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一、前言
    深層攪拌機(jī)使水泥漿液與周圍土體強(qiáng)制混合攪拌，從而形成水泥土攪拌樁。1976年日本研制出三軸深層攪拌機(jī)，目前成樁直徑為3～850mm的多軸深層攪拌機(jī)成樁深度可達(dá)45m; 20世紀(jì)90年代初，我國自行開發(fā)的雙軸動力頭走管式深層攪拌機(jī)，一次成樁深度為18～20m，90年代中期，單軸深層攪拌機(jī)成樁深度達(dá)27m，樁徑達(dá)800mm。
    由于我國目前生產(chǎn)的雙軸深層攪拌機(jī)其單軸工作轉(zhuǎn)矩一般不大于9kN·m．因此對成樁深度、施工效率不利，阻礙了水泥土深層攪拌法在我國的進(jìn)一步發(fā)展。隨著加筋水泥土復(fù)合擋土墻（即SMW工法）在我國上海等地區(qū)基坑圍護(hù)方面的推廣應(yīng)用，對深層攪拌機(jī)提出了一次成樁截面大、成樁深、施工質(zhì)量好、施工效率高的要求。若從日本引進(jìn)三軸式深層攪拌機(jī)，則會增加設(shè)備投資與施工成本。
    為提高國產(chǎn)深層攪拌機(jī)的成墻深度、成墻質(zhì)量與施工效率，降低SMW工法設(shè)備投資與施工成本，以利于該工法在我國的推廣與普及，隧道股份施工技術(shù)研究所研制了一種組合式多軸深層攪拌機(jī)。
二、組合式多軸深層攪拌機(jī)
    1．組成與特點(diǎn)
    多軸深層攪拌機(jī)由吊具、組合式動力頭、導(dǎo)向滑塊、漿液導(dǎo)流回轉(zhuǎn)接頭、鉆桿、切削攪拌頭、鉆桿連接系扳、電器控制柜等部件及配套的滾管式打樁架組成。其特點(diǎn)有：
    (1)單動力頭的基本型，可根據(jù)設(shè)計(jì)施工要求，組合成1至4軸的深層攪拌機(jī)；
    (2)用了特殊結(jié)構(gòu)的2K-H型立式行星齒輪傳動，動力頭外形尺寸小、承載能力大；
    (3)動力頭有兩種輸出轉(zhuǎn)速，最大工作轉(zhuǎn)矩為14kN·m:
    (4)切削攪拌頭上有四層攪拌葉，使水泥土攪拌充分；
    (5)能采用貫入輸漿成樁工藝，成樁施工時(shí)間較提升輸漿工藝短，施工效率高：
    (6)適應(yīng)水泥摻量范圍大，水泥摻量可高達(dá)25%；
(7)配套研制的JS2120-33型滾管式打樁架，主卷揚(yáng)機(jī)具有無級調(diào)速功能，與水泥漿量、注漿泵流量相匹配，并使攪拌機(jī)較勻速地升降、勻速噴漿，水泥土樁連續(xù)、強(qiáng)度均勻，施工質(zhì)量好；
    (8)樁架立柱采用三支點(diǎn)支承結(jié)構(gòu)，垂直度調(diào)整容易；
    (9)樁架提升力選400kN，有成樁深度顯示，一次成樁深度可達(dá)28m;
    (10)該套施工設(shè)備使用臺班費(fèi)較低。
    2．組合式多軸深層攪拌機(jī)施工樁形
    該組合式深層攪拌機(jī)能根據(jù)地基加固水泥土攪拌樁形、SMW工法基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)及加筋水泥土復(fù)合承重樁形的設(shè)計(jì)與施工要求，組合成1至4軸的動力頭形式施工，形成的樁形截面如下：
3 JS2120-33型滾管式打樁架技術(shù)參數(shù)
(1)立柱高度：33m
(2)最大拔樁力：400kN
(3)主卷揚(yáng)機(jī)繩速：2--14m/min
(4)竄特掌電機(jī)功率：2×2.2kW
(5)液壓支腿支撐力：4×300kN
(6)外形尺寸：10.5×10×35(m)
(7)總質(zhì)量：30t
三、組合式多軸深層攪拌機(jī)應(yīng)用概況
    1．應(yīng)用實(shí)例一
    上海地鐵二號線陸家嘴車站5號出入口地基加固與SMW工法施工，使用組合式四軸深層攪拌機(jī)，4軸成正方形排列。在基坑頂管施工后靠區(qū)域的土體加固中，15m長的4軸水泥土攪拌樁平均成樁時(shí)間為50分鐘。在16m深的SMW工法擋土墻施工時(shí)，由于水泥土攪拌樁攪拌充分與均勻，H型鋼的插入基本上能依靠型鋼與D25柴油錘兩者重量插到位，為防止H型鋼的下沉，用吊攀拉住H型鋼。
    2．應(yīng)用實(shí)例二
    該組合式四軸深層攪拌機(jī)與配套JS2120-33型滾管式打樁架用于上海明珠線寶興路站橋梁承臺SMW工法圍護(hù)工程。4個(gè)基坑開挖深度14-14.2m，圍護(hù)墻厚1260mm，墻深25.2m．50*、60NH型鋼插入深度24m，H型鋼半位設(shè)置，1隔1排列，間距1m，總圍護(hù)周長約170m，成墻面積約4984m2。在擋土墻圍護(hù)功能完成后，順利回收了全部H型鋼，進(jìn)一步節(jié)約了基坑圍護(hù)工程造價(jià)。
    3．應(yīng)用實(shí)例三
    該組合式深層攪拌機(jī)用于加筋水泥土復(fù)合承重樁基施工。工程樁數(shù)量為67根，水泥土攪拌樁直徑∮700mm．樁長20m，樁頂埋深約1m，水泥摻量20%。復(fù)合樁筋材為長19.1m的C30微型砼預(yù)制樁，預(yù)制樁上下二截面尺寸為250×200/150×100，復(fù)合樁樁尖持力層為④，層砂質(zhì)粉土，單樁設(shè)計(jì)承載力為550kN。施工后對其中齡期為50天的3根復(fù)合樁進(jìn)行了單樁靜載荷試驗(yàn)，當(dāng)最大荷載分別加到1600kN、1600kN與1650kN時(shí)，3根復(fù)合樁均未進(jìn)入極限狀態(tài)。
四、結(jié)束語
    組合式多軸深層攪拌機(jī)經(jīng)工程應(yīng)用，施工效率高、成樁質(zhì)量好、達(dá)到了進(jìn)口設(shè)備的施工效果。水泥土攪拌樁的施工效率與施工質(zhì)量還與配套注漿泵的性能及流量、制漿系統(tǒng)的性能有關(guān)。為此，我們開發(fā)了性能穩(wěn)定、維護(hù)方便的具有雙路輸漿的大流量液壓變量注漿泵，研制了具有自動稱量、自動計(jì)量的水泥漿液拌制裝置，并將研制一種具有注漿流量、成樁深度、成樁速度顯示記錄的新穎攪拌樁施工實(shí)時(shí)監(jiān)視記錄裝置，從而更有利于SMW工法和加筋水泥土復(fù)合承重樁基在我國的推廣與普及，有利于軟土地基深層攪拌加固工法的進(jìn)一步發(fā)展與應(yīng)用。