三軸深層攪拌樁止水帷幕技術應用淺析

李學松

【摘 要】三軸攪拌樁憑借一系列優點，適用于城市建設中的基坑工程，在實際應用中收獲了良好的社會效益和經濟效益。文章通過闡述三軸攪拌樁的內涵特征，依托南京下沉式廣場工程實例，重點厘清施工工藝關鍵點及試樁參數，同時針對三軸深層攪拌樁止水帷幕施工過程常見問題提出解決對策，通過樁身質量檢驗和工程實例實施效果驗證，提高該技術運用成熟度，為類似工程施工應用提供可借鑒的思路和方法。

【關鍵詞】三軸深層攪拌樁；止水帷幕；問題；對策

【中圖分類號】TU753 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-0688（2018）05-0189-02

0 引言

三軸攪拌樁施工是指通過運用水泥作加固劑，引入特定的深層攪拌機械，在地基深層位置對水泥、軟土等進行強制攪拌，由此使得軟土變化成樁體，再結合3根樁一并開展作業，使樁與樁之間形成整體，進一步通過增強地基承載水平以生成止水帷幕，防止基坑外圍水向基坑滲入的一種施工技術手段。該項技術手段憑借一系列優點，近年來在城市建設基坑工程中得到廣泛推廣，并在實際應用中收獲了良好的社會效益和經濟效益。然而，該項技術施工工藝要求較高，試樁試驗技術參數選擇尤為重要，施工過程中極易出現影響質量的不穩定因素，因此對三軸深層攪拌樁止水帷幕技術工藝關鍵點、試樁參數計算、常見施工問題對策等開展研究，具有十分重要的現實意義。

1 三軸攪拌樁概述

1.1 三軸攪拌樁

三軸深層攪拌樁主要用于對不良地基的處理。三軸攪拌樁樁基坑中被動區土體加固及臨時維護部位止水帷幕都需要應用到三軸攪拌樁。在施工過程中不會對周圍土體造成過大影響，不會引發周圍地面下沉、道路裂開、房屋傾斜等風險，因此在環境較為復雜且場地受限的城市工程施工中同樣適用。

1.2 三軸攪拌樁特征

三軸攪拌樁具備多項不同特征，優點主要表現為4個方面：①加固效果佳，加固方式多樣，適用范圍廣泛，使原本拌和完畢的土體變得更為均勻，成樁直徑更為可靠，可收獲良好的加固成效，進而滿足各式各樣土質條件及多種不同荷載要求的加固目的。②施工效率高，應用于施工工期短的工程，可有效加快施工速度，縮減施工造價。③適用范圍較為廣泛，通常可應用于復合地基、止水帷幕、支護結構等。可實現對原本軟土的有效利用，依托原位土地加固技術，減少廢土外運量。④攪拌樁機械產品不斷推陳出新，性能逐步優化，適用于多種不同地質條件及工程種類。

三軸攪拌樁的缺點主要表現為2個方面：①三軸攪拌樁樁體抗傾覆能力弱，墻體變位性大，在基坑深度大、無內支撐的情況下不宜單獨使用，需要配合強度高的灌注樁等組成圍護結構。②攪拌機械龐大，組裝復雜，占用場地大，移動不靈活。

2 工程實例

2.1 設計概況

本工程的SMW工法樁、槽壁加固、坑底抽條加固均采用φ850/1200 mm三軸攪拌樁，水泥摻量為20%（空樁水泥摻入量為10%）。水灰比控制在1.5～2.0∶1（坑底加固0.8～1.5∶1），要求28 d的無側限抗壓強度大于1.0 MPa（當攪拌樁用作坑底加固時，坑底以上虛樁要求28 d的無側限抗壓強度不小于0.5 MPa，并具有良好的均勻性）。為改善水泥攪拌轉的性能和提高早起強度，可摻加外摻劑（如膨潤土等）。

2.2 試樁參數計算

本參數選取坑底加固，樁長13.52 m，其中實樁長11.3 m，水泥摻入量為20%，空樁長2.2 m，水泥摻入量為10%，土的比重取1.8 g/cm3，有效加固面積為1.495 m2。對單根樁進行計算如下：實樁部分為11.30×1.8×1.495×0.2=6.08 t，空樁部分為2.2×1.8×1.495×0.10=0.592 t，總重量為6.08+0.592=6.672 t。水泥漿漿液用量：漿液配比為水∶水泥=1.5∶1，漿液比重取1.370 t/m3，實樁部分為6.08÷0.4÷1.37=11.09 m3，空樁部分為0.592÷0.4÷1.37=1.08 m3，漿液總量為11.09+1.08=12.17 m3。通過試樁來獲取各種工藝參數為設計和施工提供依據。

2.3 施工工藝流程及工藝關鍵點

三軸攪拌樁施工工藝流程：測量放樣→開挖溝槽、清除地下障礙物、場地整平→設置導向定位型鋼→樁機就位、校正復合機水平和垂直度→拌制水泥漿液、開啟空壓機，送漿液至樁機鉆頭→噴漿、氣攪拌下沉至樁底設計標高→噴漿、氣攪拌提升至樁頂設計標高→成樁結束→移至下一樁位。施工工藝關鍵控制點：①樁機行走道板不得下沉，樁機垂直偏差不大于1/300的樁長。②下沉速度控制在0.5 m/min以內，攪拌提升速度應控制在1 m/min以內，注漿泵出口壓力控制在0.4～0.6 MPa。③樁與樁之間的搭接時間不宜大于24 h，當超過24 h時搭接施工應放慢攪拌速度以保證搭接質量。④嚴格控制水灰比，水泥漿攪拌時間不少于2～3 min，攪拌應連續進行，防止水泥離析。⑤三軸水泥土攪拌樁樁位偏差不大于50 mm。

2.4 質量檢測

在完成水泥深層攪拌樁施工后需要進行質量檢測，通常可以通過3種方式進行檢測：①完成施工3 d后使用輕型動力觸控方式來檢查樁身的均勻性。②在成樁7 d后對樁頭進行開挖檢查，位置在停漿面以下500 mm，并測量樁的直徑。③在成樁28 d后，用鉆芯法對樁體進行取樣，檢查單軸抗壓強度、完整性和成樁深度。經實際現場檢驗，樁身連續、完整、均勻，其他各項均符合設計及規范要求。

3 施工常見問題及對策

3.1 鄰樁搭接長度不足

（1）問題及其引發原因。這一施工問題主要表現為相鄰三軸攪拌樁相互間搭接長度不足搭接、套接設計要求。引發這一問題的原因主要包括以下幾個方面：①審圖不嚴格或者未依據圖紙內容開展施工。一些施工人員審圖不嚴格，對攪拌樁組接方式予以混淆處理，抑或未切實依據圖紙內容開展施工，由此引發施工質量問題。②樁機定位存在偏差。在具體測量放線過程中，因為操作不當或測量不完備同樣會導致攪拌樁搭接長度不足。

（2）解決對策。針對鄰樁搭接長度不足的問題，解決對策主要包括以下幾個方面：①嚴格審圖，切實依據圖紙內容開展施工。通常而言，一個地基處理工程的止水帷幕攪拌樁大多有多個組接形式，圖1是對3種三軸攪拌樁組接形式的綜合。②開展好定位工作。于攪拌樁機導向架處裝置定位架，并確保定位架上的垂線與控制線上的標識點位相對應。操作人員將攪拌樁機鉆頭置于開挖完畢的導溝中，支撐導向架上的定位架與標識完畢的膠帶相對準，三軸攪拌樁鄰近兩組樁間距調節為1 200，具體定位如圖2所示。

3.2 滲漏

（1）問題及其引發原因。對基坑土方進行適度開挖后，在該區域會出現大面積滲水情況，并且通常會匯集于錨索孔位置，結合錨索孔位置開挖結果，滲漏引發的原因包括以下幾個方面：①止水帷幕于地下成樁效果不理想，一些部位還存在沒有注漿體的情況；②開展完錨索注漿后，針對錨索孔采取相應的處理措施，導致止水帷幕遭受一定程度的破壞，進而引發滲漏情況。

（2）解決對策。在解決錨索孔滲漏問題過程中，基坑透水點所處部位存在不小的水流量，首先應當選取干海帶對錨索孔局部予以塞實處理，并于孔口處留置20 cm；然后選取略微大于錨索的PVC管套住錨索，為后續錨索張拉提供便利；最后于孔口留置處選取“堵漏王”對錨索孔局部予以完全封堵處理。針對其他部位的滲漏處理，直徑為10 cm、長50 cm左右的滲水管底部朝上30 cm處范圍內，依據15 mm的孔距，鉆設孔徑為3 cm的鉆孔，然后選取土工布對這一區域予以包扎處理，并水平埋入相應的土體，將埋設完畢的滲水管局部選取“堵漏王”予以完全封堵處理。

3.3 樁體冷縫

（1）問題及其引發原因。止水帷幕的主要作用是止住地下具備微承壓性的潛水，承載粉土中潛水形成的側向壓力，進一步收獲止水效果。倘若水泥凝結時間不及一根樁與鄰近搭接樁施工時間，各樁體之間搭接勢必會出現樁體冷縫，緊接著基坑開挖后，承壓水極易沿樁體冷縫滲出，進一步對止水帷幕的止水效果發揮造成不利影響。

（2）解決對策。施工期間，一經引發冷縫問題，則應當運用在冷縫位置補做攪拌樁或者旋噴樁等技術手段。為了確保止水帷幕切實發揮止水效果，結合樁體冷縫引發原因，依托在不同部位冷縫內側、止水樁外側加入單根壓密注漿，于已施工冷縫搭接部位開展壓密注漿，在轉角部位施工冷縫外側引入兩排壓密注漿樁，有效防止承壓水沿樁體冷縫滲出，促進止水帷幕止水作用的有效發揮，為后續施工有序開展奠定良好的基礎。

3.4 施工過程冒漿

（1）問題及其引發原因。該項問題是指攪拌樁在鉆進或提升期間，水泥土漿液面與孔口部位處在相同水平面上，進而造成水泥土漿液大量溢出。引發該問題的原因包括如下幾個方面：①未引入科學適用的施工工藝。②黏土顆粒相互間黏結力過強，難以均勻拌和，攪拌期間往往會引發抱鉆；部分土層并非黏土，易于均勻拌和，然而上部壓力偏大，持漿水平有限，引發冒漿。

（2）解決對策。針對冒漿問題，解決對策主要包括如下幾個方面：①針對不同土層選取科學適用的施工工藝。②攪拌樁機鉆進前，攪拌樁位應適當注水，以確保攪拌頭濕潤，倘若地表為黏土，可加入一定量的砂子，以調節土層黏度；輸漿期間土體持漿能力制約引發冒漿，造成實際輸漿量不及設計水平，與此期間可引入輸水攪拌到輸漿攪拌再到一起攪拌的施工工藝，同時將攪拌機轉速調節至50 r/min，確保攪拌均勻，盡量避免出現冒漿情況。

4 結語

總而言之，三軸深層攪拌樁止水帷幕具備適用范圍廣、施工效率高、加固效果好等優點，尤為適用于沿江、河、海等軟土層條件下的工程建設。鑒于此，相關人員務必不斷總結經驗，提高對三軸攪拌樁內涵特征的有效認識，強化對三軸深層攪拌樁止水帷幕技術的深入研究分析。本文對三軸深層攪拌樁止水帷幕技術應用淺析研究，通過實例工程的樁身質量檢驗結果和現場止水效果得到成功驗證，收獲了良好的社會效益和經濟效益，進一步提高了該技術運用成熟度，為相類似工程施工應用提供了可借鑒的思路和方法。

參 考 文 獻

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[責任編輯：陳澤琦]