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宝峨SCM单轴搅工法——大直径、大深度地质改良新技术

德国宝峨 2019-06-14 15:34:07

地质改良是工程活动中通过挤密、排水、换填、添加化学材料等方式以改善地质环境,增强土体的结构完整性及稳定性,提高土体力学性能及水密性。

常见的地质改良的方法包括:拌和法、换填法、化学加固法、表层压实法、深层挤密法、排水固结法、热学处理法、加筋法等。对应不同的地质条件、深度、环境,选择采用适当的工艺,从而达到所需要的改良效果。

早在数年前,宝峨推出了一种新的地质改良方法,即SCM单轴搅工法。SCM单轴搅工法,全称:Single Column Mixing,属于化学加固法的一种。类似于SMW三轴搅拌桩工艺,SCM单轴搅工法也是采用深层搅拌的方式,将水泥浆或其他化学物质与土壤强制搅拌,形成单个坚固的桩体,改变土壤的性质,从而提高其承载力,增加稳定性,减少沉降。得益于宝峨旋挖钻机动力头较大的扭矩、转速、设备的加压力及提升能力,因此,SCM单轴搅工法具有成桩直径大、成桩深度大、施工效率高、桩体均匀性好等优点。

图为宝峨钻机应用于SCM单轴搅工艺

SCM单轴搅工法主要设备构成包括:一台多功能旋挖钻机、一个搅拌工具、水泥罐、水泥浆搅拌机、注浆泵。其中搅拌工具可分为一个搅拌头或两个相对转动的搅拌头,如下图。该工艺机械化程度高、投入的设备有限,因此场地布置比较简单,运营灵活性较好。

图为SCM单轴搅,一个搅拌头

图为SCM单轴搅,两个可以相对转动的搅拌头

SCM单轴搅工法主要施工步骤包括:(1)钻机定位;(2)下钻、搅拌、注浆;(3)提升、搅拌、二次注浆;(4)移位。非加固区域下钻及提钻过程中,可以根据地质条件采用水或膨润土泥浆;加固区域则可以根据加固的需要灵活安排化学浆液材料。

图为SCM单轴搅设备采用内外两个搅拌头进行定位、搅拌

SCM单轴搅工法目前已经在世界多个工地已经得到了成功的应用。新加坡樟宜机场地基改良项目,先后采用了共9台宝峨钻机进行SCM单轴搅工法施工,钻机的型号包括宝峨BG 30 H、BG 34 H旋挖钻机,以及宝峨RG 25 S、RG 16 T多功能钻机。其中宝峨BG 30 H钻机配置桅杆加长节,桅杆最大高度达38 m,可一次性满足约35 m单轴搅施工。宝峨RG 25 S多功能钻机配置钻杆延伸杆(施工中需装拆一次钻杆),满足了现场直径1600 mm,最大深度50 m的单轴搅施工,加固区域为地表以下17 m至50 m,完成单根桩的时间为4至6小时。

图为新加坡樟宜机场地质改良区域(红色线条内)

图为在新加坡樟宜机场用于SCM单轴搅地基改良项目的宝峨BG 30 H及RG 25 S钻机

南亚某电站项目,采用BG 28等累计9台宝峨钻机进行SCM单轴搅加固,单桩直径2000 mm,最大施工深度21 m,采用全面加固方式,桩与桩之间的搭接厚度为250 mm。主要地质条件如下:深度0~3 m,软土、砂性粉土;3-20 m,粉土质细砂,标贯值N 14~49(本文来自宝峨基础施工设备)

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