三軸深層攪拌樁止水帷幕在深基坑中的應(yīng)用

趙善國(guó)，趙玉杰，李景山

(1.黑龍江省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，哈爾濱 150080；2.中國(guó)水電基礎(chǔ)局有限公司，天津 301700)

三軸深層攪拌樁止水帷幕在深基坑中的應(yīng)用

趙善國(guó)1，趙玉杰2，李景山1

(1.黑龍江省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，哈爾濱 150080；2.中國(guó)水電基礎(chǔ)局有限公司，天津 301700)

太原某基坑支護(hù)工程采用三軸深層攪拌樁止水帷幕及鉆孔灌注樁作為基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)。文章首先介紹了工程概況和工程地質(zhì)條件，然后介紹了三軸深層攪拌樁，施工工藝流程、施工順序、攪拌機(jī)不沉與提升，并闡述了特殊情況處理與施工質(zhì)量保證措施。經(jīng)實(shí)踐證明，該功法具有經(jīng)濟(jì)、工期短、隔水性強(qiáng)、施工方便、對(duì)周圍環(huán)境影響小等特點(diǎn)。

圍護(hù)結(jié)構(gòu)；深基坑；三軸深層攪拌樁止水帷幕

1 工程概況

本工程位于太原市，南側(cè)為長(zhǎng)風(fēng)街，東臨平陽(yáng)路，西側(cè)靠近汾河。該工程分為A、B、C三區(qū)，總規(guī)劃用地為160448.8m2，總建筑面積1178400m2，開挖深度A區(qū)為10.6m、B區(qū)為16m、C區(qū)16.5m。由于本工程基坑較大、開挖深度較深，防滲處理要求高。基坑采用三軸深層攪拌樁作為止水帷幕，樁徑850mm，樁間距600mm，樁長(zhǎng)24.5～14.5m，每個(gè)施工單元相互搭接一個(gè)樁，搭接長(zhǎng)度為250mm，套幅施工、全長(zhǎng)復(fù)攪。采用P.O42.5普通硅酸鹽水泥，水泥摻入比為被加固土重量的20%，水灰比為1.2～1.5。水泥土攪拌樁的樁身強(qiáng)度采用翻漿漿液試塊強(qiáng)度和鉆芯取樣試驗(yàn)確定，水泥土立方體28d抗壓強(qiáng)度≥2.0MP[1]。

2 工程地質(zhì)條件

受汾河影響，施工區(qū)地基土有明顯的沉積韻律，場(chǎng)地土層為第四紀(jì)的河流沖、洪積物地層。擬建場(chǎng)地地下水混合穩(wěn)定水位埋深為2.1～5.2m，絕對(duì)高程介于777.02～778.12，地下水混合穩(wěn)定水位埋深平均值3.4m，首層穩(wěn)定水位基本與混合水位相同，第二層穩(wěn)定水位5.00～7.50m，第三層穩(wěn)定水位11.8～14.0m。水位變幅為1.00m左右，勘察期處于枯水期。地下水類型為上部首層地下水為孔隙潛水，首層以下地下水均為承壓水。地下水由東向西徑流，主要受大氣降水、汾河及側(cè)向徑流補(bǔ)給。

表1 地基土物理力學(xué)指標(biāo)

3 三軸深攪樁施工

3.1 施工工藝流程

三軸深層攪拌樁施工流程為：施工準(zhǔn)備→測(cè)量放線→開挖溝槽→樁機(jī)就位→拌制水泥漿→噴漿、噴氣下沉攪拌→提升噴漿攪拌→攪拌結(jié)束，移至下一樁位施工[2]。

3.2 三軸攪拌樁施工順序

當(dāng)場(chǎng)地具備連續(xù)施工條件時(shí)采用跳打式施工。當(dāng)場(chǎng)地不具備條件時(shí)，如在轉(zhuǎn)角處或有施工間斷情況下，采用單側(cè)擠壓式施工。

3.3 三軸攪拌機(jī)下沉與提升

三軸攪拌機(jī)采用兩軸注漿，中間軸注壓縮空氣。三軸攪拌機(jī)就位后，主軸正旋轉(zhuǎn)攪拌下沉，達(dá)到設(shè)計(jì)樁頂以上50cm后，開始噴漿，下沉速度應(yīng)保持在0.5～1.0m/min，直至設(shè)計(jì)孔深。在樁底持續(xù)攪拌噴漿約30s，開始提升鉆桿，提升速度應(yīng)保持在1.0～2.0m/min，提升過(guò)程中繼續(xù)噴漿攪拌，直到噴到樁頂上部50cm為止。

4 特殊情況處理

4.1 軸線長(zhǎng)度處理

按設(shè)計(jì)要求，三軸攪拌樁樁徑為850mm，樁間距600mm，每個(gè)施工單元相互搭接1個(gè)樁。因此每個(gè)施工單元長(zhǎng)度為1.2m。因本工程拐點(diǎn)較多，對(duì)單段軸線總長(zhǎng)度超出1.2整數(shù)倍的，為達(dá)到設(shè)計(jì)要求，在超出1.2整數(shù)倍的地方，增加一個(gè)施工單元，個(gè)別場(chǎng)地不具備條件的，可適當(dāng)增加與上一單元套接長(zhǎng)度。

4.2 冷縫處理及陽(yáng)角加強(qiáng)

當(dāng)軸線范圍內(nèi)場(chǎng)地不具備連續(xù)施工條件，存在中段施工的現(xiàn)象，如中斷時(shí)間>24h，則必然在兩樁之間形成冷縫。為確保施工質(zhì)量，在冷縫外側(cè)先進(jìn)行補(bǔ)樁，再采用高壓旋噴處理，如圖1所示。對(duì)于施工過(guò)程中出現(xiàn)的陽(yáng)角加強(qiáng)情況，如圖2所示。

圖1 冷縫處理示意圖

圖2 陽(yáng)角加強(qiáng)示意圖

5 施工質(zhì)量保證措施

5.1 三軸攪拌樁施工中的質(zhì)量保證措施

施工中的質(zhì)量保證措施有5點(diǎn)：①樁機(jī)必須端正、穩(wěn)固、水平，用全站儀校正、保持其垂直度。②注漿量采用流量計(jì)控制，按照設(shè)計(jì)摻入比嚴(yán)格控制注漿總量。采用自動(dòng)稱量系統(tǒng)，按照設(shè)計(jì)水灰比自動(dòng)制漿，并用比重計(jì)測(cè)量每桶漿液的比重。③必須控制好下攪與上提的速度。下沉噴漿速度控制在0.5～1.0m/min，上提噴漿速度控制在1.0～2.0m/min，成樁質(zhì)量較好且經(jīng)濟(jì)。④提升噴漿到地面發(fā)現(xiàn)鉆頭被泥包住時(shí)，必須配有專業(yè)進(jìn)行鏟除，以確保鉆頭再次下沉?xí)r，泥土攪拌充分、均勻，避免出現(xiàn)空心攪拌樁。⑤嚴(yán)禁使用過(guò)期的水泥、受潮水泥，對(duì)每批水泥進(jìn)行安定性、強(qiáng)度等指標(biāo)復(fù)試，合格后方可使用。

5.2 質(zhì)量檢驗(yàn)方法

在攪拌樁施工過(guò)程中采取漿液進(jìn)行漿液試塊強(qiáng)度試驗(yàn)，要求每個(gè)臺(tái)班做2組水泥土試塊，一組3塊，采用浸水養(yǎng)護(hù)一定齡期后，通過(guò)單軸無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，獲取試塊的強(qiáng)度試驗(yàn)值。在攪拌樁施工后達(dá)到一定齡期后，采用鉆孔取芯試驗(yàn)來(lái)檢查樁身的完整性、連續(xù)性、均勻性。通過(guò)切取芯樣試塊進(jìn)行室內(nèi)無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，確定水泥土的抗壓強(qiáng)度。通過(guò)滲透試驗(yàn)來(lái)確定水泥土的滲透系數(shù)。成樁檢測(cè)內(nèi)容主要包括樁底標(biāo)高、樁位偏差、樁徑和攪拌樁施工間歇時(shí)間。檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)見表2。

表2 檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)

6 結(jié) 語(yǔ)

采用三軸深層攪拌樁作為基坑止水帷幕，與傳統(tǒng)的水泥土攪拌樁相比，其成樁質(zhì)量、均勻性及成樁垂直精度有了較大的提升，具有施工速度快、止水效果好，水泥土強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn)，適合較深基坑的止水?；娱_挖后，整個(gè)基坑無(wú)滲水現(xiàn)象，止水效果明顯。通過(guò)本工程的成功實(shí)踐，拓展了三軸深層攪拌樁止水帷幕在太原建筑市場(chǎng)的應(yīng)用，并為深基坑工程累計(jì)了經(jīng)驗(yàn)。

[1]龔曉南.深基坑工程設(shè)計(jì)施工手冊(cè)[S].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1998.

[2]趙志縉，應(yīng)惠清.簡(jiǎn)明深基坑工程設(shè)計(jì)施工手冊(cè)[S].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1999.

1007-7596(2014)01-0184-02

2013-08-21

趙善國(guó)(1973-)，男，黑龍江林甸人，高級(jí)工程師；趙玉杰(1973-)，男，天津人，高級(jí)工程師；李景山(1972-)，男，黑龍江集賢人，高級(jí)工程師。

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