雙軸攪拌樁在基坑工程中的應用與施工管理探討

宋甲文

0 引言

水泥攪拌樁是我國在20 世紀末發展起來的地基處理新技術，以水泥為固化劑，通過成樁機械，將水泥和地基土進行攪拌，使形成的凝結體具有一定強度和擋水性能的地基處理方法。在上海地下水位比較高的地貌情況下，又由于紅線范圍比較小，經常用水泥攪拌樁來加固軟土地基，然后再進行土方開挖，處理后可以很快投入使用，也可以縮短工期，土方開挖時相對安全、環保。本文主要介紹雙軸水泥攪拌樁的施工及注意事項和施工要點。

1 工程概況

本工程位于上海市徐匯區欽州南路以西，田林東路以南，坐落于田林中學校園內。項目總建筑面積約4 425.3 平方米；新建一幢地下一層、地上二層的體育綜合樓及門衛室，其中地下建筑面積為2 900.8 平方米，地上建筑面積1 524.5 平方米。

體育樓建筑結構為鋼筋混凝土框架結構，基礎類型為樁承臺基礎，鋼網架結構屋面。樁基采用預制鋼筋混凝土方樁，樁邊長350 mm，樁長20 m，方樁總共278 根?；娱_挖深度大于5 米，體育綜合樓建筑要求：地上一層為文體活動室；二層為室內運動場；地下為車庫。

2 管理在工程中的應用價值

在一個項目中，施工工藝的管理是決定工程質量好壞的關鍵。為了保證工藝的先進性、合理性，項目經理部針對分部分項工程編制作業指導書，并下發各基層項目部基數人員，施工前做好基數交底，合理安排創造良好的施工環境，保證工程質量[1]。另外加強施工過程中各個環節的技術質量檢驗制度和力度，一定要嚴把質量關，確保提高工程質量。杜絕返工現象和損失，減少浪費。

3 雙軸攪拌樁可行性論證

3.1 基本概念

水泥攪拌樁是以水泥為固化劑，通過成樁機械，將水泥和地基土進行攪拌，使形成的凝結體具有一定強度和擋水性能的地基處理方法。水泥攪拌樁按主要使用的施工做法分為單軸、雙軸和三軸攪拌樁。

3.2 方案可行性論證

本基坑工程存在如下特點：本工程普遍側距離紅線較近，放坡空間不足，且距離周邊居民區及市政道路較近，周邊還有原有建筑要高度保護，道路下有管線需要保護，另本基坑地下車庫最大開挖深度5.25 m，局部集水井落深0.70～1.20 m，在安全、合理、經濟、可行的基本原則下，針對本工程的基坑開挖深度、面積、場地內的土層地質及周邊環境等實際情況，通過幾種圍護結構的比較，最終確定本工程采用土工法+鋼支撐的圍護方式[2]，詳見附圖1。本文重點探討水泥攪拌樁施工的工藝及控制。

圖1 圍護樁平面布置圖

4 施工工藝流程設計與控制要點

4.1 雙軸攪拌樁施工工藝流程設計

樁位定位→鉆機到位→檢查、調整好鉆機→正方向循環鉆進到設計標高→打開高壓注漿泵→反方向循環提鉆并且噴水泥漿→至工作基準面以下0.3 米→重復攪拌下鉆并噴水泥漿至設計標高→反方向循環提鉆至地面標高→一根樁成樁完成→開始按照上面的順序施工下一根樁。

4.2 工藝控制要點

4.2.1 雙軸水泥土攪拌樁主要技術參數

（1）雙軸水泥土攪拌樁運用的是P42.5 硅酸鹽水泥，單樁的截面面積為Φ700@500 mm，兩頭搭接200 mm，水泥摻入比為13%，暗浜填土區域水泥摻入比提高至15%。外摻劑由施工單位根據本場地地質情況和經驗確定。土的天然重度按18 kN/m3計算，水灰比是0.55，樁身28 d 無側限抗壓強度不低于0.8 MPa。

（2）水泥土攪拌樁要連續搭接施工，相鄰樁施工間歇時間不大于12 小時，如有特殊原因造成搭接時間大于12 小時，就要對最后一根樁進行空鉆留出榫頭用來下一批樁搭接；如間歇時間很長超過24 小時與下一根沒有辦法搭接時，那就要采取一部分補樁或注漿措施，補樁要和無法正常搭接的樁數量和樁深度相同。

（3）攪拌樁施工還要堅持兩噴三攪的施工順序，并且噴漿攪拌時鉆頭高（下降）的速度不能大于0.5 m/min，鉆頭每轉一圈提高（或下降）的距離以1.0 cm～1.5 cm 正好，最后一次提高攪拌宜采用慢速提高。等噴漿口達樁頂標高的時候，就要停止提高，攪拌幾十秒，來保證樁頭的均勻密實度。

（4）水泥攪拌樁的垂直度的偏差不能大于1%，樁位的偏差不能大于0.05 m，樁徑de 偏差不能大于4%。

4.2.2 雙軸水泥土攪拌樁質量檢測要求

基坑開挖前的質量檢測宜在壓頂板澆筑前進行，檢測內容包括樁身強度和樁數復核，樁身強度檢測宜采用制作水泥土試塊和鉆孔取芯進行檢測，檢測要求如下。

據他推斷，這些熱斑可能是由磁場中的激波產生的，就和太陽表面噴出的太陽耀斑一樣。不過，根策爾團隊也在論文中謹慎地表示，這個模型可能過于簡單了。根策爾博士說，相對論效應將黑洞的鄰居變成了無數面鏡子，通過它們，我們可以一窺黑洞的面貌，“目前，我們的陳述還太模糊，沒有太多證據。我們必須繼續深入研究，這樣才能更好地理解這些‘鏡中現象’，還原出事情的真相?！?/p>

（1）試塊制作應采用 70.7 mm×70.7 mm×70.7 mm 立方體試塊，每個機械臺班抽查2 根樁，每根樁不少于2 個取樣的點，要在基坑的坑底上面1 m 的范圍內和坑底上面最軟弱的土層處的攪拌樁內設置取樣點。每個取樣點制作3 件水泥土試塊。試塊應在水下養護并測定28d 齡期的無側限抗壓強度。

（2）鉆取樁芯應要采用φ110 的鉆頭，在開挖的前期或攪拌樁的齡期已經到28D 后再繼續鉆取整個樁長范圍內的樁芯，樁芯一定要呈硬塑的狀態而且沒有明顯的夾雜泥土和砂土。芯樣要很快密封并且很快就做強度的試驗。整個樁長范圍內的樁身強度都要符合設計的要求。取樣的數量大于總樁數的0.5%而且大于3 根。每根樁的取芯數量大于3 點，每個點再取3 件試塊。鉆取樁芯后得到的標塊強度要乘以1.2 或1.3 的系數。鉆芯之后的空隙一定要及時地用注漿來填充。

4.3 雙軸攪拌樁施工要點

（1）開始施工前一定勘測和清楚一切的障礙物，需要回土的地方，一定要分層回填并且夯實，來保證樁的施工質量。

（2）打樁機械行駛的軌跡一定要堅實，樁機垂直方向的偏差小于0.004，來保證攪拌樁垂直的偏差小于0.005。

（3）水泥采用P42.5 硅酸鹽水泥，水泥的摻入量設置為13%，雙軸攪拌樁的水灰比設置為1.8～2.0，最后施工時再根據現場試樁的結果進行適當的調整。

（4）一定要控制好注漿的量和提高的速度，杜絕出現有夾心層或者斷漿的情況。

（5）攪拌樁的頭下降速度要控制在1 米每分鐘以內，提升速度控制在2 米每分鐘以內，注漿泵的壓力要控制在0.8 MPa～1.0 MPa 為宜。

（6）相鄰樁的施工和樁搭接的時間都不大于12 h，如果大于12 h 時那就作為施工冷縫來處理。

（8）如果因為相隔時間長使第二根樁沒有辦法搭接時，就在設計認可的情況下進行補強的措施。

（9）打樁機械預攪時下沉要根據原狀土的情況，確保一定破壞原狀土的樣子，使它迅速的和水泥漿均勻的拌拌在一起。

（10）一定要控制水灰比的比例，水泥漿的漿量大于2 m～3 m的攪拌樁的施工的漿液，過濾后倒入集中坑里，之后不停地攪拌，杜絕水泥離析，壓漿也要連續的進行，不能中斷。

（11）雙軸水泥攪拌樁28D 之后檢測無側抗壓的強度。

（12）工地現場的質量員還要填寫好每根樁的成樁記錄，做好施工的日記，各種使用的原材料都要有質量保證單并測試合格后才可以投入使用。

4.4 確保樁身和均勻性的技術措施

（1）嚴格按照圖紙設計的要求施工。

（2）原土體一定要充分攪拌，嚴格控制下降的速度，要使原狀土充分破壞后才利于它和水泥漿均勻的拌和。

（3）漿液一定不能出現離析，水泥漿液一定要按預定的配合比配制，為了防止漿液離析，放漿前一定要攪拌30 秒后再倒入存漿的桶。

（4）壓漿的階段不能出現斷漿的現象，輸漿的管道一定不能堵塞，全樁一定要注漿均勻，不能發生夾心層的現象。

（5）如果發現管道有堵塞的情況，應立即停止施工、趕緊處理。等處理完成后立刻把攪拌鉆頭提升或下降1.0 米后才能注漿，等過10 秒～20 秒恢復了之后再繼續攪拌，以防止斷樁。

5 結論

現在，雖然水泥攪拌樁的施工工藝有了一定的發展而且逐漸地趨于完善，但是水泥攪拌樁的施工質量一直是人們比較重視的問題。水泥攪拌樁一般用在工程施工的基礎部位，基礎的質量對它上方整個建筑物結構的質量都有一定的影響，因此，重視提高水泥攪拌樁施工時的質量和加強對其的控制。只有施工的一線人員提高了水泥攪拌樁的施工質量控制的意識，加強管理的水平，才能使施工的質量有一定的保證。

在田林三中新建體育綜合樓這個項目的水泥攪拌樁施工過程中，施工隊在施工方案的理論數據的支撐下，嚴格按照規范及標準的要求施工，遵循設計的工藝要點及施工要點，最終高質高量地完成了預期的施工目標。