三軸攪拌樁在粉質(zhì)黏土層地質(zhì)中的應(yīng)用

賈秀洋

中電建鐵路建設(shè)投資集團有限公司 河南 鄭州 450000

引言

國家飛速發(fā)展，城鎮(zhèn)車輛增多，全國各地交通壓力日漸增大，地鐵作為一種穿梭于地下空間的現(xiàn)代出現(xiàn)方式受到普遍歡迎，然而地鐵修建的環(huán)境相對復(fù)雜多變，尤其是地下水位處理尤其重要，稍有不慎，在施工過程中極易出現(xiàn)基坑漏水、基坑坍塌等事件，造成群死群傷事故，因此在施工過程中對地下水的處理尤為重要，稍有不慎，在基坑開挖時極易出現(xiàn)滲水、漏水，形成透水通道，造成坑內(nèi)積水、基坑坍塌以及道路塌陷等事故，本文以銀屏路站為研究對象，通過利用三軸攪拌樁作為止水帷幕，對施工流程、施工要點以及施工方法進行具體闡述，明確了施工過程管控要點[1]。

1 工程概況

鄭州地鐵8號線一工程銀屏路站地下兩層島式車站，主體結(jié)構(gòu)長約515.2m，標準段寬19.9m，基坑深約17.5m，圍護結(jié)構(gòu)采用鉆孔灌注樁+內(nèi)支撐+三軸攪拌樁止水的形式。

2 工程地質(zhì)

經(jīng)過勘查，銀屏路站地下水位埋深為12.2～20.6m，在車站上方約5m左右，此標高上下存在的主要是粉質(zhì)黏土。為保證基坑開挖施工順利進行，需要采取一定止水方法和降水，本工程采用三軸攪拌樁作為止水帷幕，開挖降水井作為降水措施。

3 施工過程管控

3.1 施工準備階段

與設(shè)計單位進行溝通和交流，熟悉圖紙，組織技術(shù)人員進行施工方案編制工作，經(jīng)監(jiān)理單位、業(yè)主單位審批后執(zhí)行。做好設(shè)備進場報備、驗收工作，針對施工過程中可能涉及原材進行抽檢送檢，合格后投入使用，最后做好現(xiàn)場安全技術(shù)交底工作。

3.2 施工現(xiàn)場主要按照以下流程進行施工

場地平整－測量放樣－開挖導(dǎo)溝－設(shè)置導(dǎo)向定位鋼板－攪拌機就位，校核樁基平度和垂直度－拌制水泥漿，開啟空壓機，送漿至樁機鉆頭－鉆頭噴漿切割土體，下沉至設(shè)計樁底－成樁－攪拌機撤出，清除殘余土－施工完畢。特別需進行注意是在設(shè)置定向鋼板前要進行三軸攪拌機的架設(shè)定位工作，務(wù)必按照測量放線定位進行機械架設(shè)工作，假設(shè)過程中需有專人進行指揮，確保架設(shè)位置準確和安全，成樁后進行需進行抽檢工作，施工過程中要如實記錄每一根樁基的施工情況，針對不符合規(guī)范標準的樁基應(yīng)制定專項修補措施，確保后期止水效果滿足預(yù)定要求，然后進行下一根樁基施工[2]。

3.3 施工方法

3.3.1 測量放線。組織測量人員進行放樣定位，同時做好標記和保護裝置，為防止攪拌樁向內(nèi)傾斜，造成內(nèi)襯墻厚度不足，影響結(jié)構(gòu)安全使用，每邊外放10cm，外放后重新進行放線測量復(fù)核，經(jīng)相關(guān)單位審核，確認無誤后組織進行施工。

3.3.2 開挖溝槽。根據(jù)外放后控制線，采用挖機開挖導(dǎo)向溝槽，尺寸為1200mm（寬）×1500mm（深），確保樁位站位，同時清除地下障礙物及溝槽余土，以保證攪拌樁正常施工，施工過程中做好現(xiàn)場文明施工工作。

3.3.3 定位型鋼放置。明確施工位置，并對涉及的圍護樁進行編號，同時明確施工次序，放置型鋼，型鋼必須垂直溝槽方向，規(guī)格為200×200，長約2.5m。

3.3.4 三軸攪拌樁樁位定位。根據(jù)施工方案，三軸攪拌樁中心間距600mm，當以600mm間距在已經(jīng)設(shè)置好H型鋼進行適當標記。

3.3.5 三軸攪拌樁成樁施工。

3.3.5 .1 樁機就位。①樁機就位移動過程中，項目部需安排專人進行安排和指揮，確?，F(xiàn)場安全，觀察周邊情況，發(fā)現(xiàn)存在建筑垃圾、淤泥或污水，需立即進行清除，在樁機在就位后，組織現(xiàn)場技術(shù)人員進行檢查和復(fù)核，確認站位準確后，方可進行后續(xù)的施工[3]。②三軸攪拌樁樁機在與預(yù)定位置停靠穩(wěn)定后，組織測量人員用經(jīng)緯儀對立柱垂直度進行檢測，嚴格保證垂直方向滿足要求。③最后定位后，再次進行復(fù)核，應(yīng)保證偏差在20mm以內(nèi)。

3.3.5 .2 攪拌成樁施工。①現(xiàn)場進行施工作業(yè)工序為兩攪一噴，在施工過程中尤其應(yīng)該注意到達樁底前噴漿工藝，當?shù)竭_樁底前2～3米，將立柱提升2次。②當施工現(xiàn)場進行鉆進作業(yè)時，應(yīng)當組織進行充氣拌和，確保泥漿與松動土攪拌均勻，但當立柱進行提升時只進行拌和。

3.3.5 .3 攪拌速度及注漿控制。①在鉆進和提升過程中均需注入水泥漿液，并嚴格掌控立柱提升和下移速率。針對立柱下沉速率一般控制在0.5m/min～1m/min，提升速率一般控制在1m/min～2m/min，施工過程中速率的控制尤為重要，當立柱提升速率過大時，可能出現(xiàn)真空負壓，發(fā)生孔壁坍方事件。當?shù)竭_樁底底，應(yīng)繼續(xù)進行攪拌注漿，在樁底部分適當持續(xù)攪拌注漿，同時安排人員做好記錄。②制備水泥漿液及漿液注入。水泥采用42.5號水泥，根據(jù)實際條件選擇砂漿自制或選用成品水泥，本項目才用的是成品砂漿，主要的控制指標為水泥的摻量，實樁的是20%、空樁是8%，注漿量應(yīng)當根據(jù)現(xiàn)場實際情況進行確定，應(yīng)當用施工過程中加固的土方量，并以一定得換算系數(shù)進行換算，注漿的壓力采取1.0Mpa～2.5Mpa，以漿液輸送能力控制。

3.3.5 .4 棄土處理。當進行施工作業(yè)時，由于螺旋式攪拌翼緣故，會有一部分土隨著攪拌而排除，一般情況30%左右，大多數(shù)情況下以泥漿的形式沉積在導(dǎo)溝內(nèi)，通常在泥漿中的水泥所占比例較大，清理出的泥漿會在很短的時間內(nèi)會進行固結(jié)，因此在施工需要及時將導(dǎo)溝內(nèi)泥漿挖出，避免出現(xiàn)固結(jié)，清理不便，清理后集中存放，定期清除出現(xiàn)場[4]。

3.3.5 .5 施工記錄。項目部必須安排專人進行記錄，記錄盡可能細致，詳細到每一根樁的施工時間、注漿量、注漿壓力等細節(jié)，并保證真實、準確，同時及時填寫當天施工的報表記錄。

3.4 施工要點

3.4.1 施工前，首先應(yīng)當保證施工場地的平整，清除各類垃圾和淤泥，針對地表存在積水，應(yīng)當及時進行抽排，確保土質(zhì)滿足要求，當采取各種措施后，土體情況仍不能滿足要求的，必須進行改良，加拌石灰或水泥進行加固，保證樁機站位安全。

3.4.2 樁位布置，根據(jù)方案，項目部務(wù)必派出專業(yè)測量人員用全站儀定出每根樁的位置，采用一定方式做好標記，樁與樁之間的偏差不得大于5cm。

3.4.3 樁機就位，樁機到達指定的位置后，采用吊錘懸吊方法或全站儀，檢測鉆桿和地面的角度，務(wù)必確保垂直，要求垂直角度偏差控制在1%之內(nèi)。為更加清晰觀察鉆桿的準入情況，應(yīng)當在樁機架上設(shè)置刻度線，另外安排人員記錄每根鉆桿的鉆入情況，必須保證鉆進的長度不小于設(shè)計長度。

3.4.4 現(xiàn)場制作水泥漿，按照實驗參數(shù)制備水泥漿，在準備注漿前需將水泥漿放置在已經(jīng)備好砂漿罐中，要求砂漿在罐中滯留時間不得超過120分鐘。

3.4.5 進行三軸攪拌樁預(yù)攪，首先應(yīng)當啟動漿噴機，緩慢將起重機或卷揚機鋼絲繩放下，按照操作規(guī)程將漿噴樁機由上而下進行切土、噴漿及下沉，下沉過程中務(wù)必沿著導(dǎo)向架垂直下沉，并保證在旋轉(zhuǎn)下沉的過程中，不間斷地進行噴漿，保證切下的土能夠最大限度溶于泥漿中，當確定鉆桿已經(jīng)達到設(shè)定位置后，保持原狀噴漿1min，按照實驗確定的各類參數(shù)進行鉆頭提升工作，要做到提升的過程中鉆頭旋轉(zhuǎn)和噴漿，當?shù)竭_距離地面50cm處或者已經(jīng)到達樁頂設(shè)計標高后關(guān)閉漿泵，但需在原位置保持30s進行噴漿，確保成樁均勻、密室。

3.5 特殊情況處理要求

3.5.1 當施工過程中發(fā)生異常情況，按照實驗設(shè)定參數(shù)進行施工，鉆桿無法達到設(shè)計深度，應(yīng)立即組織研究原因，當無法得出原因后，立即上報建設(shè)單位，借助建設(shè)單位力量解決問題。

3.5.2 當施工過程中遇到箱涵和管線無法進行施工時，立即向建設(shè)單位報告，經(jīng)參建各方共同協(xié)商，確定下一步處置措施。

3.5.3 在進行開挖作業(yè)過程中，當遇到特殊情況，導(dǎo)致樁機無法繼續(xù)進行施工時，必須將攪拌機放在停漿點0.5m以下位置，當樁機回復(fù)正常施工后立即進行噴漿和攪拌，杜絕斷樁情況的出現(xiàn)。當預(yù)測短時間內(nèi)樁機不能恢復(fù)正常施工時，應(yīng)當立即清洗管道，防止堵管。

3.5.4 施工過程中，當出現(xiàn)堵管后，關(guān)閉噴漿泵，當處理完畢后，應(yīng)將鉆頭在停止點1.0m處開始攪拌，然后進行提升，確保成樁質(zhì)量[5]。

3.5.5 施工冷縫處理，在施工過程中，由于各項原因造成斷樁，沒有其他措施進行搭接，必須進行記錄，通過在施工冷縫重新進行打樁等技術(shù)措施進行補救，保證后期止水效果不受影響。

3.6 質(zhì)量驗收標準

3.6.1 為確保成樁位置的精確度，必須利用定位卡進行控制，三軸攪拌樁樁位偏差不大于5cm。

3.6.2 每臺班（24h）抽查1組3聯(lián)（10cm×10cm×10cm）標準模水泥土試塊，取樣過程中需有旁站人員，樣品具有代表性，同條件養(yǎng)護28d后進行無側(cè)限抗壓強度試驗工作。

3.6.3 水泥進場、驗收記錄及相應(yīng)報表應(yīng)真實、齊全，以備查看。

3.6.4 施工過程中如實進行施工日志填寫，并對照規(guī)范對每組樁和檢驗批進行檢查，檢查主要放在水泥用量、樁長、有無斷樁等項目上。

3.6.5 要求在3根試樁成樁后，組織人員按相關(guān)要求進行鉆芯取樣檢測，檢測28d無側(cè)限抗壓強度值及滲透系數(shù)值，當28d無側(cè)限抗壓強度值qu≥1.2Mpa時，抗?jié)B系數(shù)＜10～6cm/s時合格，并且根據(jù)施工記錄確定水泥漿液水灰比及其他施工系數(shù)。

4 保證措施

為確保施工安全、質(zhì)量可控，滿足國家、行業(yè)相關(guān)要求，從組織領(lǐng)導(dǎo)機構(gòu)、技術(shù)和安全方面制定管控措施進行保證，成立安全、質(zhì)量組織領(lǐng)導(dǎo)機構(gòu)，建立全員安全質(zhì)量崗位職責(zé)清單，明確到全員職責(zé)，做好人員進場及專業(yè)培訓(xùn)，安全技術(shù)交底有針對性、通俗易懂，對現(xiàn)場進場材料進行留樣監(jiān)測，過程不間斷進行安全培訓(xùn)和檢查，消除現(xiàn)場安全隱患，確保現(xiàn)場可控[6]。

5 結(jié)術(shù)語

該工藝在鄭州地鐵銀屏路站已成功應(yīng)用，本文通過三軸攪拌樁施工過程中施工流程、施工要點、特殊情況處理等方面闡述，明確施工中重要注意事項，希望對后續(xù)地鐵車站施工過程中利用三軸攪拌樁在粉質(zhì)黏土層地質(zhì)施工起到良好借鑒作用。