不良地質采用三軸攪拌樁施工工藝

顧洪亮/GU Hongliang

（中鐵十四局集團大盾構工程有限公司，廣東 東莞 523900）

三軸攪拌樁施工由于其施工效率高、成樁質量好等優勢，被廣泛使用在軟土地層加固中[1-2]。眾多學者對三軸攪拌樁施工技術展開了研究[3-4]。本文基于新建深圳至江門鐵路珠江口隧道段站前工程中遇到的不良地質，針對鐵路明挖隧道基槽地基承載力不夠的問題，提出相應的三軸攪拌樁施工工藝。

1 工程概況

新建深圳至江門鐵路珠江口隧道段站前工程SJSG-1 標段為設計里程 DK39+905～DK44+420范圍內的新建深圳至江門鐵路珠江口隧道段站前工程，其中里程DK39+905～DK40+800為明挖段，里程DK40+800～DK44+390為盾構段，盾構段從虎門側始發，到礦山法洞內解體，里程DK44+390～DK44+420為礦山法段（擴大段改拆解洞室）。

根據工程勘察報告可知，場區覆蓋層表部主要為第四系全新統海陸交互相的沉積物，表部還分布有薄層人工填土層。覆層下方為晚更新洪積層，底部有殘積土?；鶐r有白堊系陸相碎屑沉積巖、燕山期侵入巖及元古界震旦系變質巖。

場內水域及兩岸均分布著薄厚不一的淤泥及淤泥質土，厚度從0.3～28.9mm 不等，分布在覆蓋層的中上部。此類具有不易凝結、含水量和孔隙比較高、壓縮性較強、易觸變等特征，對明挖敞開段、淺埋段等會產生不利影響，應該采用支護挖掘，該層作基礎持力層時需要對此作加固處理。三軸攪拌樁施工加固土層多為淤泥質土，淤泥質土呈現灰色～灰黑色，流塑狀態，具有輕微腐臭味，土質不均勻，含有中細砂團，局部夾雜中細砂和少量的貝殼碎屑。分布范圍相對較廣，厚度在0.55～28.90m 之間，巖土建筑工程分級為II 級。

2 三軸攪拌樁施工技術

2.1 障礙物清理

三軸攪拌樁施工過程中不能間斷，因此在施工開始前，需要對加固的施工區域地面、地下障礙物以及地下管線進行妥善的處理，從而保證施工工作順利進行。

2.2 測量放線

在施工開始前，需要測量工程師按照設計圖紙的要求以及業主方給定的坐標水準點，放出加固區域的點位?，F場施工技術人員按照測量放線位置和三軸攪拌樁施工相關參數要求，確定好每組三軸攪拌樁的位置，并做好定位標記。

2.3 開溝槽

對三軸攪拌樁施工過程中出現的大量置換土的情況，在攪拌樁位上事先開挖溝槽，確保施工現場文明施工。

施工劃線依據測量放樣出樁的中心點位，采用挖掘機沿與中心線平行的方向開挖溝槽，開挖溝槽寬度為1.0m，深度為0.8m，以三軸攪動樁的直徑為基準進行施工。此外，要及時處理溝槽內開挖的土，從而達到基本施工的要求，實現文明施工的目標。

2.4 孔位放樣

測量工程師根據設計圖紙和測量控制點放出樁位后，現場技術人員和其他開挖溝槽的工作完成后，樁位的平面位置偏差要控制在2cm 以內。

2.5 樁機就位與垂直度校正

三軸攪拌式樁機到達設計施工位置后，首先對樁機的豎直幅度進行調整，豎直幅度在0.5%以內為宜。將直徑為10cm 的鋼圈焊接在樁機上，在高8m 的位置懸掛一把重錘，保證重錘剛好穿過鋼圈的中心位置，同時借助經緯儀校正樁機鉆桿的垂直度。每次施工開始前都要對鉆桿的垂直度進行調整，在鋼圈內放置重錘。在移動樁機的過程中，現場在樁機前位置每隔60cm 做紅色標記，從而保證樁機每次都能夠移動到準確位置。

值班班長要對樁機進行統一指揮，務必認真檢查現場情況，確保移動安全順暢后方可移動。樁機定位完畢后，樁機樁位復查由值班班長負責，偏差控制在20mm 以內?，F場監理工程師在完成定位后，再次對樁位進行了核實。

施工前需在鉆桿上做好參考標識，確保樁長始終與設計樁長相等，如樁長發生變化應重新制作標識，以便更好地控制成樁深度。

2.6 水泥漿液拌制

施工作業開始前，要求對全部工人展開詳細且完整的施工交底。水泥采用PO42.5 普通硅酸鹽水泥，水泥漿液水灰比控制在1.5，水泥摻量在25%的基礎上借助稠度儀、比重計等儀器進行嚴格控制。

2.7 噴漿、攪拌成樁

三軸攪拌樁機開啟后，攪拌速度根據實際土質進行調整，直到設計標高時，攪拌頭才從上到下進行攪拌。鉆桿在下降和提升過程中，根據三軸攪拌樁施工工藝的要求，需要對水泥漿液進行灌注。鉆機的鉆進速度和提升速度應控制在合理的施工參數范圍值內，要求將攪拌好的水泥漿液均勻連續地按試樁總結報告參數注入，確保設計水泥漿液在鉆桿完成提升工作時剛好全部注入。具體建設參數見表1 所示。

表1 建設參數

3 施工注意事項

1）施工中發生異常情況時，例如無法達到設計深度且無法繼續開展施工，現場技術人員應及時上報業主和監理單位，經各方協調商榷后制定相關措施。

2）需要同業主、監理單位、設計單位共同商討，施工區域內管線等影響施工時的解決方案。

3）在施工過程中，如因有特殊情況造成停機，造成成樁工藝中斷，在未產生不連續樁體的情況下，應將攪拌機降至停漿點下1m 處，待恢復后再繼續進行噴漿打孔攪拌；如果出現停機時間較長的情況，應先將漿管拆下清洗，不然漿水長時間硬結后會堵塞管路。

4）如出現堵管現象，必須立即停止施工。處理完畢后，立即將攪拌鉆具上提并下沉1.0m 后即可注漿，待10～20s 后，在斷樁的情況下恢復向上提拉攪拌。

5）施工時要嚴格按照設計要求的樁長、樁徑、樁間距以及試驗所得的固化劑摻量、樁管提升高度和速度等施工參數施工。

4 控制水泥用量的三軸攪拌樁施工

4.1 三軸攪拌樁漿液配合比

按照設計文件要求，攪拌樁28D 的無邊限抗壓強度不能低于1.0MPa。本項目三軸攪拌樁施工水泥采用PO42.5 普通硅酸鹽水泥，水泥漿水灰比1.5，結合圖紙要求和試樁檢驗結果?；A加固為三軸攪拌樁，土體重量5%的空樁水泥和25%的實樁水泥。

4.2 單幅水泥每米使用三軸攪拌樁

水泥摻量為5%時，每延米水泥使用量：三軸攪拌樁每米水泥用量=單位體積×摻量×土重=1.5×1×1800×5%=135（kg/m），容重為1.8t/m3，單幅墻幅斷面面積1.5m2。

水泥摻量為25%時，每延米水泥使用量：三軸攪拌樁每米水泥用量=單位體積×摻量×土重=1.5×1×1800×25%=675（kg/m），取水泥土容重1.8t/m3，單幅墻幅斷面面積1.5m2。施工過程中使用比重計、稠度儀對水灰比進行控制。

5 結論

地基加固三軸攪拌樁的施工質量關系到基坑安全及后續隧道實體質量，更嚴重會對后續高鐵列車組行車造成安全影響?；踊A加固較好，坑內無積水，加固車身強度符合設計要求，加固位置基礎承重符合設計要求，總體來看，基坑止水效果較好，在泥質土層中表現出三軸攪拌樁基礎加固的實用性，另外，三軸攪拌樁施工周期短，環境污染小，成本低，使用前景廣泛，是一種新型混凝土結構的基礎加固方式。