深基坑圍護(hù)與泥漿處理設(shè)備及關(guān)鍵技術(shù)(黃文龍)

1、深基坑圍護(hù)和泥漿處理設(shè)備及關(guān)鍵技術(shù)黃文龍 上海遠(yuǎn)方基礎(chǔ)工程有限公司2015.3.25目錄攪拌設(shè)備日本海上多軸攪拌船MJS工法N-JET工法TRD工法機(jī)超低雙輪銑162345日本工地實(shí)際應(yīng)用泥漿處理設(shè)備87 攪拌鉆機(jī)機(jī)構(gòu)分析護(hù)套鉆桿鉆頭目前施工中使用的深層攪拌機(jī)，由主機(jī)、鉆桿、鉆頭、護(hù)套等主要部件組成。工程應(yīng)用04030201目前，在基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)、止水帷幕及地基加固施工中使用較多的水泥土攪拌技術(shù)主要為雙軸水泥攪拌樁、三軸水泥攪拌樁和最新的五軸水泥攪拌樁。05 單軸攪拌樁的應(yīng)用范圍較小，主要用在地基加固處理。 長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)在更換鉆具也可用在深層攪拌。單軸攪拌樁機(jī) 單軸攪拌樁機(jī)長(zhǎng)螺旋鉆機(jī) 雙軸攪拌是

2、20 世紀(jì) 80 年代沿用至今的傳統(tǒng)工法，用在軟土地基中，起到止水作用。具有以下優(yōu)缺點(diǎn): 1) 優(yōu)點(diǎn): a. 攪拌樁布置形式靈活。 b. 造價(jià)較低 2)缺點(diǎn): a. 動(dòng)力不足，一般施工深度不宜超過18 米，再深質(zhì)量難以保證。b. 攪拌鉆頭部分只有 2 道葉片，攪拌均勻性差雙軸深層攪拌樁機(jī)日本雙軸攪拌頭日本雙軸攪拌機(jī)三軸深層攪拌樁機(jī) 三軸攪拌樁機(jī)是1997年從日本引進(jìn)，主要配合止水擋土基坑圍護(hù)攪拌樁的施工工法，它可在粘性土、粉土、砂土、砂礫土、直徑100以上卵石及單軸抗壓強(qiáng)度60MPa以下的巖層應(yīng)用。在沿海地區(qū)工程應(yīng)用尤為廣泛。三軸攪拌三軸插型鋼三軸深層攪拌樁機(jī)三軸攪拌機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn): a.

3、樁體整體攪拌均勻；b.水泥土漿液流動(dòng)性好，便于插入 H 型鋼等芯材; c.機(jī)架采用步履式或履帶式，行走效率高，穩(wěn)定性較好1) 缺點(diǎn): a.為了獲得良好的水泥土漿液流動(dòng)性及樁體均勻性，三軸攪拌樁是以樁體的強(qiáng)度及單方造價(jià)為代價(jià)；b.三軸攪拌樁如遇砂性地層，漿液容易離析，造成漏水現(xiàn)象；c. 三軸攪拌樁施工過程中產(chǎn)生大量置換土。日本超低三軸攪拌樁機(jī)四軸深層攪拌樁機(jī) 該四軸機(jī)攪拌頭上有四層攪拌葉,使水泥土攪拌充分、均勻、水泥土強(qiáng)度較高;該四軸機(jī)可采用貫入輸漿法的成樁工藝,與雙軸機(jī)采用提升送漿法的二噴三攪成樁工藝相比,成樁時(shí)間較短,在配套設(shè)備正常齊全情況下,其施工效率可達(dá)雙軸機(jī)的3倍;五軸深層攪拌樁機(jī)a.

4、樁體攪拌質(zhì)量好，施工質(zhì)量可視可控;b.施工速度快，整機(jī)功效高; 施工機(jī)械自動(dòng)化、智能化高; c.掘進(jìn)攪拌能力強(qiáng)，有效樁長(zhǎng)達(dá) 55 m; 環(huán)保綠色，置換土很少。攪拌樁機(jī)施工效果比較在同等工作環(huán)境下，五軸水泥土攪拌墻每天完成方量是二軸攪拌樁可完成工作量的在同等工作環(huán)境下，五軸水泥土攪拌墻每天完成方量是二軸攪拌樁可完成工作量的 7 倍倍 10 倍，是三倍，是三軸攪拌樁可完成工作量的軸攪拌樁可完成工作量的 2 倍倍 3 倍倍; 五軸水泥攪拌樁的樁芯強(qiáng)度也大大高于雙軸和三軸水泥攪拌樁。五軸水泥攪拌樁的樁芯強(qiáng)度也大大高于雙軸和三軸水泥攪拌樁。由此可見，五軸水泥攪拌樁技術(shù)無論在施工的準(zhǔn)確性、操作的便捷性、施

5、工質(zhì)量保證性、時(shí)間的高效由此可見，五軸水泥攪拌樁技術(shù)無論在施工的準(zhǔn)確性、操作的便捷性、施工質(zhì)量保證性、時(shí)間的高效性等方面都優(yōu)越于雙軸性等方面都優(yōu)越于雙軸和三軸水泥攪拌樁，未來五軸水泥攪拌樁將具有廣闊的市場(chǎng)發(fā)展空間。和三軸水泥攪拌樁，未來五軸水泥攪拌樁將具有廣闊的市場(chǎng)發(fā)展空間。MJS工法 MJS工法(Metro Jet System)又稱全方位高壓噴射工法，最初是為了解決水平旋噴施工中的排漿和環(huán)境影響問題而開發(fā)出來的，之后由于其獨(dú)特優(yōu)勢(shì)和工程需要，又應(yīng)用到傾斜和垂直施工上。 MJS工法在傳統(tǒng)高壓噴射注漿工藝的基礎(chǔ)上，采用了獨(dú)特的多孔管和前端造成裝置(習(xí)慣稱之為Monitor)，實(shí)現(xiàn)了孔內(nèi)強(qiáng)制排漿

6、和地內(nèi)壓力監(jiān)測(cè)，并通過調(diào)整強(qiáng)制排漿量來控制地內(nèi)壓力，大幅度減少對(duì)環(huán)境的影響，而地內(nèi)壓力的降低也進(jìn)一步保證了成樁直徑。 該工法是與SMW工法類似的一種新型加固地基工法，在上海已廣泛多處應(yīng)用。工藝特點(diǎn)：1.可以“全方位”進(jìn)行高壓噴射注漿施工。2.樁徑大，樁身質(zhì)量好。3. 對(duì)周邊環(huán)境影響小，超深施工有保證。4.泥漿污染少。N-JET工法 日本在2009年新開發(fā)的N-JET工法，它的特點(diǎn)是一次可以噴8米范圍，深度可以達(dá)到100米，能達(dá)到非常好的止水效果。目前在國內(nèi)還沒有實(shí)施這種工法的設(shè)備。也是我們今后發(fā)展的一個(gè)方向。TRD工法機(jī) TRD工法（TrenchCutting Re-mixing Deep W

7、all Method），中文叫法比較多，最早叫“混合攪拌壁式地下連續(xù)墻施工法”，后陸續(xù)有文獻(xiàn)稱其為：原位置上混合攪拌壁式地下連續(xù)墻施工法，水泥加固土地下連續(xù)墻澆筑施工法等。該工法由日本90年代初開發(fā)研制，是能在各類土層和砂礫石層中連續(xù)成墻的成套設(shè)備和施工方法。其基本原理是利用鏈鋸式刀具箱豎直插入地層中，然后作水平橫向運(yùn)動(dòng)，同時(shí)由鏈條帶動(dòng)刀具作上下的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，攪拌原土并灌入水泥漿，形成一定厚度的墻體，以取代目前常用的高壓噴射灌漿，單軸和多軸混泥土攪拌樁組成的柱列式地下連續(xù)墻。其主要特點(diǎn)是成墻連續(xù)、表面平整、厚度一致、墻體均勻性好。 刀具的安裝TRD工法機(jī)水平切削工作圖超低雙輪銑 在日本雙輪銑是地

8、下深基礎(chǔ)施工中的重要設(shè)備，在基坑的圍護(hù)中，超低雙輪銑可以在空間較小的室內(nèi)進(jìn)行施工，滿足各種工況施工工程需求。咬合樁止水工法效果圖日本多軸海上攪拌船日本海上水泥深層攪拌船（日本海上水泥深層攪拌船（CDM） CDM工法是將水泥漿作為固化材料，通過深層攪拌裝置將其與泥土充分混合形成復(fù)合地基，以此提高原地基“防滑動(dòng)、防滲透和防沉降變形”的能力，在日本得到廣泛的應(yīng)用。 海上CDM工法是日本針對(duì)深水區(qū)域開發(fā)的一種軟基處理工法，該工法在日本的軟基處理中占有重要的地位。 海上CDM工法是應(yīng)用CDM船舶（一般通過船舶改造）在海上進(jìn)行施工，其攪拌裝置可以達(dá)到8軸。處理能力最強(qiáng)的CDM船舶大部分建造于79年代末85

9、年代初，其一次處理面積高達(dá)6m2及以上,處理深度水面下70m,每小時(shí)處理100250m3。 日本DCM3 專為工程設(shè)計(jì)建造日本多軸海上攪拌船 DCM8 由打樁船改造 利用現(xiàn)有資源改造不但可以降低費(fèi)用，而且可以贏得時(shí)間。利用現(xiàn)有資源改造不但可以降低費(fèi)用，而且可以贏得時(shí)間。CMC8 由起重船改造泥漿處理專用設(shè)備 泥漿在地下深基礎(chǔ)施工中具有重要的意義。它起到護(hù)壁，潤(rùn)滑鉆頭的作用，可有效防止槽、孔壁的坍塌。但廢棄的泥漿如果不加以處理，不但會(huì)造成資源的浪費(fèi)，還會(huì)導(dǎo)致環(huán)境污染。 泥漿的處理一般有沉淀法和用泥漿設(shè)備處理。沉淀法效率，低占地面積大下且不太環(huán)保，在大型基坑工程中不宜使用。而用泥漿處理專用設(shè)備不但效率高，而且能實(shí)現(xiàn)泥漿的循環(huán)使用，同時(shí)不污染環(huán)境。在強(qiáng)調(diào)環(huán)保的當(dāng)下，使用泥漿處理專用設(shè)備將成為趨勢(shì)。布袋式泥漿處理設(shè)備離心式泥漿處理設(shè)備離心式泥漿處理設(shè)備離心式泥漿處理設(shè)備 如圖是日本離心式泥漿處理設(shè)備，通過該設(shè)備的螺旋離心作用和化學(xué)劑將固體與液體分離再進(jìn)行下一步的處理，離心式泥漿處理設(shè)備是唯一可以將固體與液體分離的設(shè)備。但是設(shè)備和化學(xué)劑成本較高。泥漿處理設(shè)備流程泥漿處理施工流程圖 泥漿經(jīng)過離心式處理，再經(jīng)過化學(xué)劑安定液、分級(jí)、脫水處理，一部分循環(huán)利用，一部分變?yōu)閺U渣處理。壓榨式泥漿處理設(shè)備泥漿處理后的效果處理之后