三轴搅拌桩与两轴搅拌桩的综合比较

三轴搅拌桩与二轴搅拌桩的综合对比1、三轴水泥土搅拌桩特点1.1 工况简介ZKD65-3型三轴钻孔机是为 SMW Soil Mixi ng Wall ）工法而开 发的专用机械。SMV工法也叫柱列式水泥土搅拌墙工法，即利用三轴 式长螺旋钻机在土壤中钻孔， 达到预定深度后， 边提钻边从钻头端部 注入适合不同工程连续墙的水泥浆液， 它与原土壤进行搅拌， 在原位 置上形成一段水泥土搅拌墙， 然后再进行第二段搅拌墙施工， 使相邻 的水泥土搅拌墙彼此有重合段， 连续施工即可做成地下连续墙， 同时 根据不同需要插入型钢（作为加强筋） ，或作为基坑开挖围护挡土结 构或作为止水帷幕。1.2 机具特点 而技术从日本引进的三轴钻机，研发、制造出自名门，凝聚了国 内外众多专家的智慧，通过工程验证已经列入我国成型产品。由于机架结构、 动力系统及其扭矩匹配而且较大， 三根钻头又为 10 米长螺旋交叉叶片（立体搅拌） ，且施工时附带空压机喷气（浆液 在涡流的作用下穿透力更强） ，因此搅拌均匀充分、施工速度快、成 桩质量好。特别是采用了 ZYJ-60 全封闭环保型自动搅拌注浆站后，实现了 电脑配比、自动记录，浆液质量稳定而且没有水泥灰尘污染。三轴搅拌桩机一次作业可同时完成 3 根搅拌桩的施工， 与两轴搅 拌桩机相比，效率提高 60%以上，施工工期大大缩短。1.3 规范及一般设计要求 根据上海市工程建设规范型钢水泥土搅拌墙技术规程（DGJ08-116-2005 J10608-2005）第 443 条要求“三轴搅拌机搅拌下沉速度与搅拌提升速度应控制在 0.32m/min范围内，并保持匀 速下沉与匀速提升。搅拌提升时不应使孔内产生负压造成周边地基沉 降，具体选用的速度值应根据成桩工艺、 水泥浆液配合比、 注浆泵的 工作流量计算确定， 搅拌次数或搅拌时间应确保水泥土搅拌桩成桩质 量”。因此一般采用三轴搅拌桩的基坑围护工程中， 设计通常要求三轴 搅拌桩搅拌下沉、搅拌提升一次性完成（即一喷一搅） ，搅拌下沉速 度w 1m/min,搅拌提升速度w 2m/min,同时要求在桩顶、桩底部位重 复搅拌 1 分钟左右。1.4 举例计算成桩效率假定设计桩长20m按照上述规范及一般设计要求，计算一幅三 轴搅拌桩的成桩时间如下：成桩时间=20m 1m/mi n+ 20mr 2m/mi n+ 1mi n+ 1mi n = 32 min 假定相邻幅三轴搅拌桩搭接200mm则每幅三轴搅拌桩的有效横 截面积为0.866 m2，即32分钟（理论计算的）成桩体积为：230.866m x 20m= 17.32 m33成桩效率=17.32m 32mi n= 0.54m/min成桩效率是二轴搅拌桩机的 6.5 倍（详见第四页计算部分）2、二轴水泥土搅拌桩特点2.1 工况简介(略)2.2 机具特点动力和钻头临时改进的二轴搅拌桩机， 常因偏面追求钻进功能以 致机架结构、动力系统及其扭矩往往不匹配，多为非成型产品，机架 高而且头重脚轻，存在一定的安全隐患。由于钻头仅为“十字型”四块叶片，一次搅拌不够均匀，须重复 搅拌予以弥补，因此施工速度慢，成桩质量不稳定， 而且有扬尘污染。二轴搅拌桩机一次作业只能完成 2 根搅拌桩的施工， 与三轴搅拌 桩机相比，效率较低、作业时间较长。2.3 规范及一般设计要求 根据中华人民共和国行业标准建筑地基处理技术规范(JGJ79-2002、J220-2002 )第1133条要求“深层搅拌机施工时， 搅拌次数越多， 则拌和越为均匀， 水泥强度也越高， 但施工效率就降 低。试验证明，当加固范围内土体任一点的水泥土每遍经过 20 次的 拌和，其强度才可达到较高值” 。因此一般采用两轴搅拌桩的基坑围护工程中， 设计通常要求二轴 搅拌桩采用二喷三搅工艺完成，前两次搅拌下沉速度w 1m/min、搅拌 提升速度w 0.5m/min，最后一次搅拌下沉速度、搅拌提升速度w 1m/min。2.4 举例计算成桩效益同样假定设计桩长20m按照上述规范及一般设计要求，计算一幅两轴搅拌桩成桩时间如下：成桩时间=20mr 0.6m/min （第一次钻进平均速度）+ 20m 0.5m/min + 20m 1m/min + 20m 0.5m/min + 20m 1m/min x 2 = 173.33min假定不考虑相邻两幅二轴搅拌桩搭接、 每幅二轴搅拌桩的有效横 截面积仍为0.71m2，即173.33分钟（理论计算的）成桩体积为：0.71m2x 20m= 14.20 m3成桩效率=14.20m3 173.33min = 0.082 m3/min成桩效率不到三轴搅拌桩机的六分之一。4