三軸攪拌樁止水帷幕在鐵路深基坑中的應(yīng)用研究

摘? 要：隨著我國鐵路行業(yè)的不斷發(fā)展，人們對地下空間的開發(fā)利用日益重視，伴隨而來的是深基坑工程的逐漸增多。研究發(fā)現(xiàn)三軸水泥攪拌樁止水帷幕技術(shù)由于具有顯著的特征優(yōu)勢和良好的社會效益，近年來被廣泛推廣使用?；诖?，本文針對其應(yīng)用于富水含砂層的深基坑中時，所面臨的水危害，創(chuàng)造安全、干燥的作業(yè)環(huán)境等問題進(jìn)行了分析，以供參考。

關(guān)鍵詞：三軸水泥攪拌樁;深基坑;止水帷幕技術(shù)施工運(yùn)用

中圖分類號：TU753 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? 文章編號：2096-6903（2020）12-0000-00

1 工程概況

新建城際鐵路聯(lián)絡(luò)線一期工程站前3標(biāo)正線起止里程DK35+770～DK40+300，全長4.53km，位于北京大興區(qū)，主要項目包含榆安一、二號隧道及新航城地下車站，其均采用明挖法施工。其中隧道工程全長3.43km，基坑開挖深度22.0～24.0m，寬度14.2m～15.7m。明挖基坑采用放坡與圍護(hù)樁+鋼支撐復(fù)合支護(hù)體系，排樁外側(cè)布置φ850@600mm的止水帷幕，樁長11～22m不等。

2 地質(zhì)水文條件

沿線地層為第四系全新統(tǒng)（Q4）與上更新統(tǒng)（Q3）沖積地層。主要為軟塑-硬塑狀粉質(zhì)黏土和稍密實的粉土、粉砂。主要河流有龍河、天堂河。地下水為第四系孔隙潛水，水位埋深11.8～22.2m，季節(jié)性變幅3～5m。主要補(bǔ)給來源為地面河流和雨季降水[1]。主要土層厚度及地質(zhì)特征如表1。

3 研究意義

結(jié)合國內(nèi)外施工現(xiàn)狀，三軸水泥攪拌樁以成熟的工藝技術(shù)被廣泛應(yīng)用于深基坑止水帷幕施工中。本項目由于線路長，基坑深，地下潛水豐富，粉砂層分布廣，滲透系數(shù)大，因此對明挖深基坑安全、干燥的環(huán)境要求高，三軸水泥攪拌樁止水帷幕的技術(shù)優(yōu)勢和截水效果是否依然滿足施工要求，值得深究。

4 施工工藝

止水帷幕采用漿液攪拌樁，緊貼圍護(hù)樁外邊緣打設(shè)。總體施工工藝采用步履式攪拌樁機(jī)兩攪兩噴，套接一孔施工法[2]。順序簡圖如圖1所示。

（1）平整場地。清除樹根等雜物，挖除土堆土坎，采用黏性土分層回填夯實整平。

（2）測量放線。采用GPS每20根樁測放一次樁位，由人工配合挖機(jī)開挖導(dǎo)向溝槽，區(qū)間樁位采用拉線排布的方式準(zhǔn)確定位。

（3）樁機(jī)就位、對中。樁架到達(dá)指定樁位，鉆頭中心對準(zhǔn)設(shè)計樁位，偏差不大于50mm。吊錘檢查調(diào)整鉆桿垂直度，偏差不大于1%。

（4）制備水泥漿。水泥漿采用自動拌漿系統(tǒng)，隨用隨拌。檢測合格后過篩倒入儲料桶中，不得離析。

（5）預(yù)攪噴漿下沉。噴樁機(jī)沿導(dǎo)向架自上而下旋轉(zhuǎn)噴漿切土下沉，嚴(yán)格控制鉆進(jìn)速度與噴漿量，使水泥漿和原地基土充分?jǐn)嚢杈鶆颍敝翗兜讟?biāo)高[3]。

（7）噴漿、攪拌、提升。水泥攪拌樁機(jī)于設(shè)計樁底原位噴漿30s后，鉆頭反向邊噴漿、邊旋轉(zhuǎn)、邊提升，至樁頂50cm后，繼續(xù)噴漿30s，停止噴漿，當(dāng)鉆頭提升至距離地面1m時，慢速提升，如表2。

（8）清洗、結(jié)束移位儲料桶中注入適量清水，清洗全部管路和攪拌頭，干凈后，移至下一樁位。

5 質(zhì)量控制要點(diǎn)

在復(fù)雜的地質(zhì)水文條件下，保證明挖深基坑具有安全、干燥的作業(yè)環(huán)境，對三軸攪拌樁止水帷幕的成樁質(zhì)量提出了更高要求[4]。

（1）正式施工前，通過試樁確定施工工藝參數(shù)，鑒于富水含砂層的存在，水泥摻量提高至18%。

（2）準(zhǔn)確定位放線，嚴(yán)格控制樁機(jī)鉆桿垂直度，保證樁間有效搭接;

（3）嚴(yán)格按照試樁確定的工藝參數(shù)組織施工，重點(diǎn)管控水泥漿配合比、噴漿壓力和噴漿量、鉆機(jī)提升與旋轉(zhuǎn)速度等，不得隨意更改;

（4）配置好的漿液放置時間不得超過2h，相鄰攪拌樁時間間隔不超過12h;

（5）施工過程連續(xù)不間斷，直至成樁，避免出現(xiàn)冷縫，因故停漿時，將鉆頭下沉至停漿面以下0.5m;

（6）施工過程中，隨時記錄噴漿壓力、噴漿量、提升速度等工藝參數(shù)的變化，發(fā)現(xiàn)噴漿量不足時，整樁復(fù)打。

6 成樁質(zhì)量檢驗

（1）成樁7d后淺部開挖樁頭，深度超過停漿面下0.5m，目測檢查攪拌的均勻性，量測成樁直徑。

（2）成樁28d后，采用雙管單動取樣器在咬合搭接處、樁長范圍內(nèi)垂直鉆孔取芯，觀察樁體完整性、均勻性，截取芯樣檢測無側(cè)限抗壓強(qiáng)度，檢驗數(shù)量為總樁數(shù)的2%，且不少于3根。

7 效果分析

三軸攪拌樁成樁28d后，開挖至樁頂標(biāo)高，鉆取芯樣進(jìn)行檢測，其強(qiáng)度指標(biāo)和滲透性指標(biāo)均達(dá)到設(shè)計要求。為檢驗止水帷幕基坑外側(cè)水流的隔斷效果，基坑開挖前進(jìn)行一次抽水試驗[5]。

抽水試驗時，坑內(nèi)設(shè)置9口降水井，坑外設(shè)置4口觀察井。具體如圖2所示。

（1）工況1：開啟J4、J6降水井，J3、J5、J7和G1～G4作為觀察井，觀察72h水位變化情況，圖3中記錄了G2、J3、J4的水位變化情況，可見J4水位明顯下降，J3雖水位下降，但最終高于J4。G2觀察井位于坑外，下降速度明顯緩慢，最終水位也遠(yuǎn)高于坑內(nèi)降水井。由此說明，止水帷幕發(fā)揮了顯著的隔水作用。

（2）工況2：開啟J1、J3、J5、J7、J9降水井，J2、J4、J6和G1～G4作為觀察井，72小時后，坑外觀察井最終水位明顯高于坑內(nèi)。

（3）工況3：停止降水，取G2和J4作為觀察井，觀察72h水位變化情況（見圖3），G2水位恢復(fù)平緩，J4雖緩慢提升，但最終水位明顯低于坑外的G2觀察井。再次證實了止水帷幕的截水作用。

后續(xù)基坑開挖后，坑壁無任何滲漏點(diǎn)，進(jìn)一步驗證了三軸攪拌樁止水帷幕對坑外水流的隔斷效果。

8 總結(jié)

工程實踐證明，在鐵路富水含砂地質(zhì)明挖深基坑施工中采用三軸攪拌樁止水帷幕施工技術(shù)，能有效解決坑外地下水的截水問題，創(chuàng)造安全、干燥的施工條件，通過此次成功應(yīng)用，不僅再次驗證了其顯著的技術(shù)特征，也為明挖深基坑大力推廣使用三軸攪拌樁止水帷幕技術(shù)提供了寶貴經(jīng)驗。

參考文獻(xiàn)

[1]建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2012.

[2]建筑地基處理支護(hù)技術(shù)規(guī)范[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2012.

[3]龔曉南.深基坑工程設(shè)計施工手冊[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，1998.

[4]李學(xué)松.三軸深層攪拌樁止水帷幕技術(shù)應(yīng)用淺析[J].企業(yè)科技與發(fā)展，2018（5）：189-190+193.

[5]郭勇.三軸深層攪拌樁止水帷幕在鄭州地鐵深基坑中的應(yīng)用[J].廣東土木與建筑，2012，19（1）：15-16+5.

收稿日期：2020-10-11

作者簡介：葛小勇（1986—），男，河北保定人，本科，工程師，研究方向：鐵路。