一种型钢三轴水泥土搅拌桩的施工方法 【技术领域】
本发明涉及一种三轴水泥土搅拌桩施工工法，尤其涉及一种三轴水泥土搅拌桩中插入型钢形成型钢三轴水泥土搅拌桩的施工方法。
背景技术
目前的水泥土搅拌桩根据转杆转头数量分为单轴水泥土搅拌桩、双轴水泥土搅拌桩、三轴水泥土搅拌桩，而使用效果最好的应该是三轴水泥土搅拌桩，它不但切削土体动力大，土体搅拌均匀，而且具有止水、挡土、成桩质量好的特点。轴水泥土搅拌桩施工工法广泛适用于土木工程中的一般地基加固，软土地基加固，重力式挡土墙，插入型钢后可做基坑维护结构及止水帷幕。
水泥土搅拌桩适用于以粘性土为主的松软土地区，特别适用于淤泥质土地区，但是针对不同地区地质情况工艺不同。当地质情况为压缩模量较大的粘性土时，采用易匀速钻进下沉的贯入送浆成桩工艺施工，则复搅提升阻力大，成桩质量差；按不易匀速钻进下沉的贯入送浆成桩工艺施工，则预搅下沉困难，而且复搅下沉和提升成桩时间长，施工速度慢。
【发明内容】
本发明所要解决的技术问题是提供一种型钢三轴水泥土搅拌桩的施工方法，既解决了预搅下沉困难问题，又解决了复搅工艺时间过长问题。
本发明所要解决的技术问题是通过以下技术方案来实现的：
一种型钢三轴水泥土搅拌桩的施工方法，包括以下施工步骤：
(1)测量放线定桩位；
(2)开挖沟槽；
(3)设置导向定位型钢；
(4)搅拌机就位，校正复核桩机水平和垂直度；
(5)拌制水泥浆液，开启空压机，送浆至桩机；
(6)钻头喷浆、气并切割土体下沉至设计桩底标高；
(7)钻头喷浆并提升至设计桩顶标高；
(8)型钢垂直起吊，定位；
(9)校核型钢垂直度；
(10)插入型钢，固定型钢。
所述型钢三轴水泥土搅拌桩采用顺打套接一孔法或跳打套接一孔法施工。
所述型钢三轴水泥土搅拌桩的平面布置形式为密插型、插二跳一型或插一跳一型。
水泥土未硬化前在搅拌桩中插入型钢。
三轴水泥土搅拌机搅拌下沉速度与搅拌提升速度应控制在0.3-2m/min，并保持匀速下沉与匀速提升。
所述型钢三轴水泥土搅拌桩水泥土配合比为：水灰比为1.5-2.0，水泥强度为等级32.5或42.5普通硅酸盐水泥，水泥掺量为被搅拌加固土体质量的15％-20％。
所述型钢三轴水泥土搅拌桩适用于压缩模量较大的粘性土、以粘土和粉质粘土为主的松软地层、淤泥质土、素填土以及无流动地下水的饱和松散砂土。在型钢安装前涂刷减摩擦剂。
本发明具有如下优点：
本发明的成桩工艺适用于压缩模量较大的粘性土、以粘土和粉质粘土为主的松软地层、淤泥质土、素填土以及无流动地下水的饱和松散砂土，尤其对压缩模量较大的粘性土，既解决了预搅下沉困难问题，又解决了复搅工艺时间过长问题。
【附图说明】
图1是型钢水泥土搅拌桩施工工艺流程图
图2是型钢水泥土搅拌桩密插型平面布置图
图3是型钢水泥土搅拌桩插二跳一型平面布置图
图4是型钢水泥土搅拌桩插一跳一型平面布置图
图5是三轴水泥土搅拌桩顺打套接一孔施工顺序图
图6是三轴水泥土搅拌桩跳打套接一孔施工顺序图
【具体实施方式】
实施例1
本发明型钢水泥土搅拌桩是利用三轴长螺旋钻孔机在土壤中钻孔，切削土体，钻进时喷气，喷水泥浆，提钻时喷水泥浆达到与地基反复搅拌充分混合，在各施工单元采取重叠搭接施工，并且在水泥土未硬化前在搅拌桩中插入型钢；从而形成即止水又起围护结构作用的复合桩体。
施工中一般情况下主要采用ZKD85-3型多轴钻孔机。
本发明施工方法的工艺如流程图1所示，根据测量放线结果，在准备施工的三轴搅拌桩的位置上挖导沟，导沟宽为桩径加400毫米，同时应清除地下障碍物，多余的土及时外运。
桩机就位前桩机下铺设钢板，由班组长统一指挥桩机就位，使桩机底盘水平、立柱导向架垂直。桩身垂直度偏差小于1/250。
施工工艺要求：使搅拌好的水泥土浆，在型钢插入时能靠自重下落；水泥土浆液配合比应达到降低土体置换率，减轻施工对环境影响的作用。
型钢水泥土搅拌桩水泥土配合比：一般情况下，水灰比为1.5，水泥强度等级32.5普通硅酸盐水泥，水泥掺量为被搅拌加固土体质量的15％。配合比在试成桩时确定，并确定水泥浆比重。
在施工现场安装浆液自动搅拌站及水泥罐，桩机开机前进行水泥浆液的搅拌，将配制好的水泥浆送入贮浆桶内备用。
水泥浆配制好以后，停滞时间不得超过2小时，注浆时通过2台注浆泵，2条管路通过Y型接口注入，注浆压力2MPA。
三轴水泥土搅拌机下沉速度控制为1m/min，提升速度为2m/min。并保持匀速下沉与匀速提升。同时在桩底重复搅拌注浆停留一分钟左右。
平整场地。用场地整平标高控制桩底标高；在桩机钻杆上标出桩长并画上标记，当地势不平时，可分段整平。在地面上钉木桩，并抄测出木桩标高以控制桩底标高。
型钢可在工厂拼接，当桩长较长运输不方便时，型钢可在现场拼接。型钢拼接时，采用对接坡口焊接，焊缝质量等级不低于二级，单根型钢中焊接接头不超过两个。焊接接头的位置应避免在型钢受力较大处(如围檩处)，相邻型钢的接头竖向位置应错开一米以上。
一般情况下减摩剂在型钢拼接前涂刷，减摩剂重量配合比为：
氧化石蜡∶阳离子乳化剂∶助乳剂∶防锈剂∶水为15∶1.3∶0.8∶2.2∶65。清除型钢表面的污垢及铁锈。减摩剂必须用电热棒加热至完全熔化，用搅棒搅拌时感觉厚薄均匀时才能涂敷于型钢上，否则涂料层不均匀，易剥落。如遇雨天，型钢表面潮湿，先用麻布擦干其表面后涂刷减摩剂。不可以在潮湿的表面上直接涂刷。型钢表面清除污垢或铁锈后。应立即涂刷减摩剂，否则应在涂刷前除去表面灰尘。减摩剂涂刷完以后，发现涂层开裂，剥落、应将其铲除重新涂刷减摩剂。
待搅拌桩水泥土搅拌均匀又未凝固前，用50吨的履带吊将型钢吊起插入其中，一般情况下型钢能靠自重插入至设计标高。当型钢较长时仅靠型钢自重就难插到设计标高，这时可借助带有液压钳的震动锤依靠振动锤的振动，使型钢下沉到设计标高。
型钢插入过程中必须采用定位导向架。固定型钢位置，用经纬仪或线锤双向校核型钢的垂直度。
拨除型钢时采用专用液压起拨器。待型钢拨除后，型钢所形成的空隙采用注水泥浆的办法进行填充。
桩与桩的搭接时间大于24小时应按冷缝处理，冷缝出现后在冷缝处搅拌桩的外侧补搅水泥土桩一幅，补搅部分的搅拌桩与出现冷缝的搅拌桩之间应搭接10厘米以上，并且在冷缝桩水泥土强度达到一定要求后，即保证先成孔的搅拌桩强度不被扰动和破坏的情况下，进行补桩。
搅拌桩桩位上有地下障碍物时，必须清除并回填素土，夯实后施工。型钢的插入宜在搅拌桩施工结束后30分钟内进行，最迟不能超过2小时，必要时可在搅拌浆液中加入缓凝剂。用比重计测量水泥土浆比重，确保水泥掺量符合设计要求。型钢的拼接质量符合二级质量等级，并抽取20％的焊缝作超声波探伤。对压缩模量大，土质强度好的土层应采用定心尖式钻头切削土质。以保证搅拌桩的设计深度。型钢水泥土搅拌桩必须采用套接一孔法施工；当搅拌桩做地基加固或重力式挡土墙时，可不必采用套接一孔法施工。当灌注桩做围护结构，水泥土搅拌桩做止水帷幕时，应先施工灌注桩后施工水泥土搅拌桩，这样能保证搅拌桩不被扰动止水效果好。
三轴水泥土搅拌桩按桩桩径650mm时，内插型钢为H500×300或H500×200，型钢水泥土搅拌桩的平面布置形式为密插型，如图2所示。
型钢水泥土搅拌桩施工顺序如图5所示。
型钢三轴水泥土搅拌桩套接一孔法是为了增强搅拌桩的防渗性而采取的一种施工方法，具体地讲三轴水泥土搅拌桩机是由三个固定间距的钻杆同时入土切削搅拌土体形成一幅搅拌桩，例如850mm直径的搅拌桩，三个钻杆地固定间距是600mm，桩与桩之间咬合250mm，正常情况下三轴水泥土搅拌桩不采用套接一孔法施工，即三个钻杆成三个孔完成一幅搅拌桩后，施工第二幅搅拌桩时，第一幅搅拌桩的一孔与第二幅搅拌桩的一孔搭接(咬合)250mm，以此，三孔形成一幅，多幅形成搅拌墙。套接一孔法施工是在三孔形成一幅搅拌桩后，施工第二幅时，第二幅的一孔与第一幅的一孔完全重合，达到重复搅拌这一孔的目的。
图5是套接一孔法的另一种形式，它不是依次套接，而是间隔套接，它有11个孔，从左至右依次编号为1-11，5幅搅拌桩，它是这样形成套接一孔法的，首先，施工第一幅成孔1、2、3，其次，隔第四孔，施工第二幅成孔5、6、7，第三，施工第三幅成孔3、4、5，然后，隔第8孔，施工第四幅成孔9、10、11，最后，施工第五幅成孔7、8、9.这样，3、5、7、9依次重复成孔。
实施例2
本发明型钢水泥土搅拌桩是利用三轴长螺旋钻孔机在土壤中钻孔，切削土体，钻进时喷气，喷水泥浆，提钻时喷水泥浆达到与地基反复搅拌充分混合，在各施工单元采取重叠搭接施工，并且在水泥土未硬化前在搅拌桩中插入型钢；从而形成即止水又起围护结构作用的复合桩体。
施工中一般情况下主要采用ZKD85-3型多轴钻孔机。
本发明施工方法的工艺如流程图1所示，根据测量放线结果，在准备施工的三轴搅拌桩的位置上挖导沟，导沟宽为桩径加400毫米，同时应清除地下障碍物，多余的土及时外运。
桩机就位前桩机下铺设钢板，由班组长统一指挥桩机就位，使桩机底盘水平、立柱导向架垂直。桩身垂直度偏差小于1/250。
施工工艺要求：使搅拌好的水泥土浆，在型钢插入时能靠自重下落；水泥土浆液配合比应达到降低土体置换率，减轻施工对环境影响的作用。
型钢水泥土搅拌桩水泥土配合比：一般情况下，水灰比为2.0，水泥强度等级42.5普通硅酸盐水泥，水泥掺量为被搅拌加固土体质量的20％。配合比在试成桩时确定，并确定水泥浆比重。
在施工现场安装浆液自动搅拌站及水泥罐，桩机开机前进行水泥浆液的搅拌，将配制好的水泥浆送入贮浆桶内备用。
水泥浆配制好以后，停滞时间不得超过2小时，注浆时通过2台注浆泵，2条管路通过Y型接口注入，注浆压力4MPA。
三轴水泥土搅拌机搅拌下沉速度为0.3m/min，提升速度为0.6m/min；并保持匀速下沉与匀速提升。
平整场地。用场地整平标高控制桩底标高；在桩机钻杆上标出桩长并画上标记，当地势不平时，可分段整平。在地面上钉木桩，并抄测出木桩标高以控制桩底标高。
型钢拼接时，采用对接坡口焊接，焊缝质量等级不低于二级，单根型钢中焊接接头不超过两个。焊接接头的位置应避免在型钢受力较大处，相邻型钢的接头竖向位置应错开一米以上。
一般情况下减摩剂在型钢拼接前涂刷，减摩剂重量配合比为：
氧化石蜡∶阳离子乳化剂∶助乳剂∶防锈剂∶水为15∶1.3∶0.8∶2.2∶65。
待搅拌桩水泥土搅拌均匀又未凝固前，用50吨的履带吊将型钢吊起插入其中，一般情况下型钢能靠自重插入至设计标高。当型钢较长时仅靠型钢自重就难插到设计标高，这时可借助带有液压钳的震动锤依靠振动锤的振动，使型钢下沉到设计标高。
型钢插入过程中必须采用定位导向架。固定型钢位置，用经纬仪或线锤双向校核型钢的垂直度。
拨除型钢时采用专用液压起拨器。待型钢拨除后，型钢所形成的空隙采用注水泥浆的办法进行填充。
三轴水泥土搅拌桩按桩径桩径850mm时，内插型钢为H700×300
型钢水泥土搅拌桩的平面布置为插二跳一型，如图3所示。
型钢水泥土搅拌桩施工顺序如图6。
图6套接一孔法有13个孔，从左至右依次编号为1-13，6幅搅拌桩，它是这样形成套接一孔法的，首先，施工第一幅成孔1、2、3，其次，施工第二幅成孔3、4、5，第三，施工第三幅成孔5、6、7，依次施工第四幅成孔7、8、9，施工第五幅成孔9、10、11，施工第六幅成孔11、12、13.从以上成孔顺序看，3、5、7、9、11依次重复成孔。
实施例3
本发明型钢水泥土搅拌桩是利用三轴长螺旋钻孔机在土壤中钻孔，切削土体，钻进时喷气，喷水泥浆，提钻时喷水泥浆达到与地基反复搅拌充分混合，在各施工单元采取重叠搭接施工，并且在水泥土未硬化前在搅拌桩中插入型钢；从而形成即止水又起围护结构作用的复合桩体。
施工中一般情况下主要采用ZKD85-3型多轴钻孔机。
本发明施工方法的工艺如流程图1所示，根据测量放线结果，在准备施工的三轴搅拌桩的位置上挖导沟，导沟宽为桩径加400毫米，同时应清除地下障碍物，多余的土及时外运。
桩机就位前桩机下铺设钢板，由班组长统一指挥桩机就位，使桩机底盘水平、立柱导向架垂直。桩身垂直度偏差小于1/250。
施工工艺要求：使搅拌好的水泥土浆，在型钢插入时能靠自重下落；水泥土浆液配合比应达到降低土体置换率，减轻施工对环境影响的作用。
型钢水泥土搅拌桩水泥土配合比：一般情况下，水灰比为1.8，水泥强度等级42.5普通硅酸盐水泥，水泥掺量为被搅拌加固土体质量的17％。配合比在试成桩时确定，并确定水泥浆比重。
在施工现场安装浆液自动搅拌站及水泥罐，桩机开机前进行水泥浆液的搅拌，将配制好的水泥浆送入贮浆桶内备用。
水泥浆配制好以后，停滞时间不得超过2小时，注浆时通过2台注浆泵，2条管路通过Y型接口注入，注浆压力3MPA。
三轴水泥土搅拌机搅拌下沉速度为0.8m/min，提升速度为1.6m/min，并保持匀速下沉与匀速提升。
平整场地。用场地整平标高控制桩底标高；在桩机钻杆上标出桩长并画上标记，当地势不平时，可分段整平。在地面上钉木桩，并抄测出木桩标高以控制桩底标高。
型钢拼接时，采用对接坡口焊接，焊缝质量等级不低于二级，单根型钢中焊接接头不超过两个。焊接接头的位置应避免在型钢受力较大处，相邻型钢的接头竖向位置应错开一米以上。
一般情况下减摩剂在型钢拼接前涂刷，减摩剂重量配合比为：
氧化石蜡∶阳离子乳化剂∶助乳剂∶防锈剂∶水为15∶1.3∶0.8∶2.2∶65。清除型钢表面的污垢及铁锈。
待搅拌桩水泥土搅拌均匀又未凝固前，用50吨的履带吊将型钢吊起插入其中，一般情况下型钢能靠自重插入至设计标高。当型钢较长时仅靠型钢自重就难插到设计标高，这时可借助带有液压钳的震动锤依靠振动锤的振动，使型钢下沉到设计标高。
型钢插入过程中必须采用定位导向架。固定型钢位置，用经纬仪或线锤双向校核型钢的垂直度。
拨除型钢时采用专用液压起拨器。待型钢拨除后，型钢所形成的空隙采用注水泥浆的办法进行填充。
三轴水泥土搅拌桩桩径1000mm时，内插型钢为H850×300。
型钢水泥土搅拌桩的平面布置为插一跳一型，如图4所示。
型钢水泥土搅拌桩施工顺序如图6所示。
图6套接一孔法有13个孔，从左至右依次编号为1-13，6幅搅拌桩，它是这样形成套接一孔法的，首先，施工第一幅成孔1、2、3，其次，施工第二幅成孔3、4、5，第三，施工第三幅成孔5、6、7，依次施工第四幅成孔7、8、9，施工第五幅成孔9、10、11，施工第六幅成孔11、12、13.从以上成孔顺序看，3、5、7、9、11依次重复成孔。