摘要：隨著深基坑支護工程越來越多，深層攪拌法作為一種經濟、快捷的施工方法在軟基處理、基坑支護及截滲工程中被大量采用，尤其在基坑支護及承擔較大單樁承載力方面更為突出，為有效改善深層攪拌樁的力學性質，提高深層攪拌樁的抗彎、抗剪性能和單樁豎向承載力，在深層攪拌樁中插入剛性材料，形成所謂的加筋深層攪拌樁（SMW工法）。
　　關鍵詞：深層攪拌樁；基坑支護；施工設備
　　1深層攪拌樁加筋施工設備
　　深層攪拌樁加筋施工設備在原深層攪拌樁施工設備的基礎上加裝輕型振動錘，利用振動錘提供的豎向振動力及采用導向設備將剛性材料插入深層攪拌樁中，從而提高深層攪拌樁支擋結構的抗彎、抗剪性能及單樁豎向承載力。
　　1.1深層攪拌樁加筋施工設備的構造
　　深層攪拌樁加筋施工設備，由鉆機底盤、轉盤、電動機、機架、和鉆桿連接而成，在鉆機底盤上設置卷揚機和定滑輪，在機架的頂端固定定滑輪，同時固定水平橫梁，在橫梁的另一端固定另一定滑輪，鋼絲繩的一端固定于卷揚機，另一端通過固定于鉆機底盤的定滑輪固定于機架頂端的定滑輪和固定于橫梁另一端的定滑輪通過緩沖器連接振動錘和夾具。其詳細構造如圖1。
　　
　　圖1深層攪拌樁加筋施工設備示意圖
　　1.2深層攪拌樁加筋施工設備的工作原理
　　深層攪拌樁施工完成后，攪拌樁中心成為極軟的水泥漿區，由于鉆桿的上下提升，在水泥初凝前，極軟的攪拌樁中心區為剛性材料的插入創造了條件。加筋施工時，將剛性材料（工字鋼、鋼管或螺紋鋼等）插入振動錘的夾具并夾緊，啟動卷揚機將要加入的剛性材料吊起對準攪拌樁中心。然后，啟動振動錘，同時放松卷揚機鋼絲繩，使要加入的剛性材料邊振動邊下沉，徐徐插入剛施工完成的深層攪拌樁中，直至達到設計標高為止。
　　利用深層攪拌樁加筋施工設備施工加筋深層攪拌樁（剛性材料不回收的情況）的工藝流程見圖2。
　　
　　圖2攪拌樁加筋施工流程圖
　　2深層攪拌樁加筋施工設備工程應用
　　深層攪拌樁加筋施工設備是我國具有自主知識產權的施工設備。該設備通過對現有攪拌樁機改造實現了一機多用，相對造價低；由于采用了液壓步履或履帶式底盤，該設備具有操作簡單，移動靈活的特點。利用該設備加筋的深層攪拌樁具有良好的力學指標，抗彎、抗剪和抗拔性能大大提高，可廣泛應用于基坑支護及地基處理工程。
　　2.1深層攪拌樁加筋施工設備應用于基坑支護工程
　　某工程設計一層地下室，基坑開挖深度5.0～6.0m，放坡開挖1.5m。地下水位埋深2m，場地土層力學指標見表1。
　　表1各土層力學指標參數

　　為最大限度的節省投資，經設計決定采上部放坡2m，下部雙排加筋深層攪拌樁進行支護。支護設計結果見圖3，設計彎矩260kN•m，見圖4，設計樁長8.5m，采用雙排加筋深層攪拌樁支護，插入芯材為7m長，φ48/2.8鋼管，“半位”加筋，確保在最大彎矩的3～8m深度范圍內有鋼管。施工設備為兩臺PH-5B單軸深層攪拌樁機，采用四噴四攪工藝，水灰比0.6～0.65。攪拌樁施工完成后，立即用人工輔以錘擊插入芯材（因芯材太輕，利用芯材自重無法下沉），可以插入4～5m。但加筋定位不準確，插入垂直度無法控制，施工效率低（每天只能完成14～16支樁），且無法插至設計深度。另外，攪拌樁搭接成壁狀，施工下一支樁會攪出上一支樁的芯材，因為人工加筋垂直度難以保證。若施工第三支樁時再對第一支樁加筋則因間隔時間過長導致加筋更為困難。
　　
　　圖3支護結構剖面圖
　　
　　圖4支護結構彎矩圖
　　采用該設備后，深層攪拌樁施工、加筋可利用一套設備完成。利用振動錘的激振力可將芯材短時間內插至設計深度，而且控制樁機行走設計樁間距，可將芯材正對攪拌樁中心。施工第三支樁時再對第一支樁加筋也無須擔心因間隔時間長而加筋困難，解決了施工下一支樁會攪出上一支樁芯材的問題。施工效率大大提高，每天能完成28～30支樁，工人的勞動強度大為降低，保證了加筋深層攪拌樁的施工質量。盡管插入勁性材料后的水泥土仍然無法同鋼筋混凝土相比，但對墻體剛度的提高十分明顯。加筋深層攪拌樁用于支護工程實現了支護防滲合二為一，其經濟開挖深度可達20m，具有良好的防滲性能。
　　目前，深層攪拌樁加筋施工設備已經在該地區多個基坑支護工程中應用，均取得了良好的效果。采用單排#10工字鋼在淤泥中垂直支護開挖深度達5m，雙排#10工字鋼在淤泥中垂直支護開挖深度達7m。在某休閑娛樂中心工程中，基坑開挖邊線距使用中的三層商業樓僅2m，采用雙排#10工字鋼加筋深層攪拌樁結合單層錨桿進行支護，垂直開挖深度6m，商業樓安然無恙。
　　2.2深層攪拌樁加筋施工設備應用于地基處理工程天津大學建筑設計院凌光容、鄭剛等在天津大學場地內進行了加筋水泥土樁、非加筋水泥土樁和鉆孔灌注樁的豎向承載力對比試驗。場地土層主要由素填土、粉質粘土組成，分布均勻。試驗樁直徑均為φ500，水泥土樁水泥摻入比為15%，采用單軸攪拌機施工，樁中心插入4～6m長、φ150鋼筋混凝土樁芯；水泥土樁的長度為8.5m和10m兩種。對上述不同類型的樁做載荷試驗，承載力結果見表2，載荷試驗曲線見圖5。
　　表2不同類型樁載荷試驗成果表

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