五軸水泥土攪拌樁的特點(diǎn)及其監(jiān)理控制要點(diǎn)

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1 五軸水泥土攪拌樁的特點(diǎn)

現(xiàn)場實(shí)踐對比分析表明，五軸水泥土攪拌樁（以下簡稱“五軸樁”）相對于三軸水泥土攪拌樁（以下簡稱“三軸樁”），在施工工藝、工效、材料使用、抗?jié)B止水效果、電機(jī)功率、配套等方面具有以下特點(diǎn)。

（1）施工工藝流程相同。五軸樁在施工工藝流程上與三軸樁相同，具體如下：場地平整→測量放線→開溝槽、清理障礙→樁機(jī)就位、復(fù)測→啟動(dòng)鉆機(jī)、噴氣送漿（水泥漿提前拌制并送至存漿桶）→下鉆噴漿攪拌（正轉(zhuǎn)下鉆噴漿 70% 至設(shè)計(jì)樁底標(biāo)高）→在設(shè)計(jì)樁底標(biāo)高 0.5 m～1.0 m區(qū)間內(nèi)進(jìn)行復(fù)攪→上提噴漿攪拌（反轉(zhuǎn)上提噴漿 30% 至設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高）→一幅樁結(jié)束，樁機(jī)移位→施工下一樁。

（2）時(shí)間相同，工效提高 1 倍。五軸樁與三軸樁施工的下鉆及上提噴漿的速率相同，也就是說，施打一幅樁所花費(fèi)的時(shí)間相同，但成樁的長度是三軸樁的 1 倍。以 850型攪拌樁為例，三軸樁一幅樁長為 1.2 m，而五軸樁一幅樁長為 2.4 m，成樁的長度是三軸樁的 1 倍，足見在打樁時(shí)間相同的情況下，五軸樁的打樁效率提高了一倍。換句話說，在總工程量相同的情況下，五軸樁的工期縮短了一半。由此可見，五軸樁施工不僅大大提高了施工效率，而且直接節(jié)省了人員、機(jī)械設(shè)備、材料等資源的投入；不僅降低了施工成本，而且保證了工程進(jìn)度。

（3）速率相同，水泥節(jié)省近半。以江蘇省蘇州市某科技城 C 地塊項(xiàng)目為例，原設(shè)計(jì)圖紙為三軸攪拌樁止水帷幕，考慮到現(xiàn)場實(shí)際情況和施工進(jìn)度要求，經(jīng)各方商討決定，施工方案由三軸樁施工改為五軸樁施工，在相應(yīng)的正轉(zhuǎn)下鉆噴漿速率（0.5 m/min～1.0 m/min）、反轉(zhuǎn)上提噴漿速率（1 m/min～2 m/min）和水灰比（1.2～1.5）等數(shù)據(jù)不變的情況下，水泥用量可由原設(shè)計(jì)的 20% 摻量調(diào)整為 13% 的摻量。以樁長為 12.5 m 的 850 型攪拌樁為例，分別計(jì)算兩種施工方案的水泥用量。原設(shè)計(jì)三軸樁的水泥用量＝樁長×20%×截面系數(shù)×土的密實(shí)度×幅數(shù)＝12.5×20%×1.495×1.8×2＝13.455 t，改為五軸樁的水泥用量＝樁長×13%×截面系數(shù)×土的密實(shí)度＝12.5×13%×2.4224×1.8＝7.086 t。由此可見，在同等距離、速率、水灰比的條件下，因水泥摻用量的減少而能節(jié)省6.369 t 水泥，幾乎節(jié)省了一半。

（4）更有效地降低了冷縫的出現(xiàn)概率。五軸樁與三軸樁一樣，都是跳槽復(fù)攪式施工，常見的為“套接一孔法”連接施工，即后施工的攪拌樁與先施工的攪拌樁有一孔重復(fù)攪拌搭接的施工方式。攪拌樁施工應(yīng)有連續(xù)性，避免出現(xiàn) 24 h 的施工冷縫，若因特殊原因而造成施工冷縫，則按設(shè)計(jì)要求和施工方案進(jìn)行冷縫補(bǔ)強(qiáng)處理。如上所述，五軸樁施打一幅樁要比三軸樁長 1 倍，使得套接連接點(diǎn)整體減少一半，有效地降低了冷縫的出現(xiàn)概率，充分保證了基坑圍護(hù)的成樁質(zhì)量，從而減少了漏水現(xiàn)象，增強(qiáng)了基坑圍護(hù)止水的能力。

（5）設(shè)備用電功率大。以 850 型攪拌樁為例，三軸樁有 2 個(gè)動(dòng)力頭，功率一般為 180 kW （90 kW×2），改成五軸樁后，有 3 個(gè)動(dòng)力頭，功率一般為 330 kW（110 kW×3），空壓機(jī)也由原來的 75 kW 變?yōu)?110 kW。此外，五軸樁后臺(tái)其他設(shè)備用電加起來遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出原計(jì)劃三軸的用電量。這就需要提前考慮配電箱（配電房）所承載的最大功率及電纜線的截面必須滿足五軸樁的施工用電需要。為此，監(jiān)理必須通過理論計(jì)算和現(xiàn)場驗(yàn)證，確認(rèn)供電設(shè)施滿足五軸樁施工要求后方可允許施工，以免造成不必要的損失。

（6）對后臺(tái)配套設(shè)備的要求高。由于五軸樁對后臺(tái)設(shè)備拌漿能力的要求高于三軸樁，需要提前考慮拌漿桶、水泥罐的選擇應(yīng)當(dāng)滿足五軸樁輸漿量的需求，通過驗(yàn)算選擇合適的配套設(shè)備。

（7）水泥需用量大。在同等時(shí)間的條件下，1 臺(tái)五軸樁要比 1 臺(tái)三軸樁的水泥需用量大得多。根據(jù)設(shè)計(jì)和規(guī)范要求，若停工間歇時(shí)間超過 24 h，應(yīng)進(jìn)行冷縫處理，因而要避免因水泥斷供而造成現(xiàn)場停工。這就需要現(xiàn)場材料員提前與水泥廠家協(xié)商，確定好水泥進(jìn)場的時(shí)間；提前考慮運(yùn)輸距離、線路堵車等路況事宜。

（8）管線協(xié)調(diào)作業(yè)需求高。五軸樁共有 5 根鉆桿，其中 2 根鉆桿（2 號(hào)鉆桿和 4 號(hào)鉆桿）與 1 臺(tái)空壓機(jī)連接噴氣，3 根鉆桿（1 號(hào)鉆桿、3 號(hào)鉆桿和 5 號(hào)鉆桿）分別與 3 臺(tái)輸漿泵連接噴漿，比三軸樁多 1 路輸漿管和 1 路供氣管。施工前需要按照 3 臺(tái)輸漿泵和 2 路供氣管線布置設(shè)備，應(yīng)提前對由漿液制備機(jī)和漿液輸送管等組成的供漿系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試，試運(yùn)轉(zhuǎn)正常后方可進(jìn)行五軸樁施工。施工時(shí)，需要兼顧和協(xié)調(diào)各管路的施工作業(yè)。

2 五軸水泥土攪拌樁的監(jiān)理控制重點(diǎn)

2.1 事前控制

（1）對進(jìn)場的材料和設(shè)備進(jìn)行驗(yàn)收檢查，經(jīng)驗(yàn)收合格后方可同意進(jìn)場；對需要復(fù)試的材料，主要是水泥（散裝水泥 500 t 一批次），進(jìn)行見證取樣送檢，經(jīng)復(fù)試合格后方可同意使用。

（2）對進(jìn)場擬使用的機(jī)械設(shè)備進(jìn)行驗(yàn)收檢查，核查質(zhì)保資料是否齊全，是否滿足施工要求，待第三方檢測合格后方可同意使用；要求施工前做好對擬用設(shè)備的檢修和保養(yǎng)工作，不要等到施工期間發(fā)生故障后再去維修，以免停工間歇時(shí)間超過 24 h 和進(jìn)行冷縫處理，從而影響施工進(jìn)度和項(xiàng)目的總體計(jì)劃。

（3）對樁位放線進(jìn)行復(fù)核，做到班組有自檢、項(xiàng)目有復(fù)檢、監(jiān)理有復(fù)核，以確保樁位無誤。

（4）要求提前做好后勤保障工作，備好發(fā)電機(jī)、水泵等設(shè)備；做好對五軸樁（尤其是五軸樁后臺(tái)）施工人員的施工技術(shù)交底工作；施工前應(yīng)按照 3 臺(tái)輸漿泵、2 路供氣管線確定施工參數(shù)，提前考慮兼顧各管路、管線的協(xié)調(diào)施工作業(yè)。

2.2 事中控制

（1）嚴(yán)控水泥用量。按設(shè)計(jì)和規(guī)范要求控制后臺(tái)水泥與水的配合比及攪拌時(shí)間。如上所述，以樁長為 12.5 m的 850 型攪拌樁為例，計(jì)算水泥用量為 7.086 t。按水灰比 1.5、水 900 kg、水泥 600 kg 計(jì)算后臺(tái)拌漿筒一次拌漿量，得出一幅長 12.5 m 的五軸樁需要拌制噴漿 12 次，監(jiān)理旁站時(shí)應(yīng)核查每幅樁的水泥用量是否與需要拌制噴漿的次數(shù)相對應(yīng)。以當(dāng)日施打的樁數(shù)計(jì)算當(dāng)天水泥的總用量，核查與進(jìn)場散裝水泥收料單上的數(shù)據(jù)是否對應(yīng)，同時(shí)推算出下一批水泥的進(jìn)場時(shí)間。

（2）嚴(yán)控噴漿速率。按設(shè)計(jì)要求，現(xiàn)場輸漿泵的送漿量應(yīng)與下鉆噴漿速率（0.5 m/min～1 m/min）、上提噴漿速率（1 m/min～2 m/min）相匹配；勻速施打以保證攪拌樁中的水泥摻量，并且在設(shè)計(jì)樁底標(biāo)高 0.5 m～1 m 區(qū)間內(nèi)進(jìn)行復(fù)攪。若后臺(tái)在攪拌輸送漿體時(shí)發(fā)生異常情況，應(yīng)及時(shí)通知五軸樁施工人員暫停施打。對于因故擱置超過 2 h 以上的拌制水泥漿液,應(yīng)作廢漿處理。在恢復(fù)噴漿前，應(yīng)將五軸攪拌機(jī)頭提升或下鉆 0.5 m 后再進(jìn)行噴漿攪拌施工。

（3）嚴(yán)控水灰比。按照設(shè)計(jì)要求，水灰比為1.2～1.5，現(xiàn)場施工按 1.5 的水灰比換算成水泥漿比重為1.37。監(jiān)理應(yīng)要求施工單位嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)和規(guī)范要求控制水灰比，旁站時(shí)每個(gè)臺(tái)班都要檢查水泥漿比重。

（4）嚴(yán)控成樁質(zhì)量。核查樁長的控制情況（允許偏差為 50 mm），計(jì)算每幅樁長，提前在五軸機(jī)鉆桿上噴上紅漆作為標(biāo)記，若參照線與紅漆重合，則到達(dá)樁底標(biāo)高。提前核查施工記錄單，及時(shí)復(fù)核樁位（允許偏差為 50 mm），尤其是不同樁長交接的部位，避免施打錯(cuò)誤。核查樁機(jī)垂直度的控制情況（允許偏差為 1/200），五軸機(jī)身上自帶吊錘，再加 2 臺(tái)經(jīng)緯儀觀測樁機(jī)立柱，實(shí)行雙重控制，以確保施打成型質(zhì)量。核查應(yīng)按設(shè)計(jì)和規(guī)范要求進(jìn)行套打，重點(diǎn)關(guān)注轉(zhuǎn)角和不同樁長等部位。施工過程應(yīng)盡量減少冷縫，當(dāng)出現(xiàn)冷縫時(shí)，應(yīng)按設(shè)計(jì)要求和施工方案進(jìn)行處理；若遇有地下障礙物難以繼續(xù)施工，應(yīng)及時(shí)下挖，排除障礙物，換填好土并壓實(shí)后方可繼續(xù)施工。

（5）做好安全文明施工。要求施工單位落實(shí)措施，控制好揚(yáng)塵污染，現(xiàn)場按要求設(shè)置充裝散裝水泥的過水沉淀裝置，并做好防護(hù)工作，如用草皮覆蓋、定期清理沉淀池等。要求在五軸樁的施工范圍內(nèi)拉設(shè)警戒線，在鉆桿前部設(shè)置防護(hù)設(shè)施，以減小泥漿的污染范圍；同時(shí)做好廢泥漿處理，不得讓其隨意流淌。加強(qiáng)臨時(shí)用電控制，現(xiàn)場配電箱及其他供電設(shè)備不得置于水中或者泥漿中；施工所用電纜線接頭要牢固且要絕緣，必須設(shè)有漏電保護(hù)開關(guān)；施工中，設(shè)專人負(fù)責(zé)監(jiān)護(hù)電纜，若遇停電，應(yīng)將各控制器旋轉(zhuǎn)歸零位，并切斷電源。

2.3 事后控制

要求施工單位落實(shí)成品保護(hù)、養(yǎng)護(hù)工作，五軸樁養(yǎng)護(hù)期不得少于 28 d?？刹捎勉@芯取樣，檢測五軸樁無側(cè)限抗壓強(qiáng)度，鉆孔取芯完成后的空隙應(yīng)及時(shí)進(jìn)行注漿填充處理。五軸樁無側(cè)限抗壓強(qiáng)度在標(biāo)準(zhǔn)值＞0.8 MPa 時(shí)方可開挖基坑施工，在未達(dá)到規(guī)定強(qiáng)度前，不得在樁頂堆載大方量的土，不得允許挖土機(jī)、推土機(jī)等大型機(jī)械設(shè)備在其上面行駛，以防造成斷樁等質(zhì)量問題。

土方開挖期間，應(yīng)安排專人指揮，現(xiàn)場盡量避免碰撞五軸樁的圍護(hù)結(jié)構(gòu)，嚴(yán)禁損壞止水帷幕。監(jiān)理人員應(yīng)每天巡視檢查基坑周邊的環(huán)境變化情況，如地面裂縫，圍護(hù)結(jié)構(gòu)位移變形等，做好危大工程的巡視檢查記錄。要求第三方基坑監(jiān)測單位定期對基坑圍護(hù)、周邊建筑物、管路管線等進(jìn)行監(jiān)測，核查每期監(jiān)測報(bào)告，若超出預(yù)警，應(yīng)及時(shí)告知建設(shè)單位，啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案，采取相應(yīng)措施進(jìn)行防護(hù)。要求施工單位做好后勤保障工作，安排專人定期抽排基坑內(nèi)積水（尤其是下雨期間），若發(fā)現(xiàn)基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)有滲水現(xiàn)象，務(wù)必要排查原因，解決根本問題，以消除安全隱患。