深層攪拌樁在粉砂土層地下連續(xù)墻成槽護(hù)壁中的使用

朱濤

上海市水利工程集團(tuán)有限公司 201612

摘要：地下連續(xù)墻作為深基坑支護(hù)的工程措施已得到廣泛使用。地下連續(xù)墻施工時(shí)， 如何確保成槽質(zhì)量是十分關(guān)鍵的。然而在高流動(dòng)性地質(zhì)條件（粉砂土層、砂土層） 下，成槽時(shí)僅僅依靠泥漿護(hù)壁很難達(dá)到施工質(zhì)量要求，且極易發(fā)生槽壁坍塌等嚴(yán) 重質(zhì)量事故。

深層攪拌樁對(duì)于粉砂土層、砂土層土體固化有十分明顯的效果，且已在地基 處理工程中得到廣泛應(yīng)用。

本工程創(chuàng)造性地將深層攪拌樁使用在粉砂土層地下連續(xù)墻成槽護(hù)壁中，取得 了很好的效果。

關(guān)鍵詞：

粉砂土層、深層攪拌樁、地下連續(xù)墻、護(hù)壁

1、工程概況

本工程為上海青草沙水庫(kù)取輸水泵閘進(jìn)水井地下連續(xù)墻圍護(hù)工程，進(jìn)水井沿東

西向布置，平面尺寸為 32m*16m，開(kāi)挖深度 16.8m。進(jìn)水井基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用

1000mm 厚連續(xù)墻圍護(hù)結(jié)構(gòu)。連續(xù)墻平面尺寸 33m*19.6m，墻頂高程+1.0m，墻底

高程-35.0m。

地下墻采用材料：混凝土強(qiáng)度等級(jí)為 C30，抗?jié)B等級(jí) W8。

本工程區(qū)域地質(zhì)情況如下：

層序土名層面標(biāo)高層厚 m土層描述

（m）

①3-1粉性土混（淤泥質(zhì)）2.100.6～3.0m土性以粉性土為主，含有機(jī)質(zhì)，不規(guī)則的混夾有大量

粘性土 薄層狀粘性土。

呈松散～稍密狀，含大量云母屑和貝殼碎屑，夾較多

②3-1砂質(zhì)粉土0.703.9～4.7m薄層粘性土，呈松散狀，中等壓縮性，該層土滲透性

較大。

②3-2粉砂-3.456.0～8.7m狀態(tài)稍密～中密，屬中等壓縮性，平均比貫入阻力

Ps 為 5.68MPa。土層中夾有較多的薄層狀粘性土。

2.8～4.5m呈松散～稍密狀，中等壓縮性，局部區(qū)段夾粘性土稍

②3-3砂質(zhì)粉土-10.85 多，平均比貫入阻力 Ps 為 1.94MPa。

④淤泥質(zhì)粘土-14.355.7～7.6m含大量貝殼碎屑，狀態(tài)流塑，屬高壓縮性、高靈敏度

的軟粘土。

上部（段）狀態(tài)較差，多呈淤泥質(zhì)粘土狀。含腐植質(zhì)及

⑤1-1粘土-20.806.9～10.0m少量貝殼屑，狀態(tài)軟塑～流塑亦屬于高壓縮性、高靈

敏度的軟粘性土。

軟塑狀，夾大量薄層狀粉性土（或砂土），含腐植質(zhì)

⑤1-2粉質(zhì)粘土-28.758.0～13.5m等。隨深度增加而狀態(tài)漸好，粉性土薄夾層也漸多；

屬于中壓縮性的粘性土。部分勘探孔未揭穿該層。

⑤2砂質(zhì)粉土夾粉質(zhì)粘-38.6015.0～16.5m狀態(tài)稍密～中密（軟塑），含少量腐植質(zhì)，局部區(qū)段

土 夾粘性土較多，平均比貫入阻力 Ps 為 8.39MPa。

2、粉砂土層對(duì)地連墻的影響

由上表可知，本工程地下連續(xù)墻在-14.35 高程以上基本都處于粉砂層及砂質(zhì)

粉土層，如此大范圍的粉砂土層對(duì)地連墻施工質(zhì)量將產(chǎn)生極大的負(fù)面影響。

（1） 由于粉砂土層為液化土層，滲透系數(shù)極大，地下連續(xù)墻成槽施工 是極易產(chǎn)生坍孔現(xiàn)象，更為甚者在清孔、下放鋼筋籠時(shí)甚至?xí)l(fā) 生蠕變或塌方現(xiàn)象。

（2）地下連續(xù)墻灌注混凝土?xí)r，粉砂土層的坍塌會(huì)造成連續(xù)墻墻體夾

泥，嚴(yán)重影響圍護(hù)結(jié)構(gòu)的止水效果。

（3）土體坍塌將使成槽機(jī)施工效率下降，混凝土超耗；另外，在后續(xù)

基坑開(kāi)挖后會(huì)發(fā)現(xiàn)墻體表面極不平整、甚至出現(xiàn)露筋現(xiàn)象，嚴(yán)重

影響工期，且會(huì)造成極大的經(jīng)濟(jì)損失。

3、做法

為解決在粉砂土層地連墻成槽困難的問(wèn)題，創(chuàng)造性地在地連墻槽段內(nèi)外各打

設(shè)一排三軸攪拌樁作為護(hù)壁結(jié)構(gòu)。詳見(jiàn)下圖：

地連墻成槽護(hù)壁采用攪拌樁直徑為 850mm，內(nèi)側(cè)樁長(zhǎng)為 21.8m，外側(cè)樁長(zhǎng)

為 18m；攪拌樁采用 42·5 級(jí)新鮮普通硅酸鹽水泥，水泥摻量不小于 20%，攪拌

樁搭接長(zhǎng)度不小于 250mm，28d 無(wú)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。

采用三軸攪拌樁護(hù)壁結(jié)構(gòu)后，能很好地解決在該地址情況下的成槽難題，提

高地下連續(xù)墻質(zhì)量。另外，由于三軸攪拌樁有較好的抗?jié)B性能，采用該方法后， 外側(cè)三軸攪拌樁實(shí)際在后續(xù)基坑開(kāi)挖工程中也發(fā)揮了圍護(hù)結(jié)構(gòu)抗?jié)B的重要作用， 很好地規(guī)避了連續(xù)墻幅段接頭滲水這一質(zhì)量通病。

4、施工工藝流程和操作要點(diǎn)

4.1 施工流程圖

定位放線(xiàn)

開(kāi)挖導(dǎo)溝

攪拌樁機(jī)架設(shè) 攪拌樁機(jī)就位

攪拌下沉（噴漿） 配制水泥漿液

至設(shè)計(jì)標(biāo)高

攪拌提升（噴漿）

成樁施工完畢

導(dǎo)墻澆筑 樁體養(yǎng)護(hù)

成槽

圖 5-1 施工流程圖

注：①首先施工三軸攪拌樁；

②三軸攪拌樁完成后三天即可施工地下連續(xù)墻導(dǎo)墻；

③導(dǎo)墻施工完成后，即可成槽（成槽部分三軸攪拌樁需有 7 天齡期）

4.2 施工工藝

1）場(chǎng)地平整

施工前，必須先進(jìn)行場(chǎng)地平整，清除施工區(qū)域內(nèi)的表層硬物，素土回填；如

施工區(qū)域不能滿(mǎn)足樁機(jī)作業(yè)要求，可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工情況，搭設(shè)鋼平臺(tái)等輔助設(shè)施。

2）測(cè)量放線(xiàn)

根據(jù)甲方及設(shè)計(jì)圖紙上提供的基準(zhǔn)點(diǎn)，在施工現(xiàn)場(chǎng)放置攪拌樁的邊線(xiàn)，報(bào)請(qǐng)

總包、監(jiān)理復(fù)核認(rèn)可后開(kāi)始進(jìn)行施工。

3）開(kāi)挖溝槽

根據(jù)三軸攪拌樁控制線(xiàn)在內(nèi)外各6cm處放設(shè)攪拌樁邊線(xiàn)，采用挖機(jī)開(kāi)挖溝槽，并清除地下障礙物，溝槽深度0.5m，保證三軸攪拌樁的正常施工，并達(dá)到文明施工要求。

4）自動(dòng)拌料平臺(tái)搭設(shè)

使用自動(dòng)拌漿系統(tǒng)統(tǒng)一拌制水泥漿液，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)施工參數(shù)控制水泥漿水灰比及材料用量。

5）定位、鉆孔、移機(jī)

機(jī)械設(shè)備沿三軸樁軸線(xiàn)移動(dòng)，外側(cè)攪拌樁采用跳槽式施工方法。依次循環(huán)直至墻體成型。外側(cè)水泥土攪拌樁兼作防滲隔水圍幕，施工時(shí)不容許出現(xiàn)施工冷縫，如出現(xiàn)超過(guò)24小時(shí)的冷縫，需采用搭接套鉆或在后排補(bǔ)樁工藝。內(nèi)側(cè)攪拌樁采用搭接法施工，樁與樁搭接長(zhǎng)度不小于250mm。

6）攪拌注漿

根據(jù)攪拌樁設(shè)計(jì)深度，鉆機(jī)在鉆孔和提升全過(guò)程中，保持螺桿勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，勻速下鉆，勻速提升，同時(shí)根據(jù)下鉆和提升二種不同的速度，注入不同摻量的水泥漿液，并采取高壓噴氣在孔內(nèi)使水泥土翻攪拌和，在樁底部分必須重復(fù)攪拌注漿，保證整樁攪拌充分，均勻，確保攪拌樁的質(zhì)量。

在施工現(xiàn)場(chǎng)安裝自動(dòng)攪拌后臺(tái)，在開(kāi)機(jī)前按要求進(jìn)行水泥漿液的攪制。將配制好的水泥漿送入貯漿桶內(nèi)備用。

水泥漿配制好后，停滯時(shí)間不得超過(guò)2小時(shí)，以防離析；搭接施工的相鄰攪拌樁施工間隔不得超過(guò)10小時(shí)；注漿時(shí)通過(guò)2～4臺(tái)注漿泵2條管路同Y型接頭從H口混合注入。注漿壓力：0.4～0.6MPa，注漿流量：200L/min/每臺(tái)三軸水泥攪拌樁在下沉和提升過(guò)程中均應(yīng)注入水泥漿液，同時(shí)嚴(yán)格控制下沉和提升速度，噴漿下沉、不大于1m/min，提升的速度不大于2.0m/min，在樁底部分重復(fù)攪拌注漿，停留1～2分鐘左右。

7）設(shè)備檢查和施工記錄

單樁施工完成后，對(duì)鉆頭直徑、鉆桿連接銷(xiāo)子、連軸器襯塊、鉆頭等易磨損和掉落的部件進(jìn)行檢查和更換，施工過(guò)程中由專(zhuān)人負(fù)責(zé)記錄，詳細(xì)記錄每根樁的施工情況。單樁施工記錄表中應(yīng)記錄對(duì)易損耗配件的檢查維修情況。每日進(jìn)行資料統(tǒng)計(jì)，及時(shí)解決施工中的問(wèn)題，保證質(zhì)量和進(jìn)度。

5質(zhì)量控制

5.1質(zhì)量要求

檢查項(xiàng)目允許偏差單位檢測(cè)方法

樁頂中心位移50mm用鋼尺量

樁頂標(biāo)高-50～+100mm水準(zhǔn)儀測(cè)量

樁徑<4%Dmm用鋼尺量

樁底標(biāo)高+100～-500mm測(cè)鉆頭深度

垂直度<1%經(jīng)緯儀測(cè)量

搭接200mm用鋼尺量

5.2質(zhì)量控制辦法

5.2.1自動(dòng)化控制系統(tǒng)

監(jiān)控?cái)?shù)字顯示儀 后臺(tái)制漿系統(tǒng)

（1）三軸攪拌樁使用散裝水泥、粉煤灰、膨潤(rùn)土，后臺(tái)攪拌系統(tǒng)配備數(shù)字控制系統(tǒng)，工人只需根據(jù)計(jì)算好的數(shù)量，按動(dòng)按鈕即可下料。

（2）為了有效控制樁機(jī)施工過(guò)程中的成樁質(zhì)量，在前臺(tái)駕駛室采用了三軸攪拌樁自動(dòng)化流量記錄儀，除了可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)輸漿管的出漿流量，施工的總漿量外，還能有效監(jiān)控樁身的垂直度、實(shí)際深度、施工的下沉及提升速度等施工參數(shù)，保證樁身質(zhì)量處于可控的范圍內(nèi)?？梢灾庇^的了解成樁過(guò)程中的各項(xiàng)參數(shù)指標(biāo)，不僅在成樁過(guò)程中有指導(dǎo)施工的作用，而且便于施工完成后的檢查和對(duì)比，可以有效控制防滲墻整體施工質(zhì)量，保證墻體質(zhì)量符合要求。

5.3質(zhì)量通病處理

在施工過(guò)程中，萬(wàn)一出現(xiàn)大霧、大風(fēng)等惡劣的災(zāi)害性天氣停工而出現(xiàn)冷縫時(shí)，則需要在冷縫處的樁體外側(cè)補(bǔ)攪素樁。在樁體達(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)樁搭接厚度不小于10cm。

6安全保證措施

安全生產(chǎn)需要制訂必須的安全保證措施，但是要實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)，還必須有人去執(zhí)行和維護(hù)這些措施，這就需要有施工人員的自覺(jué)性和管理人員的監(jiān)督。所以制訂必要的安全管理制度和落實(shí)必須的安全技術(shù)措施，對(duì)于維護(hù)安全生產(chǎn)是必不可少的。

6.1安全技術(shù)措施

1、 安全員、電焊工、電工、吊車(chē)工、汽吊指揮工等特殊工種須持證上崗，杜絕無(wú)證操作。

2、 施工現(xiàn)場(chǎng)要張貼懸掛醒目的安全宣傳標(biāo)語(yǔ)、標(biāo)牌。

3、 開(kāi)工前由項(xiàng)目經(jīng)理組織安全工作大檢查，驗(yàn)收合格方可開(kāi)工。

4、 現(xiàn)場(chǎng)電纜線(xiàn)架空布設(shè)，各種電器控制須設(shè)漏電保護(hù)裝置。

5、 電器線(xiàn)路及靠電運(yùn)轉(zhuǎn)的施工機(jī)械修理須斷電進(jìn)行，并掛警示牌。

6、 進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)須戴安全帽，上塔系好安全帶。

7、 外露傳動(dòng)裝置系統(tǒng)須有防護(hù)網(wǎng)罩。

8、 經(jīng)常檢查各種傳動(dòng)、升降、電器、機(jī)械系統(tǒng)以及吊臂、吊繩、吊鉤等關(guān)鍵部位的安全性、牢固性，發(fā)現(xiàn)隱患及時(shí)消除

7.文明施工及環(huán)境保護(hù)

7.1總體要求

1、現(xiàn)場(chǎng)布置

1） 工地的出入口應(yīng)豎立規(guī)格統(tǒng)一、書(shū)寫(xiě)工整、排列整齊的“七牌一圖一標(biāo)志”。

2） 施工現(xiàn)場(chǎng)布局合理、材料堆放整齊。

3） 施工現(xiàn)場(chǎng)道路暢通、場(chǎng)地平整、無(wú)積水。

4） 施工區(qū)域或危險(xiǎn)區(qū)域應(yīng)有醒目的警示標(biāo)志，并采取安全保護(hù)措施。

2、排水要求

場(chǎng)地內(nèi)應(yīng)設(shè)置連續(xù)、通暢的排水設(shè)施，盡端設(shè)置三級(jí)過(guò)濾池，防止泥漿、廢水、污水外流堵塞地下水道，同時(shí)確保排往市政管網(wǎng)的污水滿(mǎn)足排水的要求。

8工程實(shí)施及效果

本工程實(shí)際施工中，在施工地下連續(xù)墻之前先進(jìn)行了內(nèi)外兩側(cè)三軸攪拌樁的施工。為避免攪拌樁施工時(shí)樁徑誤差導(dǎo)致墻體厚度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。兩排攪拌樁相鄰側(cè)外邊線(xiàn)各向外側(cè)擴(kuò)大5cm，確保地下連續(xù)墻墻體厚度。

針對(duì)粉砂層地質(zhì)狀況，在連續(xù)墻施工時(shí)為確保槽壁穩(wěn)定，在施工措施方面采取了以下方法：

（1）降水：降水使土體固結(jié)，提高其整體性。

（2）提高泥漿指標(biāo)，采用加入外加劑，適當(dāng)提高泥漿粘度、比重等指標(biāo)，保證泥漿壓力對(duì)槽壁的支撐。本工程護(hù)壁泥漿指標(biāo)如下：

項(xiàng)次 指標(biāo)名稱(chēng) 新制備泥漿 使用過(guò)的循環(huán)泥漿 廢棄泥漿

1 比 重 1.05～1.15 <1.15 >1.3

2 粘 度 10～25秒 <30秒 35秒

3 PH值 7～9 <11 >11

4 失水量 <30ml/30分 <30ml/30分 >40ml/30分

5 泥皮厚度 <1mm 〈2.5mm >3mm

由于本工程工期較緊，工程樁、水泥攪拌樁、地下連續(xù)墻施工先后展開(kāi)交叉施工。水泥攪拌樁施工采用H608樁機(jī)1臺(tái)，水灰比為1：1.5，噴漿量為250L/min，噴漿速度控制在下沉1m/min，上升1m～2m/min，總共噴漿上升下沉各一次；施工流程采取先外側(cè)施工50m，再回內(nèi)側(cè)施工50m，然后再回外側(cè)相應(yīng)搭接施工，間隔時(shí)間約為2天，接縫處采用高壓旋噴加固。 通過(guò)以上施工措施，本工程地下連續(xù)墻施工十分順利，后續(xù)基坑開(kāi)挖過(guò)程中，圍護(hù)結(jié)構(gòu)基本未發(fā)生滲漏現(xiàn)象，墻體表面十分平整。

9、結(jié)論

在本工程地下連續(xù)墻施工中，采用內(nèi)外兩側(cè)三軸攪拌樁作為護(hù)壁結(jié)構(gòu)的做法成功地解決了粉砂土層地連墻成槽質(zhì)量難以保證這一難題。地連墻施工過(guò)程中，成槽、下放鋼筋籠、澆筑混凝土均未發(fā)生因槽壁問(wèn)題造成的施工困難。根據(jù)后期基坑開(kāi)挖觀察，地連墻成墻質(zhì)量良好，未發(fā)生明顯滲漏，墻壁平整。

由本工程實(shí)踐可知，在粉砂土層采用深層攪拌樁作為地下連續(xù)墻護(hù)壁結(jié)構(gòu)是一種值得推廣使用的工程措施。