三軸水泥攪拌樁止水帷幕技術(shù)在施工中的應(yīng)用

苗云霞

三軸水泥攪拌樁施工是利用水泥作為加固劑，使用特制的深層攪拌機械，在地基深部將軟土、水和水泥進行強制攪拌，使軟土硬結(jié)形成樁體，并通過三排樁依次施工，使得樁與樁之間連成整體，從而起到提高地基的承載能力形成止水帷幕，阻擋基坑周邊的水進入基坑的作用的一種施工方法。

下面為古城綜合樓工程實例說明。

1 工程基坑概況

古城綜合樓地上25層、地下2層，呈孤形設(shè)計?；A(chǔ)采用鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，主樓為筏板基礎(chǔ)，輔為承臺梁基礎(chǔ)，地下室聯(lián)通一體，呈“L”形，北側(cè)東西長36 m，南側(cè)東西長80 m，西側(cè)南北長80 m，東側(cè)南北長40 m。主樓基坑深度9.9 m(內(nèi)部局部10.4 m)。

基坑西側(cè)為A-6號樓，21層+1層，主體已完工，預應(yīng)力管樁基礎(chǔ)，相距11.0 m，基礎(chǔ)埋深3.3 m，與本基坑相差 5.4 m，基坑西南側(cè)為A-15號樓，11層+1層，主體已完工，預應(yīng)力管樁基礎(chǔ)，相距24.0 m，基礎(chǔ)埋深3.3 m，與本基坑相差5.4 m，基坑南側(cè)E-2號樓，22層+1層，主體已完工，預應(yīng)力管樁基礎(chǔ)，基坑埋深2.55 m，與其基礎(chǔ)相連，基坑相差1.05 m。

2 場地工程地質(zhì)條件及施工難點分析

2.1 地質(zhì)情況

依據(jù)巖土工程勘察報告，基礎(chǔ)范圍內(nèi)地基土主要由第四系全新統(tǒng)人工堆積層)、第四系全新統(tǒng)沖洪積層)、第四系上更新統(tǒng)沖洪積層)及第四系中更新統(tǒng)沖洪積層)組成，巖性以雜填土、濕陷性粉質(zhì)粘土、粉質(zhì)粘土、礫砂為主?？碧缴疃确秶鷥?nèi)，實測地下穩(wěn)定水位埋深5.50 m～12.40 m，穩(wěn)定水位標高為909.37 m～912.15 m，揭露的地下水類型屬上層滯水，主要以大氣降水入滲補給為主。由于基坑開挖深度在10 m左右，平均地下水位置為7 m左右，因此為保證基坑邊坡的穩(wěn)定和土方順利開挖，采用深層攪拌樁做止水帷幕處理。

2.2 難點分析

由于基坑開挖深度在10 m左右，平均地下水位置為7 m左右，因此為保證基坑邊坡的穩(wěn)定和土方順利開挖，采用深層攪拌樁做止水帷幕處理。本施工區(qū)域狹小，成孔作業(yè)受限，我公司施工深層攪拌樁的經(jīng)驗不是很豐富，沒有止水帷幕施工的經(jīng)驗，因此如何保證施工質(zhì)量是本施工的難點。

3 止水帷幕技術(shù)要求

三軸水泥攪拌樁止水帷幕采用3排深層攪拌樁，采用φ650@450攪拌樁，搭接為200mm，水泥摻合量20%。采用42.5級普通硅酸鹽水泥，止水帷幕水灰比為1.5，水泥摻量為20%，被動區(qū)坑底以上部分水泥摻量為8%，坑底標高以下水泥摻量為8%。拌漿及注漿量以每鉆的加固土體方量換算。注漿壓力為1.5 MPa～2.5 MPa，以漿液輸送能力控制。樁身強度(28 d)大于3.0 MPa，樁位偏差小于50mm，垂直度偏差小于1.0%，樁底標高偏差±200mm。采用四攪二噴施工工藝，壓漿速度應(yīng)和提升速度相配合，確保設(shè)定漿量在樁身長度范圍內(nèi)均勻分布。開挖前應(yīng)選擇有代表的區(qū)段取芯測試樁身水泥土強度，取樣數(shù)量不小于6處。

4 止水帷幕施工

4.1 工藝流程

施工工藝流程見圖1。

圖1 水泥攪拌樁施工工藝流程圖

4.2 主要施工參數(shù)

下沉速度:0.5 m/min ～0.8 m/min;提升速度:0.5 m/min;攪拌轉(zhuǎn)速:30 rad/min～50 rad/min;漿液流量:40 L/min;水灰比:0.56∶1。

4.3 三軸水泥攪拌樁施工方法

1)施工場地平整。a.平整施工場地，清除一切地面和地下障礙物;b.當施工場地表面過軟時，采取鋪設(shè)路基箱的措施防止施工機械失穩(wěn)。

2)樁位放樣。由現(xiàn)場技術(shù)員根據(jù)設(shè)計圖紙和測量控制點放出樁位，樁位平面偏差不大于3cm。

3)施工順序。三軸水泥攪拌樁施工按圖2順序進行，其中陰影部分為重復套鉆，保證墻體的連續(xù)性和接頭的施工質(zhì)量，該施工順序一般適用于N＜50的地基土，水泥土攪拌樁的搭接以及施工設(shè)備的垂直度正是依靠重復套打來保證，以達到止水作用。

圖2 三軸水泥攪拌樁施工順序

4)攪拌樁機就位。根據(jù)施工工藝的要求、工程的規(guī)模和工期的要求以及現(xiàn)場場地條件和臨時用電等情況，擬采用三軸攪拌樁機設(shè)備施工，由當班班長統(tǒng)一指揮樁機就位，移動前看清上、下、左、右各方面的情況，發(fā)現(xiàn)障礙物應(yīng)及時清除，樁機移動結(jié)束后認真檢查定位情況并及時糾正。樁機應(yīng)平穩(wěn)、平正，并用線錘對龍門立柱垂直定位觀測以確保樁機的垂直度。攪拌樁垂直偏差不大于L/150，其中，L為樁長。樁徑偏差不大于10，樁位偏差不大于50，樁底標高偏差不大于50。

5)攪拌下沉。啟動電動機，根據(jù)土質(zhì)情況按計算速率，放松卷揚機使攪拌頭自上而下切土拌和下沉，直到鉆頭下沉鉆進至樁底標高。

6)注漿、攪拌、提升。開動灰漿泵，待純水泥漿到達攪拌頭后，按計算要求的速度提升攪拌頭，邊注漿、邊攪拌、邊提升，使水泥漿和原地基土充分拌和，直至提升到離地面50cm處或樁頂設(shè)計標高后再關(guān)閉灰漿泵。再次將攪拌機邊攪拌邊下沉至樁底設(shè)計標高。

7)重復攪拌提升。邊攪拌邊提升(不注漿)至離地面30cm處，回填水泥土并壓實，即完成一根樁的成樁。

8)關(guān)閉攪拌機、移位。關(guān)閉攪拌機，移動攪拌機至下一個樁位。

5 施工質(zhì)量控制要點

1)開機前必須探明和清除一切地下障礙物，須回填土的部位，必須分層回填夯實，以確保樁的質(zhì)量。

2)樁機行駛路軌和軌枕不得下沉，樁機垂直偏差不大于1%。

3)水泥宜采用42.5級普通硅酸鹽水泥，水泥摻入比宜選用8%～16%范圍，水灰比一般選用0.45～0.5，根據(jù)不同地質(zhì)情況和工期要求可摻加不同類型外加劑。

4)嚴格控制注漿量和提升速度，防止出現(xiàn)夾心層或斷漿情況。

5)攪拌頭二次提升速度均控制在2.5 m/min～3 m/min。注漿泵出口壓力控制在 0.4 MPa～0.6 MPa。

6)樁與樁須搭接的工程應(yīng)注意下列事項:a.樁與樁搭接時間不應(yīng)大于24 h。b.如超過24 h，則在第二根樁施工時增加注漿量，可增加20%，同時減慢提升速度。c.如因相隔時間太長致使第二根樁無法搭接，則在設(shè)計認可下采取局部補樁或注漿措施。

7)側(cè)向支護工程應(yīng)注意下列事項:a.成樁4 h內(nèi)必須完成樁頂插錨固筋等工作。b.攪拌樁完工后，應(yīng)及時按圖制作路面，路面鋼筋與樁的錨固筋須連成一體。

8)樁機預攪下沉應(yīng)根據(jù)原土情況，保證充分破碎原狀土的結(jié)構(gòu)，使之利于同水泥漿均勻拌和。

9)采用標準水箱，嚴格控制水灰比，水泥漿攪拌時間不少于2 min～3 min，濾漿后倒入集料池中，隨后不斷的攪拌，防止水泥離析。壓漿應(yīng)連續(xù)進行，不可中斷。

10)每個臺班必須做7.07cm ×7.07cm ×7.07cm 試塊一組(三塊)采用標差，28 d后測定無側(cè)抗壓強度，應(yīng)達到設(shè)計標號。

11)工地質(zhì)量員應(yīng)填寫每根成樁記錄，記好施工日記，各種原材料必須有質(zhì)保單方可使用。

6 結(jié)語

通過施工，順利完成了止水帷幕的施工任務(wù)，工程質(zhì)量合格，保證了基坑的安全。

［1］ 郭討論.水泥深層攪拌樁施工技術(shù)［J］.山西建筑，2010，36(16):100-101.