三軸攪拌樁止水帷幕在深基坑中的應(yīng)用

【摘要】隨著城市市政建設(shè)的迅猛發(fā)展， 地下空間的開發(fā)規(guī)模也不斷擴(kuò)大， 出現(xiàn)了越來越多的深基坑工程，同時， 深基坑工程還面臨著深度大、地質(zhì)水文條件復(fù)雜和對周邊環(huán)境保護(hù)要求日趨苛刻等問題。本文以實(shí)際工程為例，對三軸攪拌樁止水帷幕的施工技術(shù)進(jìn)行了探討。

【關(guān)鍵詞】三軸攪拌樁；止水帷幕；深基坑

1、工程概況

堅美商務(wù)大廈基坑支護(hù)工程地下室底板面標(biāo)高為-13m，由于本工程基坑開挖深度較大，基坑周邊緊鄰重要道路、建筑和市政管網(wǎng)，基坑支護(hù)設(shè)計必須確保周圍環(huán)境安全可靠，同時還應(yīng)做到經(jīng)濟(jì)合理，方便施工，采用灌注樁（?1200@1400）+鋼筋混凝土內(nèi)支撐+三軸大直徑攪拌樁，基坑支護(hù)灌注樁嵌入強(qiáng)風(fēng)化不透水層3米以上。本工程地下水位高，砂層較厚，止水和將排水系統(tǒng)尤為重要，基坑開挖深度13～14m，基坑四周采用φ1.2m鉆孔樁作為擋土樁，在擋土樁的外圍采用φ850mm@600mm的大直徑攪拌樁作為止水帷幕，樁長必須以打穿透水層為原則，且穿透粉細(xì)砂層進(jìn)入不透水層粉化巖不少于1m?；又ёo(hù)對地下水非常敏感，一旦有地下水滲入，容易引起較大的變形。

2、施工參數(shù)

本工程止水三軸水泥攪拌樁設(shè)計樁徑850mm，樁心距為600mm，搭接咬合250mm，水泥置換率為19%，水泥用量不小于200kg/m。水泥漿水灰比1.0～1.5，采用兩攪兩噴施工工藝。樁體固化劑均采用32.5R普通硅酸鹽水泥，下沉速度控制在0.5～1.0m/min，提升速度控制在1.0～2.0m/min。因本工程地質(zhì)條件特殊，攪拌樁需要穿過強(qiáng)風(fēng)化層插入中風(fēng)化巖不小于3m。攪拌樁施工前進(jìn)行試樁，以確定攪拌樁入巖和施工過程中的施工參數(shù)。

3、三軸攪拌樁施工中控制的重點(diǎn)難點(diǎn)分析

3.1開挖導(dǎo)槽

導(dǎo)槽起到初步導(dǎo)向、存儲漿液的作用，溝槽寬度根據(jù)圍護(hù)結(jié)構(gòu)厚度確定，根據(jù)三軸攪拌樁樁位中心線用PC200挖機(jī)開挖槽溝，溝槽尺寸為寬1.4m，深1～1.2m，并清除地下障礙物。遇有地下障礙時則需先清除后回填壓實(shí)，重新開挖導(dǎo)槽。開挖導(dǎo)向溝槽余土應(yīng)及時處理，以保證樁機(jī)水平行走。挖土機(jī)挖槽之后還有必要對樁位重新放樣。

3.2制備水泥漿液及漿液注入

在施工現(xiàn)場配備電腦計量的自動攪拌系統(tǒng)和散裝水泥罐，以確保漿液質(zhì)量的穩(wěn)定。水泥漿液的水灰比為0.5～1.5，水泥摻量20%，即每立方米被攪拌土體中水泥摻入量至少為200Kg。攪拌樁用雙頭同時注漿，三軸水泥土攪拌樁水泥摻量為20%，水灰比暫按1.5，并計算注漿流量。水泥漿配制好后，停滯時間不得超過2小時，因故擱置超過2小時以上的拌制漿液，應(yīng)作廢漿處理，嚴(yán)禁再用。搭接施工的相鄰攪拌樁施工間隔不得超過12小時。注漿時通過2臺注漿泵2條管路同Y型接頭在H口進(jìn)行混合，注漿壓力為1.5Mpa～2.5Mpa，注漿流量為100～150L/min/每臺。

3.3鉆進(jìn)攪拌提升

三軸水泥攪拌樁止水帷幕采用兩噴兩攪的施工工藝，水泥和原狀土須均勻攪拌，下沉和提升過程中均為注漿攪拌，同時嚴(yán)格控制下沉和提升速度：下沉速度為0.5～1.0m/min，提升速度為1.0～1.5m/min，在樁底部分宜重復(fù)攪拌注漿。另外，按照三軸攪拌樁的施工工藝，三軸攪拌機(jī)在下鉆時，注漿的水泥用量占總數(shù)的70%～80%，而提升時為20%～30%。

4、三軸攪拌樁質(zhì)量控制措施

4.1 施工中的質(zhì)量保證措施

施工過程中，技術(shù)人員詳細(xì)記錄施工過程，包括：量測定位、漿液的水灰比、漿液流量，噴漿壓力，攪拌頭提升和下沉速度、標(biāo)高控制等。各項技術(shù)指標(biāo)在得到監(jiān)理工程師認(rèn)可后方可進(jìn)行下一道工序施工。嚴(yán)格控制樁位和樁身垂直度，以確保足夠的搭接長度和樁體完整性；水泥必須無受潮、無結(jié)塊，并且有出廠質(zhì)保單及出廠合格證，發(fā)現(xiàn)水泥有結(jié)塊，嚴(yán)禁投料使用；嚴(yán)格控制鉆管下鉆，提升的速度，若出現(xiàn)注漿阻塞或斷漿現(xiàn)象，應(yīng)及時停泵，排除故障后，重新下鉆至停鉆位置1m以下，進(jìn)行復(fù)噴漿，嚴(yán)防斷樁、空樁；嚴(yán)格控制水灰比，攪拌時間，漿液質(zhì)量，注漿時控制注漿壓力和注漿速度，并根據(jù)現(xiàn)場地層地質(zhì)情況的差異及時調(diào)整；加水應(yīng)用經(jīng)過核準(zhǔn)的定量容器，為使?jié){液泵送減少堵管，應(yīng)改善水泥的和易性，增加水泥漿的稠度，可適量加入減水劑；水泥漿從砂漿攪拌機(jī)倒入貯漿筒前，須經(jīng)篩過濾，以防出漿口堵塞，并控制貯漿桶內(nèi)貯漿量，以防漿液供應(yīng)不足而斷樁；制備好的水泥漿液不得停置時間超過2h 應(yīng)降低標(biāo)號或不使用；必須待水泥漿從噴漿口噴出并具有一定壓力后，方可開始鉆進(jìn)噴漿攪拌操作，鉆進(jìn)噴漿必須到設(shè)計深度，誤差不超過5.0cm，并做好記錄。

4.2 特殊情況處理措施

有異常時，如遇無法達(dá)到設(shè)計深度進(jìn)行施工時，應(yīng)及時上報業(yè)主、設(shè)計、監(jiān)理，經(jīng)各方研究后，采取補(bǔ)救措施；在碰到地面溝或地下管線無法按設(shè)計走向施工時，宜與業(yè)主、設(shè)計單位、監(jiān)理共同協(xié)商，確定解決辦法；施工過程中，如遇到停電或特殊情況造成停機(jī)導(dǎo)致成樁工藝中斷時，均應(yīng)將攪拌機(jī)下降至停漿點(diǎn)以下0.5m處，待恢復(fù)供漿時再噴漿鉆攪，以防止出現(xiàn)不連續(xù)樁體；如因故停機(jī)時間較長，宜先拆卸輸漿管路，妥為清洗，以防止?jié){液硬結(jié)堵管；發(fā)現(xiàn)管道堵塞，應(yīng)立即停泵處理，待處理結(jié)束后立即把攪拌鉆具上提和下沉1.0m后方能繼續(xù)注漿，等10～20秒恢復(fù)向上提升攪拌，以防斷樁發(fā)生；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；為了方便冷縫處理，施工時要注意以下兩點(diǎn)：一是每臺三軸攪拌樁機(jī)的施工起始點(diǎn)應(yīng)避開格柵部位，二是冷縫處理補(bǔ)樁應(yīng)補(bǔ)在三軸攪拌樁外側(cè)。

4.3 質(zhì)量檢驗及效果

本工程三軸攪拌樁樁身強(qiáng)度采用試塊檢驗并結(jié)合鉆孔取芯來綜合判定，按照設(shè)計要求，根據(jù)《廣州地區(qū)建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)定》（GJB02-98）及廣東省標(biāo)準(zhǔn)《建筑地基基礎(chǔ)檢測規(guī)范》DBJ15-60-2008的要求，采用鉆芯法對攪拌樁的完整性進(jìn)行檢測，采用鉆孔取芯檢驗不少于總樁數(shù)1%，且不得少于5根，并應(yīng)截取芯樣進(jìn)行抗壓強(qiáng)度試驗。在攪拌樁達(dá)到28 天齡期后，試塊和鉆孔取芯測試其強(qiáng)度均qu>1.0Mpa，并測得墻體的抗?jié)B系數(shù)10-7-10-6cm/sec，滿足設(shè)計要求。

總結(jié)：

實(shí)踐證明， 該工法不僅具有經(jīng)濟(jì)、工期短、隔水性強(qiáng)、施工方便、對周圍環(huán)境影響小等特點(diǎn)，且可較好地解決深基坑施工時所面臨的承壓水危害及周邊環(huán)境保護(hù)等難題。開挖施工中，基坑底板未出現(xiàn)管涌現(xiàn)象，邊坡也是穩(wěn)定的，說明該防水帷幕的設(shè)計和施工都是合理的，也為后繼類似工程止水帷幕的施工積累了經(jīng)驗。

參考文獻(xiàn)：

[1]鄭俊杰.地基處理技術(shù)[M].2版.武漢：華中科技大學(xué)出版社，2009.

作者簡介：

鄧燦忠（1984年12月）男，漢族，大學(xué)本科，注冊二級建造師，助理工程師，從事建筑工程技術(shù)工作。