水泥土攪拌樁在深基坑止水帷幕中的應(yīng)用

楊 文 清

(山西誠(chéng)正建設(shè)監(jiān)理咨詢有限公司，山西 陽(yáng)泉 045000)

1 工程概況

本工程地處太原市高新技術(shù)開發(fā)區(qū)，基坑深度為10.5 m，降水井井深16 m，基坑面積約5 285.5 m2，周長(zhǎng)為151.1 m，支護(hù)結(jié)構(gòu)采用深層水泥土攪拌樁止水帷幕加土釘墻及錨索支護(hù)。

2 工程地質(zhì)與水文條件

2.1 工程地質(zhì)條件簡(jiǎn)介

根據(jù)建設(shè)單位提供的該工程“巖土工程勘察報(bào)告(詳勘)”揭示：鉆探揭露的地層及其沉積積旋特征，結(jié)合區(qū)域地質(zhì)資料綜合分析判斷，勘探深度范圍內(nèi)，場(chǎng)地地基土自上而下可劃分為7層，依層序分述如下：

第①層為素填土，呈黃褐色，含云母、煤屑、氧化物等。結(jié)構(gòu)松散，力學(xué)性質(zhì)差。層底埋深1.7 m～3.3 m。

第②層為粉土，呈黃褐色、褐灰色，含云母、煤屑、氧化物等。夾有粉質(zhì)粘土團(tuán)塊。該土層含水量w=18.7%～35.5%。層底埋深5.4 m～8.1 m。

第③層為粉土，呈褐灰色，含云母、煤屑、氧化物等。含砂量較大，該水層含水量w=11.1%～24.6%。層底埋深7.9 m～9.5 m。

第④層為粉土，呈褐灰色，含云母、煤屑、氧化物等。局部粘性較大。該土層含水量w=17.9%～27.0%。層底埋深3.4 m～4.9 m。

第⑤層為粉細(xì)砂，呈黃褐色，主要礦物成分為石英、長(zhǎng)石，混有少量粗砂、礫砂，呈密實(shí)狀態(tài)。層底埋深10.9 m～11.9 m。

第⑥層為粉質(zhì)粘土，呈灰褐色，含云母、煤屑、氧化物及少量砂粒。局部呈粉土質(zhì)。該土層含水量w=15.0%～34.5%。層底埋深12.7 m～15.3 m。

第⑦層為粉土，呈黃褐色，含云母、煤屑、氧化物及少量砂粒。局部砂性較大。50 m勘探深度內(nèi)未穿透該土層。

2.2 水文地質(zhì)條件

地下水穩(wěn)定水位為5.4 m～5.9 m。地下水類型上部主孔隙水，主要含水層第⑤層粉細(xì)砂層，第⑥層粉質(zhì)粘土層以下為承壓層。地下水變化幅度可按0.5 m考慮。

3 水泥土樁施工質(zhì)量控制

3.1 水泥土攪拌樁施工

1)施工工藝流程：

施工場(chǎng)地平整→測(cè)量放樣→開挖導(dǎo)溝→攪拌機(jī)就位→調(diào)整好導(dǎo)向架垂直度→預(yù)攪下沉至設(shè)計(jì)深度→制配水泥漿→提升噴漿攪拌→重復(fù)攪拌下沉到設(shè)計(jì)深度→反循環(huán)提鉆至地表→成樁結(jié)束→移至下一根樁。

2)水泥土攪拌樁設(shè)計(jì)參數(shù)：

水泥土攪拌樁樁徑500 mm，兩排水泥攪拌樁呈三角形布置，排間距350 mm，樁間距300 mm，相互搭接100 mm，采用濕法施工，樁深為自然地坪下17 m，樁的垂直度不大于0.5%，樁身強(qiáng)度R28≥1.5 MPa。

3.2 施工質(zhì)量控制

水泥土攪拌樁的質(zhì)量控制應(yīng)貫穿施工的全過(guò)程，要做好施工前的各項(xiàng)準(zhǔn)備工作及對(duì)施工過(guò)程進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量控制，特別是要保證整個(gè)止水帷幕的連續(xù)性和完整性。施工過(guò)程中應(yīng)隨時(shí)做好施工記錄和計(jì)量記錄。

1)熟悉水泥土攪拌樁施工圖紙、地下水文地質(zhì)情況及周圍環(huán)境，在此基礎(chǔ)上編制專項(xiàng)施工方案，并做好技術(shù)及安全交底工作。

2)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)情況，做好場(chǎng)地平整，清除地上、地下障礙物。

3)依據(jù)建設(shè)規(guī)劃部門提供的起始坐標(biāo)控制點(diǎn)和水泥土攪拌樁設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行測(cè)量放樣，設(shè)置控制軸線，并按照規(guī)范要求進(jìn)行復(fù)核、驗(yàn)收。

4)作為水泥土攪拌樁固化劑的主劑的水泥應(yīng)按施工資源配置計(jì)劃分批進(jìn)場(chǎng)。水泥進(jìn)場(chǎng)后按進(jìn)場(chǎng)水泥品種、批次、強(qiáng)度等級(jí)、數(shù)量和出廠日期在現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理人員的見(jiàn)證下，將水泥的樣品送具備相應(yīng)資質(zhì)的試驗(yàn)室進(jìn)行復(fù)驗(yàn)，檢測(cè)合格后方可使用。

5)在施工前，應(yīng)對(duì)進(jìn)場(chǎng)機(jī)械設(shè)備的數(shù)量、型號(hào)、技術(shù)性能是否滿足施工技術(shù)要求進(jìn)行檢查，保證施工設(shè)備完好，滿足施工進(jìn)度計(jì)劃的要求。

6)合理安排水泥土攪拌樁的施工路線。本工程采用2臺(tái)深層攪拌樁機(jī)背向作業(yè)方式，以保證水泥土攪拌樁連續(xù)不間斷施工。

7)施工質(zhì)量控制要點(diǎn)：

a.確保樁位定位準(zhǔn)確。

b.嚴(yán)格控制樁機(jī)鉆桿垂直度。通過(guò)機(jī)身懸吊鉛垂與2臺(tái)經(jīng)緯儀組合校正，防止成樁與相鄰樁出現(xiàn)“開叉”現(xiàn)象，保證相鄰樁能夠有效搭接。

c.按要求配置水泥漿，嚴(yán)格控制水泥漿的配合比。水泥漿應(yīng)隨配隨用，水泥漿存放時(shí)間不得超過(guò)水泥的初凝時(shí)間，否則應(yīng)予棄用。

d.通過(guò)工藝性試樁，確定施工工藝參數(shù)是否滿足設(shè)計(jì)要求，并用以指導(dǎo)大面積施工。

e.嚴(yán)格按施工工藝參數(shù)要求施工。深層攪拌機(jī)下沉和提升速度、攪拌次數(shù)應(yīng)符合試樁時(shí)確定的施工工藝參數(shù)要求，在施工過(guò)程中不得任意改變。

8)質(zhì)量驗(yàn)收。

水泥土攪拌樁完工后，依據(jù)DBJ 04—226—2003建筑工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)程，在成樁3 d內(nèi)，采用輕型動(dòng)力觸控方式按施工總樁數(shù)的1%對(duì)樁體均勻性進(jìn)行了檢驗(yàn)；在成樁7 d后，采用淺部開挖樁頭按施工總樁數(shù)的5%對(duì)樁體均勻性進(jìn)行了檢驗(yàn)；在成樁28 d后，按施工總樁數(shù)的0.5%對(duì)樁體強(qiáng)度進(jìn)行了檢驗(yàn)。檢驗(yàn)結(jié)果符合DBJ 04—226—2003建筑工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)程和JGJ 79—2002建筑地基處理技術(shù)規(guī)范的要求。

4 施工效果與分析

本工程水泥土攪拌樁驗(yàn)收合格后，按照施工總進(jìn)度計(jì)劃進(jìn)行了基坑土方開挖。在開挖過(guò)程中，對(duì)水泥土攪拌樁實(shí)體施工質(zhì)量進(jìn)行了檢查，從現(xiàn)場(chǎng)檢查的情況看，水泥土攪拌樁整體排列整齊，水泥土結(jié)合均勻。但在工程局部也出現(xiàn)了一些質(zhì)量問(wèn)題，可為以后類似工程的施工提供經(jīng)驗(yàn)予以借鑒。

1)基坑開挖到7 m深度后，發(fā)現(xiàn)基坑南側(cè)78號(hào)、79號(hào)樁有“開叉”現(xiàn)象，出現(xiàn)了少量管涌。根據(jù)施工記錄，在79號(hào)樁成孔過(guò)程中測(cè)量人員臨時(shí)更替，可能是造成樁垂直度偏差的原因。

為防止管涌對(duì)基坑穩(wěn)定性造成影響，決定暫停此處基坑開挖。經(jīng)論證制定了以下處理方案：在78號(hào)、79號(hào)樁處作4根高壓旋噴樁的加固方案。

2)第二次管涌發(fā)生在基坑開挖完成后，基坑降水工作曾因施工現(xiàn)場(chǎng)電源故障而停止，坑外水位升高，基坑內(nèi)外水壓差增大，抗管涌穩(wěn)定安全系數(shù)降低，從而導(dǎo)致局部發(fā)生管涌。管涌發(fā)生在基坑?xùn)|側(cè)，測(cè)得附近降水井水位下降明顯。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地察看，管涌發(fā)生處的鄰樁搭接長(zhǎng)度不足，基坑外地下水從此處滲入基坑內(nèi)。

管涌發(fā)生后，經(jīng)研究論證采取了以下措施：a.搶修電源，及時(shí)恢復(fù)降水井降水，以降低基坑內(nèi)外水位差；b.以滲漏點(diǎn)為中心，在四周堆砂土袋墻反壓封堵；c.采取高壓旋噴注漿的方法，對(duì)水泥土攪拌樁止水帷幕滲漏點(diǎn)外側(cè)進(jìn)行加固。處理結(jié)果達(dá)到了止水和加固基坑周邊結(jié)構(gòu)的作用。

從基坑開挖后水泥土攪拌樁止水帷幕的整體施工效果來(lái)看，除個(gè)別部位因攪拌樁施工質(zhì)量導(dǎo)致出現(xiàn)管涌現(xiàn)象并及時(shí)處理外，本工程總體達(dá)到了止水效果，并對(duì)基坑的穩(wěn)定性發(fā)揮了重要作用。

5 結(jié)語(yǔ)

粉土、粉砂地層中水泥攪拌樁止水帷幕的止水效應(yīng)對(duì)基坑內(nèi)組織后續(xù)施工及安全工作至關(guān)重要。本工程采用水泥攪拌樁作為止水帷幕，解決了因地下水導(dǎo)致流砂和管涌的問(wèn)題，也改善了基坑邊坡的穩(wěn)定性。同時(shí)，止水帷幕采用水泥土攪拌樁具備適用范圍廣、施工效率高、工程造價(jià)較低、加固效果好等優(yōu)點(diǎn)，適用于含有地下水等軟土層條件下工程建設(shè)的需要。