粉砂地層中攪拌樁在地下連續墻成槽護壁上的應用

姚文軍 陸 磊

（上海市水利工程集團有限公司，上海 200000）

1 工程概述

1.1 基本情況

XX工程的進水井地下連續墻工程，位于長江口的青草沙灘地上，進水井沿東西向布置。進水井基坑圍護結構采用1000mm厚地下連續墻，圍護結構總長為102.48m，墻底標高為-35m，墻頂標高+1m，共劃分有20個幅段，每幅段設置兩根墻底注漿管，地下墻接頭采用圓形鎖口管接頭。

地連墻成槽內側護壁采用φ850搭接三軸攪拌樁，外側采用φ850套打三軸攪拌樁，護壁范圍為-20.8m～1m高程，內外側樁長均為21.8m。攪拌樁采用42.5級普通硅酸鹽水泥，水泥摻量根據現場情況進行調整，一般不小于20%，攪拌樁搭接長度不小于250mm，28d無側限抗壓強度不小于1.0Mpa，允許滲透系數不大于 1×10-6cm/s。

1.2 地質條件

擬建場地地處長江口三角洲的前緣地帶，水域地貌類型屬河口三角洲。輸水泵閘設置在長興島加高加固段東段的中部，座落于長興島大堤水域側潮間帶灘地上；擬建場地按其巖性、地質時代、成因類型的差異，可分為5個工程地質層；

從圖中可看到:地下連續墻成槽施工需穿透②層砂質粉土及灰色粉砂地質層。在類似項目施工中，因未采用合理的護壁工藝，致使成槽塌孔，造成地連墻施工失敗而不得不采用補救措施的情況屢見不鮮，從質量及經濟上都造成無法挽回的損失，故在本工程設計及施工上，均慎之又慎，設計上采用合理的護壁工藝，施工上通過合理調整水泥摻量，攪拌樁的平面布置等措施保證了該項目的正常開展。

2 成槽護壁結構比選

由于本工程穿透②層砂質粉土及灰色粉砂地質層，故從設計上必須采用合理的護壁結構，來確保地連墻成槽成功。

高壓旋噴樁護壁:其工藝特點是采用高壓水、氣切割土體并使水泥和土體攪拌形成水泥土樁，其施工簡便。噴射注漿施工時，需在土層中鉆一個50～300mm的小孔，便可在土中噴射成直徑0.4～2.0m的加固水泥土樁。噴粉式深層攪拌（干法）粉噴樁:干法施工工藝雖然水泥土強度較高，但其噴粉量不易控制，攪拌難以均勻，樁身強度離散較大，出現事故的概率較多，目前已很少使用。

噴漿式深層攪拌樁（濕法）護壁:其特點是注漿量較易控制，成樁質量較為穩定，樁體均勻性好。迄今為止，絕大部分水泥土墻都采用濕法施工。

從青草沙在建的其它工程來看，高壓旋噴樁從防滲參數和樁體的強度、取芯的均勻性、樁徑偏差都比三軸攪拌樁差，而且其噴射范圍無法控制、水泥用量大、強度高、造價高。本工程要保證地下連續墻的槽寬，故不適宜采用。根據比選，噴漿式深層攪拌樁（濕法）護壁適用本工程。

噴漿式深層攪拌樁（濕法）護壁一般有單軸樁、二軸攪拌樁、三軸攪拌樁、多頭攪拌樁四種型式。

二軸深層攪拌樁與三軸深層攪拌樁的適用條件:

二軸深層攪拌樁:主要加固淤泥質、粘土、粉土等，粉砂層鉆進較困難，更有些會鉆不下去。動力不夠，攪拌不夠均勻。18m深左右樁每天可加固約20根。

三軸深層攪拌樁:可以加固粉砂層，動力較大，攪拌均勻，但設備較重，對場地要求較高，水泥摻量較大（一般大于20%）。18m深左右樁每天可加固25根左右，動力較大（400kw左右）對用電要求較高。

根據本工程的現場條件及地質條件，宜采用三軸深層攪拌樁施工，施工過程中遇不同的地質層調整水泥摻量，防止在粉砂層時由于水泥摻量過高而強度過高，影響成槽鉆進。

3 工程施工過程控制

深層攪拌樁圍護與地下連續墻基礎在一般項目運用中其施工過程控制方面的要點已非常成熟，不是工程成功的關鍵所在。本工程的關鍵因素有以下幾點:

3.1 水泥摻量控制與調整

為確保本工程后續地下連續墻成槽的成功，施工中應針對不同的土層調整水泥摻量，在保證適當的強度的情況下，又不致使強度太高，以免成槽過程中，成槽機無法正常抓土。特別是在粉砂層，由于砂含量較高，故需及時調整該土層的水泥摻量，經試驗測得在水泥摻量20%時，水泥土28d無側限抗壓強度≥1.0Mpa，且成槽機能有效成槽，故施工過程中，應根據不同土質條件，不停地調整水泥摻量，使各項指標滿足成槽要求。

3.2 平面位置控制與調整

地下連續墻的槽寬為1000mm，但若以該標準來控制護壁攪拌樁的軸線，地下連續墻槽寬肯定無法滿足，故在進行護壁攪拌樁軸線放線時需外放一定的距離。按規范要求，三軸水泥攪拌樁樁位定位偏差應小于10mm，成樁后樁中心偏位不得超過50mm，樁身垂直度偏差不得超過1/200。故在滿足規范要求的情況下，本工程攪拌樁護壁單側的最小外放尺寸約為16cm。但考慮到一方面由于施工單位的成熟施工技術和運行良好的設備可降低了偏差的風險，另一方面縮小外放尺寸可節約混凝土量，有效降低成本。所以最后確定外放距離為6cm，最終的成功成槽也反過來證明了這樣的軸線外放是正確的。

3.3 其它施工注意事項

因三軸樁要求連續施工，故在施工前應對圍護施工區域地下障礙物進行探測清理，以保證施工順利進行。

成樁要控制攪拌機的提升速度和次數，是連續均勻，以控制注漿量，保證攪拌均勻，同時泵送必須連續。攪拌樁下沉速度控制在0.38～0.75m/min，提升速度控制在 0.3～0.5m/min。考慮到攪拌樁頂部受力較大，可對樁頂1.0～1.5m范圍內增加一次輸漿，提高其強度，或者直接在頂部澆筑砼壓頂。攪拌機預攪下沉時，不宜沖水，當遇到較硬土層下沉太慢時，方可適量沖水，但應考慮沖水成樁對樁身強度的影響。每天加固完畢，應用水清洗儲料罐、砂漿泵、攪拌機及相應管道，以備再用。

施工冷縫處理:施工過程中一旦出現冷縫，則采取在冷縫處圍護樁外側補攪素樁方案。在圍護樁達到一定強度后進行補樁，以防偏鉆，保證補樁效果，素樁與圍護樁搭接厚度約10cm。

4 結語

根據參與本工程的施工，在施工前充分研究了該地區的地質條件，設計出合理的護壁方案，通過有效組織，合理安排，及時調整深層攪拌樁護壁的水泥摻量及軸線控制等關鍵問題是地下連續墻成槽施工成功的關鍵因素。通過本工程的實踐，對今后在類似地質條件下實施地下連續墻工程有借鑒意義。

[1]胡健.攪拌樁在基坑護壁中的應用[J].山西建筑，2009-07-10.