淺談三軸攪拌樁在加固基坑槽壁中的應用

李穎穎 劉玲 李立

1 日照職業技術學院，山東日照，276826 2 中國中鐵一局集團城市軌道交通工程有限公司，陜西西安，710000

摘 要：本文結合南昌地鐵車站基坑槽壁加固實例，介紹了三軸攪拌樁施工工藝和施工中遇到的特殊情況處理方法，可為同類工程施工提供參考。

關鍵詞：交三軸攪拌樁；槽壁加固；噴漿攪拌

引言

三軸攪拌樁是利用三軸攪拌樁鉆機在原地層中切削土體，同時鉆機前端低壓注入水泥漿液，與切碎土體充分攪拌形成隔水性較高的水泥土柱列式擋墻。具有施工速度快、施工效果良好、施工質量可靠等特點，已廣泛應用于基坑圍護、水庫抗滲、隧道加固等領域。本文以南昌地鐵車站為例，探討了該技術的成功應用。

1 工程概況

1.1工程概況

南昌地鐵3號線上沙溝站位于南昌市東湖區上沙溝貨運鐵路專線北側。三軸攪拌樁施工區域已平整、通水、通電滿足施工條件。本車站施工場地內雜填土較厚，最厚處達到4.9米，槽壁加固采用三軸攪拌樁850@600，加固深度不小于5.9m，入粉質粘土層1m。本車站試樁長度按招標圖紙要求確定為17.6m。

1.2地質條件

場區地層成因類型以河流沖擊為主，沉積物粗細韻律變化明顯，具有典型的二元結構，地層巖性都具有下部粗，上部細的韻律變化特點。車站地層由上到下分別為：①雜填土②粉質粘土③中砂④礫砂⑤1-2強風化泥質粉砂巖⑥1-3中風化泥質粉砂巖。穩定水位標高為10.8～10.85m，位于結構頂板附近。

1.3水文條件

本標段沿線按地下水類型分為上層滯水、第四系松散巖類孔隙水、碎肩巖類裂隙孔隙水三種類型。

車站的地下水主要賦存于第四系砂礫層的孔隙承壓水，其次賦存于填土層中的上層滯水。上沙溝站施工范圍內穩定水位標高為17.76m～19.81m，位于結構中板處。上沙溝站施工范圍內穩定水位標高為16.92米，位于結構底板以下5～6m。只有少量第四系松散巖類孔隙水。

2 設計概括

2.1槽壁加固

三軸水泥攪拌樁槽壁加固采用42.5級普通硅酸鹽水泥，水泥摻量比不小于20%，28天無側限抗壓強度值qu≥1.2MPa，滲透系數值≤10-7cm/s時為合格。

2.2端頭加固

強加固區：三軸攪拌樁端頭加固采用42.5級普通硅酸鹽水泥，強加固區水泥參量比不小于25%，28天無側限抗壓強度值qu≥0.8MPa，滲透系數值≤10-7cm/s時為合格。

弱加固區：三軸攪拌樁端頭加固采用42.5級普通硅酸鹽水泥，弱加固區水泥參量比不小于10%，28天無側限抗壓強度值qu≥0.5MPa，滲透系數值≤10-6cm/s時為合格。

3 施工過程

3.1工藝流程

本車站三軸攪拌樁施工工藝流程如圖示：

三軸攪拌樁施工順序如圖1所示：為保證樁與樁之間充分搭接，確保墻體的連續性和接頭的施工質量，達到止水的作用，攪拌樁接頭采用套打方式。

3.2施工工藝要點

3.2.1測量定位

施工前，先根據設計圖紙和坐標基準點，計算出攪拌樁的角點坐標（或轉角點坐標），利用全站儀精確放樣樁位。并進行坐標數據復核，同時做好護樁和工程測量復核單。

3.2.2開挖導溝

根據放樣出的水泥土攪拌樁中心線，用挖掘機沿圍護中心線平行方向開掘工作溝槽。溝槽寬約1.2m，深1.5m，主要用來導流鉆孔后被置換出來的水泥土，并及時挖除槽內多余泥漿。

3.2.3樁基就位及垂直度校正

樁機獨立行走移動前仔細觀察現場情況，保證移位平穩、安全，樁位偏差不得大于20mm。

（1）采用樁機自帶的電子校正儀器調整樁機水平位置，根據儀器偏差方向進行調整校核，將三軸攪拌樁機調整至水平位置。

（2）三軸攪拌樁機位于水平位置時，采用全站儀對三軸攪拌樁基的鉆桿進行垂直度校正，校正完成后使用三軸攪拌樁進行施工。

（3）每5組攪拌樁用全站儀校核一次。

3.2.4樁長控制標記

施工前根據圖紙計算三軸攪拌樁施工樁長并根據樁長在鉆桿上做好標記，控制攪拌樁樁長不小于設計樁長，當樁長變化時擦去舊標記，做好新標記。在施工過程中通過標記來實現對樁長的控制。

3.2.5漿液配制

水泥漿液的水灰比為1.6～2.0，即每立方米被攪拌土體中水泥摻入量為673Kg、680Kg、700Kg。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臺注漿泵同時壓漿，注漿壓力為0.8Mpa～1Mpa，注漿流量為145L/min/每臺。本次試樁為三根：S31：樁長17.6m，水泥量673Kg/m，單樁水泥量11.84T；S32：樁長17.6m，水泥量680Kg/m，單樁水泥量11.96T；S36：樁長17.6m，水泥量700Kg/m，單樁水泥量12.32T。

3.2.6噴漿攪拌下沉

三軸主機就位后，外軸正轉噴漿攪拌下沉；提升時外軸反轉噴漿復攪，完成一組攪拌樁的施工。對于不易勻速鉆進下沉的地層，通過增加攪拌次數，完成一組樁的施工。攪拌樁鉆進過程中，在樁底部分適當持續攪拌注漿，并盡可能做到勻速下沉和勻速提升，使水泥漿和原地基土充分攪拌。

3.2.7噴漿攪拌提升

鉆桿下沉到設計深度后，在底部停頓持續噴漿10分鐘，然后邊噴漿、邊旋轉攪拌鉆頭，泵送必須連續，并提升至超設計標高50cm，噴漿量采用流量表統計，攪拌深度鉆桿標記方式進行記錄。鉆桿在下沉和提升時均需注入水泥漿液。

3.2.8試驗檢測

成樁28d后，用取芯機截取樁體進行無側限抗壓強度試驗，檢測數量為施工總樁（組）數的5‰，且不小于6點。在每根檢測樁樁徑方向1/4處、樁長范圍內垂直鉆孔取芯，觀察其完整性、均勻性，拍攝取出芯樣的照片，取不同深度的3個試樣作無側限抗壓強度試驗。鉆芯后的孔洞采用水泥砂漿灌注封閉。芯樣無側限抗壓強度試驗結果如下：S36號樁的的平均抗壓強度為1.24MPa；S32號樁的的平均抗壓強度為1.25 MPa；S36號樁的的平均抗壓強度為1.21 MPa。

4 特殊情況處理

4.1施工冷縫處理

水泥土攪拌樁搭接施工的間隔時間不宜大于24小時，當超過24小時時，搭接施工時應放慢攪拌速度。若無法搭接或搭接不良，應作為冷縫記錄在案，在搭接處采取以下補救措施：一是嚴格控制下沉和提升速度，做到輕壓慢速以提高搭接質量；二是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水泥攪拌樁方案，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，補樁與原攪拌樁搭接厚度約10cm。

4.2遇孤石的處理措施

一般情況下，三軸攪拌樁對粒徑10cm以下的卵石地層亦適用。在成樁過程中如遇較大孤石，則采用加水沖擊，提高水泥摻量的方法，若孤石較大無法沖脫，則采用加樁補強的方法。

4.3垂直度控制及糾偏措施

準確定位樁的平面位置，鉆機就位嚴格按樁的平面位置就位；對于有偏斜的樁位，采用加樁的措施，在其背面補做加強樁。

4.4意外停機時的應急措施

發生意外停機事件，將鉆桿下沉0.5m，重新噴漿攪拌，防止出現斷樁或夾層現象，若兩樁咬合超過24h，則第二根樁采用增加20%漿量，或采用加樁。

4.5其他情況的處理

有異常時，如施工遇無法達到設計深度時，應及時上報甲方、監理，經各方研究后，采取補救措施。

5 結語

施工實踐表明，三軸攪拌樁技術施工方便、施工效果良好。在通過對部分樁的滲透系數和芯樣無側限抗壓強度試驗，結果證明樁身質量和止水等有關指標均取得理想效果，可在工程基坑支護施工中推廣應用。

參考文獻：

[1]劉長威.淺析三軸攪拌樁作為基坑止水帷幕的應用[J].江西建材，2016（09）：62-63.

[2]董志國.天津高銀117大廈三軸攪拌樁施工關鍵技術[J].技術園地，2016（11）：37-40.

作者簡介：

李穎穎 /女/1982年生/講師

劉玲/女/1969年生/講師