三軸攪拌樁止水帷幕在深基坑中的應用

【摘要】隨著城市市政建設的迅猛發(fā)展， 地下空間的開發(fā)規(guī)模也不斷擴大， 出現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、地質水文條件復雜和對周邊環(huán)境保護要求日趨苛刻等問題。本文以實際工程為例，對三軸攪拌樁止水帷幕的施工技術進行了探討。

【關鍵詞】三軸攪拌樁；止水帷幕；深基坑

1、工程概況

堅美商務大廈基坑支護工程地下室底板面標高為-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，基坑支護設計必須確保周圍環(huán)境安全可靠，同時還應做到經濟合理，方便施工，采用灌注樁（?1200@1400）+鋼筋混凝土內支撐+三軸大直徑攪拌樁，基坑支護灌注樁嵌入強風化不透水層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，且穿透粉細砂層進入不透水層粉化巖不少于1m。基坑支護對地下水非常敏感，一旦有地下水滲入，容易引起較大的變形。

2、施工參數

本工程止水三軸水泥攪拌樁設計樁徑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。因本工程地質條件特殊，攪拌樁需要穿過強風化層插入中風化巖不小于3m。攪拌樁施工前進行試樁，以確定攪拌樁入巖和施工過程中的施工參數。

3、三軸攪拌樁施工中控制的重點難點分析

3.1開挖導槽

導槽起到初步導向、存儲漿液的作用，溝槽寬度根據圍護結構厚度確定，根據三軸攪拌樁樁位中心線用PC200挖機開挖槽溝，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，重新開挖導槽。開挖導向溝槽余土應及時處理，以保證樁機水平行走。挖土機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，應作廢漿處理，嚴禁再用。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，在樁底部分宜重復攪拌注漿。另外，按照三軸攪拌樁的施工工藝，三軸攪拌機在下鉆時，注漿的水泥用量占總數的70%～80%，而提升時為20%～30%。

4、三軸攪拌樁質量控制措施

4.1 施工中的質量保證措施

施工過程中，技術人員詳細記錄施工過程，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、標高控制等。各項技術指標在得到監(jiān)理工程師認可后方可進行下一道工序施工。嚴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、無結塊，并且有出廠質保單及出廠合格證，發(fā)現水泥有結塊，嚴禁投料使用；嚴格控制鉆管下鉆，提升的速度，若出現注漿阻塞或斷漿現象，應及時停泵，排除故障后，重新下鉆至停鉆位置1m以下，進行復噴漿，嚴防斷樁、空樁；嚴格控制水灰比，攪拌時間，漿液質量，注漿時控制注漿壓力和注漿速度，并根據現場地層地質情況的差異及時調整；加水應用經過核準的定量容器，為使?jié){液泵送減少堵管，應改善水泥的和易性，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倒入貯漿筒前，須經篩過濾，以防出漿口堵塞，并控制貯漿桶內貯漿量，以防漿液供應不足而斷樁；制備好的水泥漿液不得停置時間超過2h 應降低標號或不使用；必須待水泥漿從噴漿口噴出并具有一定壓力后，方可開始鉆進噴漿攪拌操作，鉆進噴漿必須到設計深度，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，如遇無法達到設計深度進行施工時，應及時上報業(yè)主、設計、監(jiān)理，經各方研究后，采取補救措施；在碰到地面溝或地下管線無法按設計走向施工時，宜與業(yè)主、設計單位、監(jiān)理共同協商，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導致成樁工藝中斷時，均應將攪拌機下降至停漿點以下0.5m處，待恢復供漿時再噴漿鉆攪，以防止出現不連續(xù)樁體；如因故停機時間較長，宜先拆卸輸漿管路，妥為清洗，以防止?jié){液硬結堵管；發(fā)現管道堵塞，應立即停泵處理，待處理結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秒恢復向上提升攪拌，以防斷樁發(fā)生；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；為了方便冷縫處理，施工時要注意以下兩點：一是每臺三軸攪拌樁機的施工起始點應避開格柵部位，二是冷縫處理補樁應補在三軸攪拌樁外側。

4.3 質量檢驗及效果

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

總結：

實踐證明， 該工法不僅具有經濟、工期短、隔水性強、施工方便、對周圍環(huán)境影響小等特點，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)境保護等難題。開挖施工中，基坑底板未出現管涌現象，邊坡也是穩(wěn)定的，說明該防水帷幕的設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驗。

參考文獻：

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

作者簡介：

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