双轴深层搅拌机适用于什么样的土层

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为了保证基坑、周边建筑物的安全和建筑施工的顺利进行, 人们常在基坑的外围设置止水帷幕, 以阻止基坑外的地下水流到基坑内。止水帷幕通常由水泥浆与土搅拌形成的柱状固结体连接而成, 目前搅拌机多采用双轴水泥土深层搅拌机和多轴水泥土深层搅拌机, 双轴水泥土深层搅拌机形成的柱状固结体包含二个水泥土深层搅拌桩, 而多轴水泥土深层搅拌机形成的柱状固结体则包含多个水泥土深层搅拌桩。
　　鉴于双轴水泥土深层搅拌机应用的广泛及由此形成的止水帷幕整体性、连续性、防渗性欠佳的问题, 笔者提出了二种新的双轴水泥土深层搅拌桩施工工艺, 以解决常规的施工工艺产生的问题。
　　一、 双轴水泥土深层搅拌机的技术特征
　　目前生产中使用的双轴水泥土深层搅拌机通常由两组动力装置、减速器、搅拌杆、搅拌头及一根中心管等主要部件组成, 中心管通过横向系板与搅拌杆连接起来。施工时,左、右搅拌杆同速反向旋转, 搅拌头进行边搅拌土体边喷水泥浆的施工。搅拌头大都采用双层(或多层)十字杆形或叶片螺旋形, 其中叶片视不同土层情况而带一定角度。
　　二 施工法及应用
　　在基坑施工过程中, 不仅对单桩加固质量、止水效果要求高, 而且对由各单桩连成的止水帷幕的整体防渗要求也高, 因此基坑支护设计中通常采用"双排四搅两喷"的方案,两单桩间搭接缝长度200 mm~300 mm, 但从工程施工效果来看, 仍然会大量出现桩下段开叉、桩间搭接不好的现象。特别在砂性土中, 开叉的现象时有发生, 造成基坑漏水、流砂等事故频频发生, 不仅影响了基坑的正常施工, 而且影响了基坑周边建筑物的安全。由此看来, 双轴水泥土深层搅拌桩施工工艺需要改进。
　　为了解决双轴水泥土深层搅拌机在基坑止水帷幕施工时产生的问题, 笔者提出了二种新的双轴水泥土深层搅拌机施工工艺: 套接施工法和插花套接施工法。
　　2.1 套接施工法及应用
　　套接施工法的流程为: 双轴水泥土深层搅拌机在"二搅一喷"后搅拌机移动一个桩位, 形成前一个柱状固结体的后桩与后一个柱状固结体的前桩完全套接重叠, 并以此类推,连续施工, 形成一种无搭接的止水帷幕。套接施工法的优点有:
　　2.1.1无搭接缝, 提高了止水帷幕的整体性、连续性和防渗性;
　　2.1.2两个搅拌头叶片倾角相反, 钻进旋转方向相反, 在套接桩位处形成不同方向、均匀的搅拌, 不会形成水泥的不均匀分布;
　　2.1.3两个搅拌头上部由于采用了有效连接, 将两个搅拌头固定的优势充分利用, 大大减
　　少了单桩下段开叉的现象;
　　2.2 插花套接施工法及应用
　　在常规"4 搅2 喷"施工工艺的基础上, 在2 个柱状固结体的后桩和前桩之间再搅拌喷浆1 次, 结果是每一个水泥土深层搅拌桩均为"6 搅3 喷", 插花套接施工法的优点是:
　　2.2.1对2个柱状固结体之间的搭接缝再搅拌喷浆后, 消除了2个柱状固结体之间可能出现的开叉现象, 大幅度提高了止水帷幕的整体性、连续性和防渗性;
　　2.2.2由于后桩、前桩之间的再搅拌喷浆, 不同方向的切削和搅拌使得水泥分布更为均匀, 单桩防渗、加固质量更好;
　　2.2.3采用插花套接施工法后, 常规双排止水帷幕可以变为单排止水帷幕, 从而可以节约工程造价。
　　三、施工过程的控制
　　施工单位应在施工作业前, 向总包单位提交施工单位现场管理人员名单, 其中心须包括以下人员。
　　① 现场负责人: 现场负责人必须坚守岗位, 对施工过程全面负责, 接受总包单位现场管理。
　　②现场技术负责人( 可以兼职) : 负责施工过程的技术工艺参数控制, 负责成桩全过程的质量管理, 接受总包单位现场技术负责人管理。
　　 施工记录员(2名) : 按照规定表格、规定方法, 及时、真实记录施工过程, 接受总包单位现场管理人员监督。
　　分包单位每作业班劳动组织应由下列人员组成。
　　①班长( 1 名) : 负责施工指挥, 协调各工序间操作联系, 控制质量以及组织力量排除施工中出现的故障。
　　②操作工( 1 名) : 按照设计要求的施工工艺正确操纵深层搅拌机的下沉和提升, 观察打桩机械运转情况, 做好维护保养。
　　③司泵工( 1 名) : 负责指挥灰浆制备和泵送浆液, 进行材料用量统计和记录泵送时间, 负责使用联络信号与前台联系, 做好灰浆设备的保养和输浆管道的清洗。
　　④拌浆工( 4 名) : 按设计要求的配合比制备浆液, 按司泵工指挥浆液倒入集料斗负责各种施工用料的运输、供应。
　　⑤ 机械工( 1 名) 负责全面套深层搅拌机械的正常运转和维修, 定期检查搅拌头尺寸。
　　⑥ 电工( 1 名) : 负责全套深层搅拌机械电气设备( 包括夜间施工照明) 的安装和安全使用。
　　1 、施工用的水泥等物资进场时, 必须具有产品质量合格证。水泥须按规定批量试验, 并且要求有关方见证取样, 接受总包方物资进场验证管理。水泥的搬运、装卸、贮存、保管应按照有关办法, 采取一定措施, 进行质量监控, 一般要求使用42.5 普通水泥。
　　2 、施工场地应事先平整, 清除障碍, 地表过软应采取措施, 以防施工机械失稳。
　　3 、桩体与桩体之间的搭接宽度应严格按照设计要求施工, 一般有效搭接宽度不小于150mm。施工单位在现场应接受总包和监理认可的控制桩位线, 严格控制桩位, 偏差不得大于50mm。
　　4 、搅拌桩垂直度是保证止水帷幕连续完整的一个重要指标, 起吊设备的平整度和导向架对地面的垂直度必须有效控制, 当搅拌头下沉到设计深度, 应再次检查并调整机械的垂直度, 使用仪器校准,《建筑基坑支护技术规程》规定: 垂直度偏差不宜大于0.5%。
　　5 、前台操作与后台供浆应密切配合, 有可靠的联络信号。搅拌机提升的次数和速度必须符合设计规定。
　　6 、因故供浆不能连续, 必须立即通知前台, 将搅拌机下沉至停浆点以下0.5m, 以防止断桩或缺浆。
　　7 、水泥浆液要严格按预定的配合比拌制, 不得离析, 必须在2h内用完。
　　8 、分包单位应采取措施确保连续施工, 相邻桩施工间隔时间不宜超过10h , 不得超过24h , 否则, 应会同设计单位采取特殊措施, 确保桩与桩之间的有效搭接。
　　9 、施工记录应有专人负责, 必须详细记录搅拌机每米下沉或提升的时间, 记录来浆与停浆的时间, 记录时深度误差不得大于30mm, 时间误差不得大于5s 。桩体每米掺入水泥量是影响桩体质量的关键指标, 总包单位应从水泥进场数量、制作水泥浆液配合比、每根桩使用的水泥用量等全过程监控, 确定这一指标是否被执行。
　　10 、施工过程中, 遇有其他问题问题进度、质量, 应及时向总包方汇报, 会同有关方处理, 不得随意处理。
　　使用改进后的双轴水泥土深层搅拌桩施工工艺形成的止水帷幕, 较好地克服了常规的施工工艺形成的止水帷幕整体性、连续性、防渗性欠佳的问题, 使基坑止水帷幕的防渗功能得到大幅度的增强, 从而提高了基坑的安全系数。由于止水帷幕整体防渗功能的大幅度增强, 可以由双排止水帷幕变为单排止水帷幕, 节约了水、电、水泥等资源, 从而降低了工程造价。套接施工法和插花套接施工法不仅现场操作简单,而且使用现有的设备即能实现。两种施工方法不仅适用于基坑的止水帷幕施工, 对大江、大河、水库防渗同样适用。
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