主要原理

原双轴搅拌桩机（图4.1-1）由三根施工钻杆组成，其中外侧两根钻杆每根钻杆下方配有两组搅拌刀头，呈十字交叉型布置，钻杆下沉、提升时搅拌刀头削切土体并搅拌。中间钻杆为喷浆杆兼定位杆，杆体中空，端部下口敞开作为喷浆口，喷浆口位于外侧两根钻杆搅拌刀头上方。加工改造后的双轴搅拌桩机（图4.1-2）相较于原桩机增大了电机功率和增加了搅拌刀头的数量，其中外侧两根钻杆每根钻杆下方配有四组搅拌刀头，呈十字交叉型布置，该两根杆体中空，在端部杆体侧面开口作为喷浆口，喷浆口位于最下端两组搅拌刀头的上侧，对称分布于每杆体两侧，共四个喷浆口，外侧两根钻杆在下沉、提升时杆体同时喷浆，搅拌刀头切削土体并搅拌均匀，中间钻杆不再作为喷浆杆，只起到稳定外侧两根钻杆和定位的作用

4.2总体施工流程

双轴水泥土搅拌桩四喷两搅工法采用“四次喷浆、两次搅拌”工艺，可根据土质情况调整水泥掺量，一般掺量可采用13%～15%。

主要施工流程：

（1）定位

水泥土搅拌桩机开行到达指定桩位（安装、调试）就位。当地面起伏不平时应注意调整机架的垂直度。

（2）制备水泥浆

按设计及试验确定的配合比拌制水泥浆，压浆前将水泥浆倾倒入集料池中。制浆时，水泥浆拌合时间不得少于5～10min，制备好的水泥浆不得离析、沉淀，水泥浆存储时间不得超过2h，否则应予以废弃。

（3）下沉喷浆搅拌

待搅拌桩机相关设备运行正常后，启动搅拌桩机电机。放松桩机钢丝绳，使搅拌机沿导向架旋转搅拌切土下沉，同时开启灰浆泵将水泥浆压入地基土中，且边喷浆边搅拌、控制下沉速度均匀下沉搅拌机，直至到达设计桩底标高。

（4）提升喷浆搅拌

水泥土搅拌机下沉到达设计深度后，原地持续搅拌30s并同时持续喷浆，然后再开始提升，边喷浆边搅拌，控制提升速度均匀提升搅拌机，直至到达设计桩顶标高。搅拌提升速度控制在≤2.0m/min以内。

（5）重复下沉、提升搅拌

复搅下沉速度控制在1.0m/min以内，提升速度控制在2.0m/min以内。当因土质较密在下沉、提升时不能将应喷入土中的水泥浆全部喷完时，可进行第三次下沉、提升搅拌予以补喷，但此时仍应注意喷浆的均匀性。

（6）移位

桩机移位至新的桩位，进行下一根桩的施工。

（7）清洗

当施工告一段落后，应及时进行清洗。

4.3操作要点

1.施工前应对围护结构施工范围内的明暗浜、后填土等不良地质现象及地下障碍物进行排摸。

2.水泥浆液应按规定配合比拌制，每根桩所需水泥浆液一次单独拌制完成;制备好的泥浆不得离析，停置时间不得超过2h，否则予以废弃，以免浆内结块，损坏泵体。

3.搅拌头下沉速度不宜大于1m/min，提升速度不宜大于2m/min，当喷浆口到达桩顶标高时宜停止提升，搅拌数秒，以确保桩头均匀密实。为保证水泥浆沿全桩长均匀分布，控制好喷浆速率与提升（下沉）速度的关系是十分重要的。

五、结语

采用四喷两搅工艺的双轴搅拌桩施工，成桩质量可靠，施工速度快，施工效果好，能有效减少工程施工成本，广泛适用于深度不超过6m的基坑工程的挡土围护结构、防渗墙，也可用于局部地基加固。

参考文献

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