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1、 深层搅拌桩介绍 三轴 Constructionofthreeaxlemixingpile 1 2 概述 适用 发展 特点 3 1概述 1 1适用范围 1 2应用与发展 1 3搅拌法特点 4 1 1水泥土搅拌法的概念及适用范围 水泥土搅拌法 深层搅拌法 是利用水泥 或石灰 等材料作为固化剂通过特制的搅拌机械 就地将软土和固化剂 浆液或粉体 强制搅拌 使软土硬结成具有整体性 水稳性和一定强度的水泥加固土 从而提髙地基土强度和增大变形模量 水泥土搅拌法分为深层搅拌法 简称湿法 用于本工程 和粉体喷搅法 简称干法 两种 前者是用浆液和地基土搅拌 后者是用粉体和地基土搅拌 5 该法适用于处理正常固结的
2、淤泥与淤泥质土 粉土 饱和黄土 素填土 粘性土以及无流动地下水的饱和松散砂上等地基 当地基土的天然含水量小于30 大于70 或地下水的pH值小于4时不宜采用干法 水泥土搅拌法用于处理泥炭土 有机质土 塑性指数 p大于25的粘土 地下水具有腐蚀性时以及无工程经验的地区 通过现场试验确定其适用性 石灰固化剂适用于粘土颗粒含量大于20 粉粒及粘粒含量之和大于35 粘土的塑性指数大于10 液性指数大于0 7 土的pH值为4 8 有机质含量小于11 土的天然含水量大于30 的偏酸性的土质加固 6 水泥土加固体的形状可分为墩式 裙边 抽条 格栅 满堂式加固等 水泥土加固体可以与加固体之间的土体共同构成具有
3、较高竖向承载力的复合地基 也可以用于基坑工程围护挡墙 被动区加固 防渗帷幕 7 1 2水泥土搅拌法的工程应用与发展 水泥浆搅拌法最早是美国在第二次世界大战后研制成功的 当时称之为就地搅拌法 Mixed in PlasePile 简称MIP法 日本1953年清水建设株式会社从美国引进此法 1974年 日本港湾技术研究所等单位合作开发研制成功了水泥搅拌固化法 简称CMC法 用于加固钢铁厂矿石堆场地基 加固深度达32m 日本各大施工企业研制开发出了各种类型的深层搅拌机械 例如DCM法 DMIC法 DCCM法 等等 这些机械一般具有2 8个搅拌轴及一组注浆管路 每个搅拌叶片的直径可达1 25m 次加固
4、的最大面积达9 5m2 8 国内1977年由冶金部建筑研究总院和交通部水运规划设计院进行室内试验和研制工作 并于1978年底制造出国内第一台SJB 1双搅拌轴中心管输浆的搅拌机械 2002年 上海探矿机械厂为配合地下基坑支挡墙SMW工作法而幵发研制了ZKD65 3型和ZKD85 3型深层三轴搅拌机械 目前国内深层搅拌机械层出不穷 主要厂商有山河智能 振中 上工机械 徐工 上海金泰等 用于本工程的主要为上海工程机械JB160 ZLD220 850 3A 浙江振中JZB300 9 ZKD85 3型深层三轴搅拌机械简介 成孔直径850mm 钻孔深27m 1 动力头2 中间支承3 注浆管电线4 钻杆5
5、 下部支承6 电气柜7 操作盘8 斜撑9 钻机用钢丝绳10 立柱 10 瑞典LindenAlimat公司1971年制成第一根用石灰粉和软土搅拌成的粧 1974年获得粉喷技术专利 其桩径500mm 加固深度15m 日本于1967年由运输部港湾技术研究所开始研制石灰搅拌施工机械 1974年开始在软土地基加固工程中应用 研制出使用颗粒状生石灰的深层石灰搅拌法 DLM法 使用生石灰粉末粉体喷射搅拌法 DJM法 铁道部第四勘测设计院于1983年用DPP 100型汽车钻改装成国内第一台粉体喷射搅拌机 并使用石灰作为固化剂 应用于铁路涵洞加固 1986年开始使用水泥作为固化剂 应用于房屋建筑的软土地基加固
6、1987年铁四院和上海探矿机械厂制成GPP 5型步履式粉喷机 成桩直径500mm 加固深度12 5m 国内粉喷机成桩直径在500 700mm 深度可达15m 11 1 3水泥土搅拌法特点 1 3 1施工机械类型 1 3 2特点 1 3 3优 缺点 1 3 4其他应用 SMW 12 1 3 1机械类型 根据机械轴数类型不同 常用的有单轴 双轴 三轴 五轴搅拌桩 通常三轴及以下施工机械多用于软土地基处理 五轴及多轴机械通常适用于SMW又叫水泥柱土墙工法施工 四轴 五轴 五轴 13 1 3 2特点 水泥土搅拌法是将固化剂和原地基软土就地搅拌混合的 可最大限度地利用了原土 搅拌时无振动 无噪音 无污染
7、 可在密集建筑群中进行施工 搅拌时不会使地基侧出挤出 对周围原有建筑物及地下沟管影响很小 按照不同地基土的性质及工程设计要求 合理选择固化剂及其配方设计比较灵活 土体加固后重度基本不变 对软弱下卧层不致产生附加沉降 根据上部结构的需要 可灵活地采用柱状 壁状 格栅状和块状等加固型式 14 与钢筋混凝土桩基相比 可节约钢材并降低造价 单轴水泥土搅拌桩粧径一般在0 5 0 6m SJB 1型双轴深层搅拌机加固粧的外形呈 形 粧径0 7 0 8m 加固深度一般为15m以内 SJB 2型双轴深层搅拌机加固深度可达18m左右 SJB 3 5型三轴轴深层搅拌机加固深度可达50m左右 国外除用于陆地软土地基
8、外 还用于海底软土加固 最大粧径1 5m以上 加固深度达60m 15 1 3 3优 缺点 优点 三轴揽拌桩与其他支护形式的桩相比 施工速度快 每幅成桩时间约30 40分钟 24小时可完成60m左右 成桩后止水效果显著 机械自动化控制 操作程序简单 人工投入少 施工成本低 并且三轴揽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粧既起到止水又起至忮护作用 同时型钢可以回收利用 缺点 三轴揽拌机械及附属设施安装时间需要5天左右 而此机械及附属设施需要工作场地大 所需水泥储存量大 同时用电量大一台500KW的变压器只能供应一台三轴桩机的运转 三轴的施
9、工也需对地质情况进行考虑 适用于处理淤泥 淤泥质土 泥炭土和粉土土质 16 1 3 4其他应用 SMW简介 扩展 SMW工法亦称新型水泥土搅拌桩墙 即在水泥土桩内插入H型钢等 多数为H型钢 亦有插入拉森式钢板桩 钢管等 将承受荷载与防渗挡水结合起来 使之成为同时具有受力与抗渗两种功能的支护结构的围护墙 SMW支护结构的支护特点主要为 施工时基本无噪音 对周围环境影响小 结构强度可靠 凡是适合应用水泥土搅拌桩的场合都可使用 特别适合于以粘土和粉细砂为主的松软地层 挡水防渗性能好 不必另设挡水帷幕 可以配合多道支撑应用于较深的基坑 此工法在一定条件下可代替作为地下围护的地下连续墙 在费用上如果能够
10、采取一定施工措施成功回收H型钢等材料 则成本大大低于地下连续墙 因而具有较大发展前景 17 1 施工不扰动邻近土体 不会产生邻近地面下沉 房屋倾斜 道路裂损及地下设施移位等危害 2 钻杆具有螺旋推进翼相间设置的特点 随着钻掘和搅拌反复进行 可使水泥系强化剂与土得到充分搅拌 而且墙体全长无接缝 它比传统的连续墙具有更可靠的止水性 3 它可在粘性土 粉土 砂土 砂砾土等土层中应用 4 可成墙厚度550 1300毫米 常用厚度600毫米 成墙最大深度为65米 视地质条件尚可施工至更深 5 所需工期较其他工法短 在一般地质条件下 为地下连续墙的三分之一 6 废土外运量远比其他工法少 实践证明该工程采用
11、SMW工法施工是可行的 由于四周可不作防护 型钢又可回收 造价明显降低 加快了工程进度 取得了良好的经济和社会效益 1 18 围护结构成型后 水泥土桩插入H型钢 19 发展史SMW工法连续墙 是SoilMixingWall的缩写 于1976年在日本问世 现占全日本地下连续墙的50 左右 该工法现已在东南亚国家和美国 法国许多地方广泛应用 近几年在我国的上海 杭州 南京等地推广非常迅速 受到广泛的欢迎 SMW工法是利用专门的多轴搅拌就地钻进切削土体 同时在钻头端部将水泥浆液注入土体 经充分搅拌混合后 在各施工单位之间采取重叠搭接施工 在水泥土混合体未结硬前再将H型钢或其他型材插入搅拌桩体内 形成
12、具有一定强度和刚度的 连续完整的 无接缝的地下连续墙体 该墙体可作为地下开挖基坑的档土和止水结构 最常用的是三轴型钻掘搅拌机 其主要特点是构造简单 止水性能好 工期短 造价低 环境污染小 特别适合城市中的深基坑工程 20 现场施工 安装 施工 21 2现场施工 2 1设备安装 2 2现场施工 22 2 1设备安装 JB180 1 2 3 2 1 1主要构配件名称 2 1 2设备安装及其安全规程 2 1 3设备拆解 桩机设备 23 2 1 1主要构配件名称 驾驶室内部各部分的名称 桩架各部分的名称 24 操作平台总成 立杆 配重 钻孔机 25 斜撑 前撑杆 横向大船 纵向大船 26 2 1 1设
13、备安装及其安全规程 一 装配前准备 裝配 拆卸作业必须在平整坚硬且足够宽畅的场地进行 裝配 拆卸作业前应聘任一位指挥 并对作业方法顺序信号进行充分的讨论后方可实施作业 为防止闲人进入装配 拆卸场地 应设置醒目标牌或圈围设施 在装配 拆卸作业前 必须对所要使用的工具 吊钩钢丝绳等仔细检查 确认无缺陷后方可使用 27 二 打桩架主体安装 用平板车将主平台 卷扬机及液压动力总成运输到组装位置 28 吊装驾驶台总成 29 按编号连接各电缆 将立柱水平微调油缸的液压胶管与8个外伸梁扩伸油缸分别接通 使个外伸梁旋转到位 插好定位销及弹性销 30 将垫凳放在横向步腹顶升油缸下部 然后操纵油缸使主平台上抬 脱
14、离平板车 让乎板车驶离 31 按编号连接各电缆 将立柱水平微调油缸的液压胶管与8个外伸梁扩伸油缸分别接通 使个外伸梁旋转到位 插好定位销及弹性销 32 收缩横向步履现升油缸 移走塾凳 然后将2个横向步履安装到主平台总成上 对准球头 拧紧球盖螺栓 33 按编号连接各胶管 启动电动机 进行行走 回转及顶升往复动作各三次 各油缸应动作灵活 无卡阻现象 在以上油缸工作芷确无误时方能进行以下工作 安装好梯子及盖板 34 安装起架装置 安装配重 35 三 打粧架正面装置的装配 根据需要长度连接立柱 斜撑 a 安裝前部支腿 并使其着地 前部史腿的固定销 应从内侧向处侧装入 还必须切实做好销的止退措施 为了提
15、高地面承载能力 请将尺寸不小于2mx2 5m 厚度不小于25mm的钢板垫 在在前部支腿下 36 b 在台架上连接所箔长度的立柱 连接时应确保立柱导向管的直线度与平行度 并确保所有螺栓达到预紧力矩的要求 37 c 将按上述步骤连接妥的立柱与立柱的底部转动节连接 连接时应确保所有螺栓达到预紧力矩的要求 d 两个斜撑油缸全部接妥液压胶管 使各油缸往复运动三次 油缸应动作灵活 无卡阻现象 收缩活塞杆 拆下全部液压胶管 e 按所潘长度连接左右斜撑 连接时应确保斜掙的直线度 并确保所冇螺栓达到预紧力矩的要求 f 用销轴将斜擇与立柱的铰接处连接 连接时应在销轴处涂上适置的涧滑油脂 38 g 将副卷扬操级手柄
16、向前推 做放绳动作 将起架钢丝绳总成与动滑轮组 立柱联接 h 将副卷扬操纵手柄向后拉 做卷绳动作 张紧起架钢丝绳 39 i 将205m吊钻杆用的钢丝绳以及从主卷筒拉出钢丝绳 向各滑轮穿引 j 调整顶升油缸 使横向 纵向移动大船同时与地面接触 k 将钢丝绳从顶部滑轮拉出固定在距离10m以上的重物上 推土机 挖掘机等 起架前请务必在导向管上涂润滑油脂 40 本桩架各种立柱长度起架及正常工作时 对配重等的要求 起架 41 a 启动副卷扬 待起架钢丝绳张紧 立柱离开台架30mm后停止 检査钢丝绳是否在滑轮槽内 卷扬机制动器是否可靠 钢丝绳夹头是否有松弛 确认无误后再启动卷扬机 反复三次 确保无误后才可正式起架 直至立柱起升到75 时停止起架3然后 操纵主卷扬手柄 不要让前端吊重钢丝绳松弛 42 安装斜掸 注意不要将斜抹碰撞驾驶室 a 当斜撑的球头支座接近斜撑支榉梁时 联接油缸液压胶管 将斜採油缸操纵手炳向前推 伸出斜撑油缸 此时将12个联接螺栓抒紧 然后 操纵主卷扬手柄 放松前端吊重钢丝绳 b 操级左 右斜撑油缸手柄 收缩斜榉油缸 使立柱处于垂直状态 c 拆除前部支腿 d 装妥立柱底部加长节
