粉砂地層中攪拌樁在地下連續(xù)墻成槽護(hù)壁上的應(yīng)用

姚文軍 陸 磊

（上海市水利工程集團(tuán)有限公司，上海 200000）

1 工程概述

1.1 基本情況

XX工程的進(jìn)水井地下連續(xù)墻工程，位于長江口的青草沙灘地上，進(jìn)水井沿東西向布置。進(jìn)水井基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用1000mm厚地下連續(xù)墻，圍護(hù)結(jié)構(gòu)總長為102.48m，墻底標(biāo)高為-35m，墻頂標(biāo)高+1m，共劃分有20個(gè)幅段，每幅段設(shè)置兩根墻底注漿管，地下墻接頭采用圓形鎖口管接頭。

地連墻成槽內(nèi)側(cè)護(hù)壁采用φ850搭接三軸攪拌樁，外側(cè)采用φ850套打三軸攪拌樁，護(hù)壁范圍為-20.8m～1m高程，內(nèi)外側(cè)樁長均為21.8m。攪拌樁采用42.5級普通硅酸鹽水泥，水泥摻量根據(jù)現(xiàn)場情況進(jìn)行調(diào)整，一般不小于20%，攪拌樁搭接長度不小于250mm，28d無側(cè)限抗壓強(qiáng)度不小于1.0Mpa，允許滲透系數(shù)不大于 1×10-6cm/s。

1.2 地質(zhì)條件

擬建場地地處長江口三角洲的前緣地帶，水域地貌類型屬河口三角洲。輸水泵閘設(shè)置在長興島加高加固段東段的中部，座落于長興島大堤水域側(cè)潮間帶灘地上；擬建場地按其巖性、地質(zhì)時(shí)代、成因類型的差異，可分為5個(gè)工程地質(zhì)層；

從圖中可看到:地下連續(xù)墻成槽施工需穿透②層砂質(zhì)粉土及灰色粉砂地質(zhì)層。在類似項(xiàng)目施工中，因未采用合理的護(hù)壁工藝，致使成槽塌孔，造成地連墻施工失敗而不得不采用補(bǔ)救措施的情況屢見不鮮，從質(zhì)量及經(jīng)濟(jì)上都造成無法挽回的損失，故在本工程設(shè)計(jì)及施工上，均慎之又慎，設(shè)計(jì)上采用合理的護(hù)壁工藝，施工上通過合理調(diào)整水泥摻量，攪拌樁的平面布置等措施保證了該項(xiàng)目的正常開展。

2 成槽護(hù)壁結(jié)構(gòu)比選

由于本工程穿透②層砂質(zhì)粉土及灰色粉砂地質(zhì)層，故從設(shè)計(jì)上必須采用合理的護(hù)壁結(jié)構(gòu)，來確保地連墻成槽成功。

高壓旋噴樁護(hù)壁:其工藝特點(diǎn)是采用高壓水、氣切割土體并使水泥和土體攪拌形成水泥土樁，其施工簡便。噴射注漿施工時(shí)，需在土層中鉆一個(gè)50～300mm的小孔，便可在土中噴射成直徑0.4～2.0m的加固水泥土樁。噴粉式深層攪拌（干法）粉噴樁:干法施工工藝雖然水泥土強(qiáng)度較高，但其噴粉量不易控制，攪拌難以均勻，樁身強(qiáng)度離散較大，出現(xiàn)事故的概率較多，目前已很少使用。

噴漿式深層攪拌樁（濕法）護(hù)壁:其特點(diǎn)是注漿量較易控制，成樁質(zhì)量較為穩(wěn)定，樁體均勻性好。迄今為止，絕大部分水泥土墻都采用濕法施工。

從青草沙在建的其它工程來看，高壓旋噴樁從防滲參數(shù)和樁體的強(qiáng)度、取芯的均勻性、樁徑偏差都比三軸攪拌樁差，而且其噴射范圍無法控制、水泥用量大、強(qiáng)度高、造價(jià)高。本工程要保證地下連續(xù)墻的槽寬，故不適宜采用。根據(jù)比選，噴漿式深層攪拌樁（濕法）護(hù)壁適用本工程。

噴漿式深層攪拌樁（濕法）護(hù)壁一般有單軸樁、二軸攪拌樁、三軸攪拌樁、多頭攪拌樁四種型式。

二軸深層攪拌樁與三軸深層攪拌樁的適用條件:

二軸深層攪拌樁:主要加固淤泥質(zhì)、粘土、粉土等，粉砂層鉆進(jìn)較困難，更有些會(huì)鉆不下去。動(dòng)力不夠，攪拌不夠均勻。18m深左右樁每天可加固約20根。

三軸深層攪拌樁:可以加固粉砂層，動(dòng)力較大，攪拌均勻，但設(shè)備較重，對場地要求較高，水泥摻量較大（一般大于20%）。18m深左右樁每天可加固25根左右，動(dòng)力較大（400kw左右）對用電要求較高。

根據(jù)本工程的現(xiàn)場條件及地質(zhì)條件，宜采用三軸深層攪拌樁施工，施工過程中遇不同的地質(zhì)層調(diào)整水泥摻量，防止在粉砂層時(shí)由于水泥摻量過高而強(qiáng)度過高，影響成槽鉆進(jìn)。

3 工程施工過程控制

深層攪拌樁圍護(hù)與地下連續(xù)墻基礎(chǔ)在一般項(xiàng)目運(yùn)用中其施工過程控制方面的要點(diǎn)已非常成熟，不是工程成功的關(guān)鍵所在。本工程的關(guān)鍵因素有以下幾點(diǎn):

3.1 水泥摻量控制與調(diào)整

為確保本工程后續(xù)地下連續(xù)墻成槽的成功，施工中應(yīng)針對不同的土層調(diào)整水泥摻量，在保證適當(dāng)?shù)膹?qiáng)度的情況下，又不致使強(qiáng)度太高，以免成槽過程中，成槽機(jī)無法正常抓土。特別是在粉砂層，由于砂含量較高，故需及時(shí)調(diào)整該土層的水泥摻量，經(jīng)試驗(yàn)測得在水泥摻量20%時(shí)，水泥土28d無側(cè)限抗壓強(qiáng)度≥1.0Mpa，且成槽機(jī)能有效成槽，故施工過程中，應(yīng)根據(jù)不同土質(zhì)條件，不停地調(diào)整水泥摻量，使各項(xiàng)指標(biāo)滿足成槽要求。

3.2 平面位置控制與調(diào)整

地下連續(xù)墻的槽寬為1000mm，但若以該標(biāo)準(zhǔn)來控制護(hù)壁攪拌樁的軸線，地下連續(xù)墻槽寬肯定無法滿足，故在進(jìn)行護(hù)壁攪拌樁軸線放線時(shí)需外放一定的距離。按規(guī)范要求，三軸水泥攪拌樁樁位定位偏差應(yīng)小于10mm，成樁后樁中心偏位不得超過50mm，樁身垂直度偏差不得超過1/200。故在滿足規(guī)范要求的情況下，本工程攪拌樁護(hù)壁單側(cè)的最小外放尺寸約為16cm。但考慮到一方面由于施工單位的成熟施工技術(shù)和運(yùn)行良好的設(shè)備可降低了偏差的風(fēng)險(xiǎn)，另一方面縮小外放尺寸可節(jié)約混凝土量，有效降低成本。所以最后確定外放距離為6cm，最終的成功成槽也反過來證明了這樣的軸線外放是正確的。

3.3 其它施工注意事項(xiàng)

因三軸樁要求連續(xù)施工，故在施工前應(yīng)對圍護(hù)施工區(qū)域地下障礙物進(jìn)行探測清理，以保證施工順利進(jìn)行。

成樁要控制攪拌機(jī)的提升速度和次數(shù)，是連續(xù)均勻，以控制注漿量，保證攪拌均勻，同時(shí)泵送必須連續(xù)。攪拌樁下沉速度控制在0.38～0.75m/min，提升速度控制在 0.3～0.5m/min。考慮到攪拌樁頂部受力較大，可對樁頂1.0～1.5m范圍內(nèi)增加一次輸漿，提高其強(qiáng)度，或者直接在頂部澆筑砼壓頂。攪拌機(jī)預(yù)攪下沉?xí)r，不宜沖水，當(dāng)遇到較硬土層下沉太慢時(shí)，方可適量沖水，但應(yīng)考慮沖水成樁對樁身強(qiáng)度的影響。每天加固完畢，應(yīng)用水清洗儲(chǔ)料罐、砂漿泵、攪拌機(jī)及相應(yīng)管道，以備再用。

施工冷縫處理:施工過程中一旦出現(xiàn)冷縫，則采取在冷縫處圍護(hù)樁外側(cè)補(bǔ)攪素樁方案。在圍護(hù)樁達(dá)到一定強(qiáng)度后進(jìn)行補(bǔ)樁，以防偏鉆，保證補(bǔ)樁效果，素樁與圍護(hù)樁搭接厚度約10cm。

4 結(jié)語

根據(jù)參與本工程的施工，在施工前充分研究了該地區(qū)的地質(zhì)條件，設(shè)計(jì)出合理的護(hù)壁方案，通過有效組織，合理安排，及時(shí)調(diào)整深層攪拌樁護(hù)壁的水泥摻量及軸線控制等關(guān)鍵問題是地下連續(xù)墻成槽施工成功的關(guān)鍵因素。通過本工程的實(shí)踐，對今后在類似地質(zhì)條件下實(shí)施地下連續(xù)墻工程有借鑒意義。

[1]胡健.攪拌樁在基坑護(hù)壁中的應(yīng)用[J].山西建筑，2009-07-10.