三軸攪拌樁在溫州市域鐵路軟土基坑加固的應(yīng)用

王 文 博

(中鐵二十一局集團(tuán)有限公司，甘肅 蘭州 730000)

軟土由于含水率高、壓縮性大、強(qiáng)度低及其他因素，在基坑開挖時風(fēng)險較大。所以選擇合理的支護(hù)方案對工程進(jìn)度、質(zhì)量、造價等很重要[1]。三軸攪拌樁在我國工程實(shí)踐中應(yīng)用較廣，三軸攪拌樁機(jī)對土體進(jìn)行切割的同時從鉆桿中噴出調(diào)制好的水泥漿液，漿液與周圍土體混合，形成具有一定強(qiáng)度的地下連續(xù)墻[2]。三軸攪拌樁處理軟基主要應(yīng)用于基坑圍護(hù)，周圍環(huán)境復(fù)雜的基坑加固，由于對周圍土體擾動小，經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)較高，加固效果好等優(yōu)點(diǎn)[3-5]。本文介紹了三軸攪拌樁在溫州市域鐵路工程基坑圍護(hù)時的應(yīng)用，闡述了三軸攪拌樁的施工工藝等。為后續(xù)類似工程提供參考。

1 工程概況

本工程為溫州市域鐵路S1線一期工程GB11B標(biāo)段，位于溫州市龍灣區(qū)境內(nèi)，里程樁號為DK36+083.11～DK37+591.84，包含永強(qiáng)站，線路總長1 508.73 m，均采用明挖順作法施工。永強(qiáng)站基坑深度約13 m，支護(hù)型式采用鉆孔灌注樁加內(nèi)支撐的方法。車站基坑坑底加固采用三軸深層攪拌樁加固，成樁直徑φ850@600。裙邊加固寬度為5 m，深度自坑底向下5 m；其余部分采用格柵式加固，加固寬度3 m，間距5 m，深度自坑底向下4 m。本標(biāo)段區(qū)間隧道采用單層雙孔矩形結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)寬度12.5 m～13.1 m之間，高度8.4 m。區(qū)間圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用800 mm厚地下連續(xù)墻，區(qū)間基坑加固處理時采用φ650三軸攪拌樁來進(jìn)行裙邊和抽條加固，抽條寬3 m，深4 m，凈距3 m；裙邊寬3 m，深6 m。加固指標(biāo)要求28 d無側(cè)限抗壓強(qiáng)度qu≥1 MPa(見圖1)。

第11B標(biāo)段(DK36+083.11～DK37+591.84,全長1 508.73 m)沿線下穿永強(qiáng)大道、海寧路、沙前街、蟾南西路、濱海大道等。本區(qū)間地質(zhì)地層為淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土層，含粉砂淤泥質(zhì)、灰褐色、灰青色、流塑狀、高壓縮性等狀態(tài)分布，詳見圖2。①0為人工填土：雜色稍密，主要為建筑垃圾及碎石，②1和②2為淤泥：灰色，流塑，夾壁層粉砂具有水平層理，局部夾帶少量腐殖質(zhì)貝殼；④1為粘土：褐黃色～灰色，可塑性較高，局部含少量腐殖質(zhì)貝殼。天然含水量在編號①4-1的地層高達(dá)52.58%，孔隙比平均1.49；滲透系數(shù)小于10-7m/d；基本承載力為50 kPa；巖土施工工程分級為Ⅱ級。

2 三軸攪拌樁施工工藝

2.1 施工準(zhǔn)備

在用三軸攪拌機(jī)施工前，要對施工區(qū)域進(jìn)行整平，清除場內(nèi)的雜物和腐植草皮，并處理臨時便道。做好交通疏導(dǎo)事項(xiàng)，遷改地下管線及架設(shè)線路，做好安全圍擋圍護(hù)等事項(xiàng)，確保施工用電、用水、照明等事項(xiàng)，做好排水系統(tǒng)相關(guān)事項(xiàng)，水泥罐及散裝水泥或袋裝水泥的準(zhǔn)備，攪拌及壓漿系統(tǒng)的準(zhǔn)備。并做好相關(guān)技術(shù)準(zhǔn)備，熟悉圖紙，布置樁位位置，對擬投入的機(jī)械設(shè)備進(jìn)行檢查。

2.2 設(shè)計要求及施工成樁工藝

2.2.1設(shè)計要求

三軸攪拌樁對槽壁加固時的設(shè)計參數(shù)：水泥摻入量初擬值不小于20%，空樁水泥摻入量不小于8%，水泥等級不小于42.5普通硅酸鹽水泥，結(jié)構(gòu)尺寸的設(shè)計參數(shù)：槽壁加固的外側(cè)側(cè)壁攪拌樁的樁長為18 m，加固的縱向間距為1.35 m橫向間距0.6 m均采用實(shí)樁加固；內(nèi)側(cè)槽壁單排加固的加固深度為8 m，樁間距為1.5 m。基坑底部的加固參數(shù)為：水泥摻入量的初擬值不小于25%，空樁不小于8%，水泥強(qiáng)度等級不低于42.5普通硅酸鹽水泥，對基坑裙邊及抽條加固時，加固的縱向間距為1.5 m，橫向間距為0.6 m，其中裙邊加固的深度為基坑以下6 m，寬度為3 m，基坑以上的均為空樁，基地以下6 m為實(shí)樁。抽條加固的深度為基坑以下4 m，寬度為3 m，基坑以上的均為空樁，基地以下4 m為實(shí)樁。

2.2.2施工順序

施工流程圖如圖3所示。

1)場地平整。

清除場內(nèi)的雜物和硬物，整平地面，整平后地面高出樁頂?shù)脑O(shè)計標(biāo)高0.5 m，有利于樁的施工。用JG60-8L小型挖機(jī)來開挖工作槽溝，槽溝寬度為1 m，深1 m。

2)三軸攪拌樁機(jī)就位。

樁機(jī)應(yīng)保持平穩(wěn)、平正，龍門立柱的垂直度用全站儀觀測，并在施工時保持隨時觀測來保證樁基的垂直。

3)水泥漿制備。

按照設(shè)計要求拌水泥漿，水泥漿制備需要不小于3 min的攪拌時間，以保證水泥漿的均勻性，水泥漿從攪拌機(jī)制備好后進(jìn)入儲存罐要設(shè)置過濾網(wǎng)，為了保證水泥漿液不離析，在儲存罐中需要不停的攪拌。施工中可在水泥漿液中適當(dāng)增加2%高效減水劑的摻量，以減少水泥漿液在注漿過程中的堵塞現(xiàn)象。

4)成樁。

三軸攪拌機(jī)就位、泥漿準(zhǔn)備好后，開始鉆進(jìn)。在鉆進(jìn)的過程中開始噴漿(按照以下計算數(shù)據(jù))根據(jù)試樁制定的注漿參數(shù)，嚴(yán)格控制下沉速度，在樁底部分重復(fù)攪拌注漿，攪拌噴漿1 min～2 min，并作好原始記錄。在提升過程中嚴(yán)格按照設(shè)計參數(shù)不大于0.5 m/min勻速提升。噴漿量在電子顯示屏中顯示，由此來控制樁基下沉、提升的速度。在施工過程中制備漿液的時間和噴漿量影響成樁質(zhì)量，噴漿量應(yīng)該在理論噴漿量的95%～105%。發(fā)現(xiàn)噴漿量不足時應(yīng)該整樁復(fù)打，因客觀原因噴漿中斷的，復(fù)打重疊段不小于1 m。鉆進(jìn)時注漿量一般控制在總漿量的60%，提升攪拌時注漿量為額定漿量在總漿量的40%。

三軸攪拌樁施工方法見圖4。

5)檢測項(xiàng)目。

工藝性試驗(yàn)樁完成后，3 d后聯(lián)系第三方檢測做輕便初探試驗(yàn)，主要確定樁身的均勻性，根據(jù)規(guī)范要求檢測試塊的抗壓強(qiáng)度，并報送業(yè)主監(jiān)理。澆筑完成后，關(guān)于地下連續(xù)墻的質(zhì)量檢測采用鉆芯取樣及無側(cè)限抗壓強(qiáng)度來檢測樁基是否滿足設(shè)計要求。

3 結(jié)語

溫州市域鐵路項(xiàng)目根據(jù)檢測報告得知，軟土地基深基坑圍護(hù)采用三軸攪拌樁技術(shù)取得質(zhì)量效果好，達(dá)到了設(shè)計要求，采用裙邊加固和抽條加固的方法，對基坑變形取得良好的效果。采用四攪兩噴的施工方法，對基坑保持穩(wěn)定具有良好措施，為防止灌漿中管道堵塞的措施之一，為后續(xù)類似工程施工提供一定參考。