臨江動水富砂地層攪拌樁施工技術(shù)措施

黎寶強

（廣州珠江工程建設(shè)監(jiān)理有限公司）

引言

深基坑止水帷幕施工方法除地下連續(xù)墻外，一般采用深層攪拌樁與高壓旋噴樁，高壓旋噴樁因成本較高、質(zhì)量不穩(wěn)定使用較少，深層攪拌樁在深基坑止水帷幕中廣泛使用。在臨珠江邊受潮汐動水影響且富砂（粉細(xì)砂）地層中施工攪拌樁難度更大，潮汐動水影響水泥漿凝固，粉細(xì)砂層已形成流砂，在土方開挖后出現(xiàn)涌水涌砂現(xiàn)象，非常難以處理。本文結(jié)合現(xiàn)場實際施工情況及處理過程進(jìn)行描述。

1 工程概況

魚珠AP0518023地塊基坑支護(hù)及土石方工程位于廣州市黃埔區(qū)魚珠國際木材市場內(nèi)，基坑周長約844m，基坑開挖深度為7.6m；基坑支護(hù)方式為“放坡+土釘墻”和“灌注樁+錨索”，采用攪拌樁做止水帷幕；基坑南面緊鄰珠江，距離珠江邊約60m；西側(cè)距離河涌45m。南側(cè)基坑開挖深度范圍內(nèi)主要分布為素填土（吹填砂）、粉細(xì)砂、局部為淤泥及中粗砂。粉細(xì)砂水平分布較為連續(xù)，埋深平均約7.20m，局部埋深約11m，并由西向東砂層埋深逐漸變大。南側(cè)攪拌樁為大直徑攪拌樁，直徑為800mm，中心距550mm，采用四攪四噴的施工方法，水泥采用42.5普通硅酸鹽，水灰比0.5～0.55，每米水泥慘入量不少于135kg，提升速度小于0.4m/min；下降速度小于0.8m/min，攪拌樁有效長度為9～12m。

2 施工過程存在的問題

在攪拌樁施工過程中，施工單位已經(jīng)考慮珠江潮汐動水的影響，在水泥漿中添加占25%水泥重量的純粘土粉（澎潤土）代換水泥，其余參數(shù)按設(shè)計要求施工，施工自西向東進(jìn)行，施工完成100根樁左右時，逐漸出現(xiàn)返漿量偏少，甚至不返漿的現(xiàn)象。經(jīng)比較分析，問題原因為；攪拌樁的水泥漿液在未凝固前就因漲退潮而隨動水帶走流失與稀釋，造成水泥土離析，導(dǎo)致攪拌樁成樁質(zhì)量差，令止水帷幕失效。

3 施工技術(shù)處理

（1）針對此問題，業(yè)主組織各參建單位召開第一次專題會議，會議議定實施以下事宜：①對珠江潮汐起落時間、潮汐落差等進(jìn)行連續(xù)觀測并做好記錄，同時對場內(nèi)鉆孔水位之間進(jìn)行觀測，由勘察單位對地塊南側(cè)施工部位進(jìn)行補充勘探，查明地質(zhì)分層、埋深以及地下水情況。②對地塊南側(cè)已施工的攪拌樁進(jìn)行抽芯檢測，檢查攪拌樁的成樁質(zhì)量。③攪拌樁施工的水泥漿中添加外加劑水玻璃進(jìn)行試驗。④施工單位對南側(cè)攪拌樁施工工藝編制施工專項方案，特別是針對珠江邊潮汐動水對攪拌樁施工影響，報監(jiān)理、業(yè)主審批后組織專家論證。

（2）數(shù)據(jù)分析

①珠江潮汐漲落時間、潮汐落差值與查閱資料的潮汐表數(shù)據(jù)接近；珠江潮汐類型為不規(guī)則半日潮，每日基本上有二漲二落，每天漲潮的時刻也比前一天推遲50min左右，潮汐落差值約為1～2m，最大為3m。

②對已施工的攪拌樁進(jìn)行抽芯檢測，數(shù)量為9根樁，抽芯結(jié)果顯示南側(cè)攪拌樁返漿段與不返漿段均出現(xiàn)攪拌樁樁身不完整，砂層部位未膠結(jié)，成樁質(zhì)量差的現(xiàn)象。對南側(cè)場地進(jìn)行補充勘探，場地內(nèi)砂層較厚，平均埋深約7.20m，局部埋深約11m，基本為粉細(xì)砂層，局部有粗砂與淤泥，地下水充沛。

③試驗一：水（6kg）、水泥（10.36kg）、水玻璃（0.55kg，水泥重量 5%）、水灰比 0.5～0.55，初凝時間為 5min，終凝時間 25min；試驗二：水（6kg）、水泥（7.64kg）、泥粉（3.27kg，水泥重量 30%），初凝時間為 50min，終凝時間6h，試驗三：水（6kg）、水泥（7.25kg）、泥粉（3.11kg，水泥重量 30%）、水玻璃（0.55kg，水泥重量5%），初凝時間為2min，終凝時間15min。

④對場地內(nèi)鉆孔的水位進(jìn)行觀察，水位沒有發(fā)生變化；在場地南側(cè)挖出4×5m2的深坑，坑內(nèi)水位變化較大，高差有60～70cm；在落潮時對江邊水岸進(jìn)行觀察，發(fā)現(xiàn)河岸擋土墻腳有多個冒水點，出水量較大。

（3）根據(jù)上述情況業(yè)主組織各參建單位召開第二次專題會，并請五位有關(guān)專家參與討論，施工單位上報兩種方案；《密排樁+攪拌樁+旋噴樁方案》與《鋼板樁方案》。經(jīng)與會專家討論形成以下處理措施：①《鋼板樁方案》采用鋼板樁隔離動水再施工攪拌樁的措施有效，應(yīng)先進(jìn)行小范圍試樁，并在攪拌樁的水泥槳中添加適量膨潤土；②施工單位編制攪拌樁試驗段施工方案；③攪拌樁試驗段經(jīng)抽芯檢測合格后方可進(jìn)行攪拌樁大面積施工。

①攪拌樁試驗段方案采用；拉森Ⅵ型鋼板樁，鋼板樁對攪拌樁形成半包圍隔離保護(hù)；在水泥中添加占30%水泥重量的膨潤土代換水泥，每米攪拌樁水泥耗量為102kg，膨潤土為43kg，總重量為145kg。

鉆桿提升下降速度、水灰比等其它技術(shù)參數(shù)同設(shè)計圖紙。

②攪拌樁試驗段完成28根攪拌樁，完成后7d進(jìn)行抽芯檢測，進(jìn)行了 5 根樁抽芯，樁號分別為 D423、D429、D435、D441、D447，抽芯結(jié)果顯示5根攪拌樁樁身水泥攪拌均勻，完整性較好，膠結(jié)良好，能形成完整的止水帷幕，方案技術(shù)措施可行。在此基礎(chǔ)上施工單位提出基坑南側(cè)攪拌樁施工建議方案。

③根據(jù)攪拌樁試驗段施工與抽芯結(jié)果以及施工單位提出的攪拌樁施工建議方案，業(yè)主組織各參建單位召開第三次專題會議進(jìn)行討論，討論結(jié)果如下：a.施工單位繼續(xù)完善攪拌樁施工技術(shù)方案，包括細(xì)部技術(shù)處理，設(shè)計單位根據(jù)施工單位提交的施工技術(shù)方案完善設(shè)計變更，并對錨索技術(shù)參數(shù)進(jìn)行復(fù)核，確?；影踩?；b.施工單位編制攪拌樁施工專項方案并嚴(yán)格按方案進(jìn)行實施，施工時應(yīng)注意攪拌樁的垂直度與搭接，保證攪拌樁止水帷幕的完整性。錨索施工穿過砂層時應(yīng)按要求安放套管，并對錨索進(jìn)行入巖深度與施工長度雙控。鋼板樁施工時應(yīng)注意對攪拌樁進(jìn)行損壞，盡量延后鋼板樁拔出時間；c.攪拌樁施工完成后應(yīng)按要求進(jìn)行抽芯檢測，土方開挖前在現(xiàn)場進(jìn)行局部開挖，觀察基坑內(nèi)水位變化，確保攪拌樁止水帷幕的完整性的情況下進(jìn)行土方大面積開挖。

④設(shè)計處理方案

南側(cè)西段已施工攪拌樁部位（總計130根）先采用9m拉森Ⅳ型鋼板樁隔離動水，在原已施工的攪拌樁的外側(cè)，再重新施工一排攪拌樁（直徑800mm）。南側(cè)中段根據(jù)工程地質(zhì)剖面圖10-10、20-20′揭露其中砂層埋深約為11m，采用12m鋼板樁隔離動水，再施工大直徑攪拌樁。南側(cè)東段采用9m鋼板樁隔離動水，再施工大直徑攪拌樁。

攪拌樁施工參數(shù)：采用占30%水泥重量的純粘土粉（膨潤土）代換水泥，每米攪拌樁水泥耗量約102kg，純粘土粉耗量約43kg，總質(zhì)量為145kg。鉆桿提升下降速度、水灰比等其它技術(shù)參數(shù)同原設(shè)計圖紙。

基坑南側(cè)錨索適當(dāng)增加入巖深度，保證錨索錨固力。

⑤施工專項方案

鋼板樁采用拉森Ⅳ型鋼板樁，KJ′段采用 9m，J′I’段采用 12m，I’H’段采用9m，鋼板樁采用挖土機（帶震動錘機）施打，根據(jù)試驗范圍放設(shè)沉樁定位線→對地面混凝土路面進(jìn)行鑿除→根據(jù)定位線控設(shè)沉樁導(dǎo)向槽→整修平整施工機械行走道路→沉設(shè)鋼板樁→將鋼板樁送至指定標(biāo)高→施工攪拌樁→攪拌樁強度到達(dá)齡期，拔除鋼板樁。

鋼板樁施工時采取措施，減少對攪拌樁的擾動與破壞；攪拌樁施工時注意新舊攪拌樁之間的搭接，防止漏水；錨索施工穿過砂層時采用套管保護(hù)，并嚴(yán)格控制錨索的入巖深度與錨索總長度。

（4）技術(shù)效果

因設(shè)計變更單未正式下發(fā)，現(xiàn)場施工也未正式開始。在基坑南側(cè)攪拌樁施工過程中，監(jiān)理將嚴(yán)格按照規(guī)范及設(shè)計要求進(jìn)行監(jiān)理，做好材料進(jìn)場驗收與施工過程控制，見證攪拌樁檢測，及時處理施工過程中出現(xiàn)的問題，保證施工質(zhì)量，確保施工安全。

4 結(jié)語

深基坑攪拌樁止水帷幕施工方法在工程實際中已廣泛應(yīng)用，取得了非常好的應(yīng)用效果，但在臨江動水富砂地層中存在質(zhì)量缺陷，本工地采用鋼板樁隔離動水并調(diào)整水泥漿配合比的技術(shù)，不僅有效提高了基坑工程的施工質(zhì)量和使用性能，而且加快施工進(jìn)度，取得明顯的經(jīng)濟(jì)效果。在以后類似條件的施工中可以借鑒并采用，以節(jié)約工程的建設(shè)成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。

參加文獻(xiàn)

[1]《魚珠AP0518023地塊項目基坑》圖紙.

[2]《魚珠AP0518023地塊項目基坑支護(hù)工程攪拌樁試驗段施工方案》及專家論證意見.

[3]《魚珠AP0518023地塊項目基坑支護(hù)工程臨江動水作用下富砂地層鋼板樁與預(yù)應(yīng)力錨索施工方案》.

[4]《魚珠AP0518023地塊項目設(shè)計變更單》.

[5]魚珠AP0518023地塊基坑支護(hù)及土石方工程專題會議紀(jì)要02#、03#.