三軸水泥攪拌樁止水帷幕技術在施工中的應用

苗云霞

三軸水泥攪拌樁施工是利用水泥作為加固劑，使用特制的深層攪拌機械，在地基深部將軟土、水和水泥進行強制攪拌，使軟土硬結形成樁體，并通過三排樁依次施工，使得樁與樁之間連成整體，從而起到提高地基的承載能力形成止水帷幕，阻擋基坑周邊的水進入基坑的作用的一種施工方法。

下面為古城綜合樓工程實例說明。

1 工程基坑概況

古城綜合樓地上25層、地下2層，呈孤形設計。基礎采用鉆孔灌注樁基礎，主樓為筏板基礎，輔為承臺梁基礎，地下室聯通一體，呈“L”形，北側東西長36 m，南側東西長80 m，西側南北長80 m，東側南北長40 m。主樓基坑深度9.9 m(內部局部10.4 m)。

基坑西側為A-6號樓，21層+1層，主體已完工，預應力管樁基礎，相距11.0 m，基礎埋深3.3 m，與本基坑相差 5.4 m，基坑西南側為A-15號樓，11層+1層，主體已完工，預應力管樁基礎，相距24.0 m，基礎埋深3.3 m，與本基坑相差5.4 m，基坑南側E-2號樓，22層+1層，主體已完工，預應力管樁基礎，基坑埋深2.55 m，與其基礎相連，基坑相差1.05 m。

2 場地工程地質條件及施工難點分析

2.1 地質情況

依據巖土工程勘察報告，基礎范圍內地基土主要由第四系全新統人工堆積層)、第四系全新統沖洪積層)、第四系上更新統沖洪積層)及第四系中更新統沖洪積層)組成，巖性以雜填土、濕陷性粉質粘土、粉質粘土、礫砂為主。勘探深度范圍內，實測地下穩定水位埋深5.50 m～12.40 m，穩定水位標高為909.37 m～912.15 m，揭露的地下水類型屬上層滯水，主要以大氣降水入滲補給為主。由于基坑開挖深度在10 m左右，平均地下水位置為7 m左右，因此為保證基坑邊坡的穩定和土方順利開挖，采用深層攪拌樁做止水帷幕處理。

2.2 難點分析

由于基坑開挖深度在10 m左右，平均地下水位置為7 m左右，因此為保證基坑邊坡的穩定和土方順利開挖，采用深層攪拌樁做止水帷幕處理。本施工區域狹小，成孔作業受限，我公司施工深層攪拌樁的經驗不是很豐富，沒有止水帷幕施工的經驗，因此如何保證施工質量是本施工的難點。

3 止水帷幕技術要求

三軸水泥攪拌樁止水帷幕采用3排深層攪拌樁，采用φ650@450攪拌樁，搭接為200mm，水泥摻合量20%。采用42.5級普通硅酸鹽水泥，止水帷幕水灰比為1.5，水泥摻量為20%，被動區坑底以上部分水泥摻量為8%，坑底標高以下水泥摻量為8%。拌漿及注漿量以每鉆的加固土體方量換算。注漿壓力為1.5 MPa～2.5 MPa，以漿液輸送能力控制。樁身強度(28 d)大于3.0 MPa，樁位偏差小于50mm，垂直度偏差小于1.0%，樁底標高偏差±200mm。采用四攪二噴施工工藝，壓漿速度應和提升速度相配合，確保設定漿量在樁身長度范圍內均勻分布。開挖前應選擇有代表的區段取芯測試樁身水泥土強度，取樣數量不小于6處。

4 止水帷幕施工

4.1 工藝流程

施工工藝流程見圖1。

圖1 水泥攪拌樁施工工藝流程圖

4.2 主要施工參數

下沉速度:0.5 m/min ～0.8 m/min;提升速度:0.5 m/min;攪拌轉速:30 rad/min～50 rad/min;漿液流量:40 L/min;水灰比:0.56∶1。

4.3 三軸水泥攪拌樁施工方法

1)施工場地平整。a.平整施工場地，清除一切地面和地下障礙物;b.當施工場地表面過軟時，采取鋪設路基箱的措施防止施工機械失穩。

2)樁位放樣。由現場技術員根據設計圖紙和測量控制點放出樁位，樁位平面偏差不大于3cm。

3)施工順序。三軸水泥攪拌樁施工按圖2順序進行，其中陰影部分為重復套鉆，保證墻體的連續性和接頭的施工質量，該施工順序一般適用于N＜50的地基土，水泥土攪拌樁的搭接以及施工設備的垂直度正是依靠重復套打來保證，以達到止水作用。

圖2 三軸水泥攪拌樁施工順序

4)攪拌樁機就位。根據施工工藝的要求、工程的規模和工期的要求以及現場場地條件和臨時用電等情況，擬采用三軸攪拌樁機設備施工，由當班班長統一指揮樁機就位，移動前看清上、下、左、右各方面的情況，發現障礙物應及時清除，樁機移動結束后認真檢查定位情況并及時糾正。樁機應平穩、平正，并用線錘對龍門立柱垂直定位觀測以確保樁機的垂直度。攪拌樁垂直偏差不大于L/150，其中，L為樁長。樁徑偏差不大于10，樁位偏差不大于50，樁底標高偏差不大于50。

5)攪拌下沉。啟動電動機，根據土質情況按計算速率，放松卷揚機使攪拌頭自上而下切土拌和下沉，直到鉆頭下沉鉆進至樁底標高。

6)注漿、攪拌、提升。開動灰漿泵，待純水泥漿到達攪拌頭后，按計算要求的速度提升攪拌頭，邊注漿、邊攪拌、邊提升，使水泥漿和原地基土充分拌和，直至提升到離地面50cm處或樁頂設計標高后再關閉灰漿泵。再次將攪拌機邊攪拌邊下沉至樁底設計標高。

7)重復攪拌提升。邊攪拌邊提升(不注漿)至離地面30cm處，回填水泥土并壓實，即完成一根樁的成樁。

8)關閉攪拌機、移位。關閉攪拌機，移動攪拌機至下一個樁位。

5 施工質量控制要點

1)開機前必須探明和清除一切地下障礙物，須回填土的部位，必須分層回填夯實，以確保樁的質量。

2)樁機行駛路軌和軌枕不得下沉，樁機垂直偏差不大于1%。

3)水泥宜采用42.5級普通硅酸鹽水泥，水泥摻入比宜選用8%～16%范圍，水灰比一般選用0.45～0.5，根據不同地質情況和工期要求可摻加不同類型外加劑。

4)嚴格控制注漿量和提升速度，防止出現夾心層或斷漿情況。

5)攪拌頭二次提升速度均控制在2.5 m/min～3 m/min。注漿泵出口壓力控制在 0.4 MPa～0.6 MPa。

6)樁與樁須搭接的工程應注意下列事項:a.樁與樁搭接時間不應大于24 h。b.如超過24 h，則在第二根樁施工時增加注漿量，可增加20%，同時減慢提升速度。c.如因相隔時間太長致使第二根樁無法搭接，則在設計認可下采取局部補樁或注漿措施。

7)側向支護工程應注意下列事項:a.成樁4 h內必須完成樁頂插錨固筋等工作。b.攪拌樁完工后，應及時按圖制作路面，路面鋼筋與樁的錨固筋須連成一體。

8)樁機預攪下沉應根據原土情況，保證充分破碎原狀土的結構，使之利于同水泥漿均勻拌和。

9)采用標準水箱，嚴格控制水灰比，水泥漿攪拌時間不少于2 min～3 min，濾漿后倒入集料池中，隨后不斷的攪拌，防止水泥離析。壓漿應連續進行，不可中斷。

10)每個臺班必須做7.07cm ×7.07cm ×7.07cm 試塊一組(三塊)采用標差，28 d后測定無側抗壓強度，應達到設計標號。

11)工地質量員應填寫每根成樁記錄，記好施工日記，各種原材料必須有質保單方可使用。

6 結語

通過施工，順利完成了止水帷幕的施工任務，工程質量合格，保證了基坑的安全。

［1］ 郭討論.水泥深層攪拌樁施工技術［J］.山西建筑，2010，36(16):100-101.