三軸深層攪拌樁止水帷幕在深基坑中的應用

趙善國，趙玉杰，李景山

(1.黑龍江省水利水電勘測設計研究院，哈爾濱 150080；2.中國水電基礎局有限公司，天津 301700)

三軸深層攪拌樁止水帷幕在深基坑中的應用

趙善國1，趙玉杰2，李景山1

(1.黑龍江省水利水電勘測設計研究院，哈爾濱 150080；2.中國水電基礎局有限公司，天津 301700)

太原某基坑支護工程采用三軸深層攪拌樁止水帷幕及鉆孔灌注樁作為基坑圍護結構。文章首先介紹了工程概況和工程地質條件，然后介紹了三軸深層攪拌樁，施工工藝流程、施工順序、攪拌機不沉與提升，并闡述了特殊情況處理與施工質量保證措施。經實踐證明，該功法具有經濟、工期短、隔水性強、施工方便、對周圍環境影響小等特點。

圍護結構；深基坑；三軸深層攪拌樁止水帷幕

1 工程概況

本工程位于太原市，南側為長風街，東臨平陽路，西側靠近汾河。該工程分為A、B、C三區，總規劃用地為160448.8m2，總建筑面積1178400m2，開挖深度A區為10.6m、B區為16m、C區16.5m。由于本工程基坑較大、開挖深度較深，防滲處理要求高。基坑采用三軸深層攪拌樁作為止水帷幕，樁徑850mm，樁間距600mm，樁長24.5～14.5m，每個施工單元相互搭接一個樁，搭接長度為250mm，套幅施工、全長復攪。采用P.O42.5普通硅酸鹽水泥，水泥摻入比為被加固土重量的20%，水灰比為1.2～1.5。水泥土攪拌樁的樁身強度采用翻漿漿液試塊強度和鉆芯取樣試驗確定，水泥土立方體28d抗壓強度≥2.0MP[1]。

2 工程地質條件

受汾河影響，施工區地基土有明顯的沉積韻律，場地土層為第四紀的河流沖、洪積物地層。擬建場地地下水混合穩定水位埋深為2.1～5.2m，絕對高程介于777.02～778.12，地下水混合穩定水位埋深平均值3.4m，首層穩定水位基本與混合水位相同，第二層穩定水位5.00～7.50m，第三層穩定水位11.8～14.0m。水位變幅為1.00m左右，勘察期處于枯水期。地下水類型為上部首層地下水為孔隙潛水，首層以下地下水均為承壓水。地下水由東向西徑流，主要受大氣降水、汾河及側向徑流補給。

表1 地基土物理力學指標

3 三軸深攪樁施工

3.1 施工工藝流程

三軸深層攪拌樁施工流程為：施工準備→測量放線→開挖溝槽→樁機就位→拌制水泥漿→噴漿、噴氣下沉攪拌→提升噴漿攪拌→攪拌結束，移至下一樁位施工[2]。

3.2 三軸攪拌樁施工順序

當場地具備連續施工條件時采用跳打式施工。當場地不具備條件時，如在轉角處或有施工間斷情況下，采用單側擠壓式施工。

3.3 三軸攪拌機下沉與提升

三軸攪拌機采用兩軸注漿，中間軸注壓縮空氣。三軸攪拌機就位后，主軸正旋轉攪拌下沉，達到設計樁頂以上50cm后，開始噴漿，下沉速度應保持在0.5～1.0m/min，直至設計孔深。在樁底持續攪拌噴漿約30s，開始提升鉆桿，提升速度應保持在1.0～2.0m/min，提升過程中繼續噴漿攪拌，直到噴到樁頂上部50cm為止。

4 特殊情況處理

4.1 軸線長度處理

按設計要求，三軸攪拌樁樁徑為850mm，樁間距600mm，每個施工單元相互搭接1個樁。因此每個施工單元長度為1.2m。因本工程拐點較多，對單段軸線總長度超出1.2整數倍的，為達到設計要求，在超出1.2整數倍的地方，增加一個施工單元，個別場地不具備條件的，可適當增加與上一單元套接長度。

4.2 冷縫處理及陽角加強

當軸線范圍內場地不具備連續施工條件，存在中段施工的現象，如中斷時間>24h，則必然在兩樁之間形成冷縫。為確保施工質量，在冷縫外側先進行補樁，再采用高壓旋噴處理，如圖1所示。對于施工過程中出現的陽角加強情況，如圖2所示。

圖1 冷縫處理示意圖

圖2 陽角加強示意圖

5 施工質量保證措施

5.1 三軸攪拌樁施工中的質量保證措施

施工中的質量保證措施有5點：①樁機必須端正、穩固、水平，用全站儀校正、保持其垂直度。②注漿量采用流量計控制，按照設計摻入比嚴格控制注漿總量。采用自動稱量系統，按照設計水灰比自動制漿，并用比重計測量每桶漿液的比重。③必須控制好下攪與上提的速度。下沉噴漿速度控制在0.5～1.0m/min，上提噴漿速度控制在1.0～2.0m/min，成樁質量較好且經濟。④提升噴漿到地面發現鉆頭被泥包住時，必須配有專業進行鏟除，以確保鉆頭再次下沉時，泥土攪拌充分、均勻，避免出現空心攪拌樁。⑤嚴禁使用過期的水泥、受潮水泥，對每批水泥進行安定性、強度等指標復試，合格后方可使用。

5.2 質量檢驗方法

在攪拌樁施工過程中采取漿液進行漿液試塊強度試驗，要求每個臺班做2組水泥土試塊，一組3塊，采用浸水養護一定齡期后，通過單軸無側限抗壓強度試驗，獲取試塊的強度試驗值。在攪拌樁施工后達到一定齡期后，采用鉆孔取芯試驗來檢查樁身的完整性、連續性、均勻性。通過切取芯樣試塊進行室內無側限抗壓強度試驗，確定水泥土的抗壓強度。通過滲透試驗來確定水泥土的滲透系數。成樁檢測內容主要包括樁底標高、樁位偏差、樁徑和攪拌樁施工間歇時間。檢測標準見表2。

表2 檢測標準

6 結 語

采用三軸深層攪拌樁作為基坑止水帷幕，與傳統的水泥土攪拌樁相比，其成樁質量、均勻性及成樁垂直精度有了較大的提升，具有施工速度快、止水效果好，水泥土強度高等優點，適合較深基坑的止水。基坑開挖后，整個基坑無滲水現象，止水效果明顯。通過本工程的成功實踐，拓展了三軸深層攪拌樁止水帷幕在太原建筑市場的應用，并為深基坑工程累計了經驗。

[1]龔曉南.深基坑工程設計施工手冊[S].北京：中國建筑工業出版社，1998.

[2]趙志縉，應惠清.簡明深基坑工程設計施工手冊[S].北京：中國建筑工業出版社，1999.

1007-7596(2014)01-0184-02

2013-08-21

趙善國(1973-)，男，黑龍江林甸人，高級工程師；趙玉杰(1973-)，男，天津人，高級工程師；李景山(1972-)，男，黑龍江集賢人，高級工程師。

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