双轴搅拌桩施工工艺设备及技术改进 吴肖玉李小斌丁烦冰 （浙江省第一地质大队，浙江杭州３１００１６） 摘要：施工单位双轴搅拌桩施工的技术控制及水泥掺入量控制较笼统，在参照相关规范及设计要求的情况下， 调整施工工艺、改进设备及相关计算，保证搅拌桩永久性土体加固。 关键词：搅拌桩；永久性结构；土体加固；试验；技术控制 中图分类号：Ｕ２１３ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００９—２３７４（２０１２）１９—００６８—０４ 大型客机研制保障条件建设项目是国产大型客 米、７米；桩间距：１米、０．９米；地基承载力：１００ 机发展的重要保障，是落实国产大型客机研制生产 （１２０）ｋＰａ。 的重大基础建设工程。采用双轴搅拌桩地基加固处 第二，泥浆比重计算。 理是为了控制厂房沉降，属于永久受力结构。地基 水泥浆比重计算： （经验公式） 处理一方面要保证地基承载力，另一方面要控制地 ｐ＝（Ｉ＋Ｗ／Ｃ）／（１／３＋Ｗ／Ｃ） 基沉降，尤其是不均匀沉降。 水灰比为０．５时，ｐ＝（１＋０．５）／（１／３＋０．５） １ 工程概述 ＝ｉ．８ｋｇ／Ｌ １．１ 地理位置 水灰比为０．６时，ｐ＝（１＋０．６）／（１／３＋０．６） ＝１．７２ｋｇ／Ｌ 大型客机研制保障条件建设项目位于上海市浦 东新区，毗邻上海浦东国际机场，项目规划占地面 第三，每延长米桩水泥用量。 积４０００亩，规划总建筑面积１１５万平方米。 单位方水泥土的水泥用量： １．２场地特点分析 １×Ｐ×掺入比＝１×１．８×１５％＝２７０（ｋｇ／ｍ： ） 本项目位于长江三角洲入海口东南前缘，地貌 每米桩水泥用量。 ２７０×３．１４×０．２５×０．２５＝５３ｋｇ／ｍ 类型属潮坪地貌；场地内主要分布为鱼塘、河浜 等，虽经过清淤处理，但仍存在清淤不彻底、回填 则：１９米桩水泥用量为：５３×１９＝１００７ｋｇ ７米桩水泥用量为：５３×７＝３７ｌｋｇ 不密实等情况，地基承载力较低。根据要求，本场 第四，设计水泥浆总量。 地全部回填土方平均在１米以上，总回填土方量超 总水泥浆量：１００７×（Ｉ＋Ｗ／Ｃ）／ｐ。 过４００万方。回填土厚道较大，固结时间长，沉降 当水灰比为０．５时，１９米桩水泥浆量为８４０Ｌ，７ 时间长；场地内均采用大跨度钢结构厂房以及航空 制造工艺的高标准和高精度，对地基的不均匀沉降 米桩水泥浆用量为３１０Ｌ。 当水灰比为０．６时，１９米桩水泥浆量为９４０Ｌ，７ 要求更高。 米桩水泥浆用量为３４６Ｌ。 ２双轴搅拌桩施工设计技术参数 第五，搅拌次数的确定。 第一，根据设计图纸，水泥土搅拌桩基本设计 根据规范要求，水泥土搅拌桩每点面搅拌次数 参数为：水灰比：Ｗ／Ｃ＝０．５；水泥掺入比：１ ５％； 在２Ｏ次以上时，就能够保证搅拌桩的均匀性和充分 施工工艺：二喷三搅；桩径：中＝５００ｍｍ；桩长：１９ 搅拌，从而保证搅拌土体的质量。 ６８ ｏ中闯高新技奈企业２０｛２ ０７ 搅拌次数Ｎ＝ ： ： ． ‘ 本工程中，采用二层叶片时ｈ＝Ｏ．０４４（两根 ２２），Ｂ＝０，∑ｚ＝４，ｎ＝４３ ２０１０）中对水灰比的要求范围是０．４５～Ｏ．７，为了 保证施工的可行性，减少堵管现象的发生，经各参 建单位协商后，确定将水灰比重调整为０．６，其对 应的水泥浆比重为１．７２。 ３．２试桩二 当Ｖ＝Ｏ．４Ｙ￣：／分（二档），Ｎ＝１９次 当Ｖ＝Ｏ．７米／分（三档），Ｎ＝ＩＯ．８次 当Ｖ＝Ｉ．０米／分（四档），Ｎ＝７．６次 对桩长为１９米、桩号为ｓ２的搅拌桩进行试打 桩，下沉速度为０．７米／分，提升速度为０．４米／分。 整个试桩过程消耗水泥达３．９吨，远远超过设计规 定范围，而且采取三搅两喷工艺，整个试桩耗时近 ４个小时。 单桩搅拌次数为７．６＋１０．８＋７．６＋１９＝４５次。 采用三层叶片时： 当Ｖ＝Ｏ．４米／分（二档），Ｎ＝２８．５次 当Ｖ＝Ｏ．７米／分（三档），Ｎ＝１６．２次 当Ｖ＝Ｉ．０米／分（四档），Ｎ＝Ｉ１．４次 单桩搅拌次数为７．６＋１０．８＋１０．８＋１０．８＝６７．５次。 分析： 第一，单桩施工时间较长，既不利于工程进度 也不利于质量控制，耗费时间为（１９／０．７＋１９／０．４） Ｘ ３＝２２０分。 ３搅拌桩试桩 本工程地基处理是为了控制厂房沉降，属于永 第二，注浆泵流速偏大，导致设计水泥浆量不 够。此种现象，在第一次试桩中已经体现。 注浆泵每分钟的注浆次数在ｌ ５Ｏ次左右，其对 应的流量为５０Ｌ／ｍｉｎ，而整个试桩过程中喷浆时间 为１９／０．４×２＝９５分钟，共计用浆量达￣Ｕ４７５９Ｌ。而 久受力结构。地基处理一方面要保证地基承载力， 另一方面要控制地基沉降，尤其是不均匀沉降。因 此对搅拌桩施工技术要求非常严格。 对地基处理的搅拌桩施工进行必要的试桩工 作，通过研究搅拌桩施工质量控制要点，制定统一 的施工工艺标准，并要求各单位严格按照既定的标 准执行，从而达到控制地基处理质量的目的。认真 １９米桩设计总浆量：ｉ００７ Ｘ（１＋０．６）／１．７２＝９４０升 （水泥浆），超出３倍之多。 解决措施：通过改进注浆泵的机械参数，降低 注浆泵每分钟的注浆次数，从而达到降低单位时间 注浆量的目的。 第一，调整注浆泵电机转速。更换电机型号， 将转速从１４４０转／分（４ｋＷ电机）调整￣ｔＪ９４０转／分 （２ｋＷ电机）。 研究双轴搅拌桩施工各工艺参数之间的关系，通过 试桩施工，调整工艺参数，既满足规范要求，又保 证施工的可行性、适用性。同时确保本工地地基处 理质量最大可能地满足设计承载力和沉降控制的 要求。 ３．１ 试桩一 第二，调整大、小皮带轮的轮比。调整小皮带 轮的直径，由原来的ｌ１Ｏｍｍ调整为５５ｍｍ（直径已调 整到最小）。 根据设计图纸，水灰比为０．５时，泥浆比重为 １．８ｋｇ／Ｌ。通过现场拌制水泥浆，然后对桩号为ｓｌ的 搅拌桩进行施工，当提升速度为０．４米／分时，施工到 ６米时，设计浆量全部用完，并且发生８次堵管现象。 分析： 通过对注浆泵的机械参数进行调整，降低注浆 泵每分钟的注浆次数，从而达到降低单位时间注浆 量的目的。 第一，水灰比为０．５时，泥浆太稠，容易发生 堵管现象，特别是在天气较热的情况下更为普遍， 建议在规范范围内提高水灰比，确保施工的可行 ｌ９米桩总泥浆量：１００７×（１＋０．６）／１．７２＝９４０ 升（水泥浆）。 则单桩注浆时间为：９４０／（５７×０．３３）＝５０分 钟（０．３３Ｌ为注浆泵每次注浆量）。 性、适用性。 第二，注浆速度过快，设计的水泥浆喷浆时间 只有１５分钟，须降低注浆速度，确保搅拌桩喷浆的 水泥浆量。 第三，施工工艺的调整。通过前两次的试桩可 以看出，采用三搅两喷工艺进行施工时，每根桩 的完成时间多达２２０分钟，这个效率对工期较为不 利，且极易堵管，为了保证搅拌桩的施工进度和质 ２０１ ２．０７ ｏ中阉高柳削 业６９ 解决措施：地基处理技术规范（ＤＴ／ＴＪ０８－４０— 量，我们尝试采用两搅两喷的施工工艺，即在第一 １２．５％，这对工期是非常有利的。 桩身质量均匀性：方案一采用第一次下沉和提 升均喷浆，桩身均匀性良好，而方案二在第一次提 升时下部６米不喷浆，该区段水泥掺入量将只有上 部的约３０％，因此均匀性较差。 桩头质量：方案一在第一次提升时最后３．６米 喷 降低速度喷浆，加强桩头质量，每米的喷浆时间为 浆 次下沉和提升时均进行喷浆，第二次下沉和提升进 行两次搅拌。 另外，根据规范要求，对于竖向承载力水泥土 桩，可采用变掺量设计，加强桩上部的强度，因此 我们采取了在水泥总掺量不变的前提下，通过提升 喷浆速度，达到桩身水泥用量变掺量的目的，使１９ 米单桩施工总时间控制在２小时左右。 ¨ ㈣ ３．５分钟，相应的水泥掺入量达到了２１．６％，而方 耗 ３．３试桩三 时间：６月２３日；地点：总装厂房。 徘 注浆时间控制在５Ｏ分钟左右，确保水泥浆刚好 用完，成桩时间控制在２小时以内，经过现场试桩 呲蝴 后确定如下工艺（采用两种方案见图１与图２）： 第＝耗时 ＝＿体Ｆ 蜂浆 吩钟第敬提舟喷浆耗州ｌ第＝扶Ｆ沉 ９舟钎第攻键 （３１分钟） 耗时４７ ６分钟 （ ４ ｍ，＇，ｍ ｉｎ、１２ ４米 Ｌ Ｏ（ｍ四，／ｍ梢ｉｎ） 一 ＯＥ（ｎ四／ｍ档ｉ ｎ 。４（ｍ／ｍ档ｉｎ） ＝Ｏ ７ｍ／ｍ１ｎ ６ ６米 （＝三档） ．第扶提升喷浆 第二次提升 第次Ｆ沉愤浆（４０ 吩钟）第二次Ｆ沉耗时４７ ５分钟 耗时ｌ９分钟 耗时１９分钟 图２ 两方案的技术经济比较： 施工耗时：方案一喷浆耗时５０分钟，搅拌耗时 ６６．５分钟，共计ｌ １６．５分钟，１９米桩水泥用量用完 了所有的１Ｏ０７ｋｇ；方案二第一次提升时，下部６．６ 米不喷浆，喷浆耗时５０分钟，搅拌耗时７６分钟，共 计１２６分钟。 施工效率：方案一理论每天完成１２．８根，方案 二理论每天完成ｌ１．４根，方案一比方案二工效高 ７０ ｏ中闯高新技术企业２０１２ ０７ ∞ 分 案二在上部ｌ３米范围内均加强，每米的喷浆时间为 钟 擞 ３．５分钟，相应的水泥掺入量为２１．５％，因此两个方 时 图 １ 惦 案基本达到目的。 分 钟 综合以上分析，我们做出如下列表统计分析：６ ５ 分 从以上两种方案进行技术经济比较，我们可以 得出：方案一要优于方案二。 ４试桩结语和建议 通过试桩结果表明，为了确保搅拌桩施工既满 足技术规范要求，又能满足设计图纸的要求，同时 还能保证搅拌桩施工与机械设备的结合，搅拌桩施 工固化工艺建议采取如下技术和工艺参数： 第一，水灰比调整为０．６，对应泥浆比重为１．７２。 第二，注浆泵每分钟注浆控制在５７下左右为 宜，每分钟注浆流量为ｌ８．８ｌＬ。 第三，水泥土搅拌桩调整为两搅两喷的施工 工艺。 第四，搅拌桩机钻头增加一层叶片。 第五，搅拌桩施工工艺标准选第一方案，即 （１９米桩）： 第一次下沉喷浆：速度１米／分（四档）； 第一次提升喷浆：下部１５．４米，速度０．７．／分 （三档），上部３．６米，速度０．４米／分（二档）； 第二次下沉搅拌：速度ｌ米／分（四档）； 第二次提升搅拌：速度０．４米／分（二档）； 共计耗时１１６．５分钟。 第六，７米桩施工工艺标准（参考１９米的相关 参数，并通过计算得出）： 第一次下沉喷浆：速度１米／分（四档）； 眯 黄骅港三期工程装卸工艺应用 宋桂江 （神华黄骅港务公司，河北沧州０６１１１３） 摘要：在系统分析黄骅港三期工程装卸工艺流程特点和充分调研黄骅港现有运营管理模式的基础上，港务公 司提出了由“筒仓堆存策略”、“火车调度策略”、“船舶指泊策略”和“出仓装船策略”的“四根桩”支撑“整体运营策 略”的操作运营框架；建议黄骅港三期工程采用以“筒仓堆存驱动式”作业模式为主、“船舶作业驱动式”作业模 式为辅的一种混合运营模式。 关键词：黄骅港；筒仓；流程；装卸工艺；卸车作业 中图分类号：Ｕ４１５ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００９－２３７４（２０１２）１９—００７１—０５ １ 概述 ２黄骅港三期工程总体运营原则 黄骅港三期工程是我国第一个采用封闭式筒仓 第一，依托～期工程和二期工程的现有资源， 堆存的煤炭专用码头工程，是“资源节约型、环境 充分发挥黄骅港三期工程装卸工艺效率高、节能环 友好型”港口建设理念淋漓尽致的体现，为国内同 保的优势，以实现黄骅港一期、二期和三期工程的 类港口的建设提供一种新方向，为新型的港口管理 整体综合利益最大化为目标，制定三期工程生产运 和建设模式探索一个新思路，成为同类港口建设的 营计划。 示范工程。但是，我国缺少封闭式筒仓堆存的煤炭 第二，以满足三期工程的生产需求为核心，以 专用码头的管理经验，而且本工程的设计堆存期为 “筒仓堆存驱动式”作业模式为主、“船舶作业 ３天，对码头的运营管理提出了更高的要求。 驱动式”作业模式为辅，制定火车和船舶生产运营 计划。 第一次提升喷浆：下部５．７米，速度０．７米／分 ０．９米的搅拌桩极限承载力均在２４０ｋＰａ以上，完全 （三档），上部１．３米，速度０．４米／分（二档）； 能满足设计要求。 第二次下沉搅拌：速度ｌ米／分（四档）； ５。２搅拌桩取芯效果 第二次提升搅拌：速度０．４米／分（二档）； 搅拌桩施３１２８天后，通过整桩身取芯，芯样搅 共计耗时４３分钟。 拌均匀、水泥掺入均匀、连续性好，抗压强度经设 计验算，符合设计要求。０ ５施工效果 ５．１ 搅拌桩静载荷试验 作者简介：吴肖玉（１９７９－），女，海南临高人，浙江省第一 搅拌桩施工２８天后，通过静载荷试验，间距为 地质大队工程师，研究方向：地基与基础施工。 １米的搅拌桩极限承载力均在２００ｋＰａ以上，间距为 （责任编辑：周加转） ２０１２ ０７ ｏ中圃高新技书企业７１
