超深淤泥地層基坑三軸止水帷幕施工技術(shù)研究

田龐軍 姚 標(biāo)

(中國水利水電第十一工程局有限公司，河南 鄭州 450000)

地基處理是整體建筑施工中的重要工作內(nèi)容，為確保整體建筑施工的安全，需要對地基進(jìn)行地面深層攪拌樁加固處理，以此來達(dá)到地基土體改良的目的，進(jìn)而保證建筑施工中地基的穩(wěn)定性，提升建筑物的抗剪性。但是在超深淤泥地層中，三軸攪拌樁會受到一定的外部因素影響，導(dǎo)致成樁的質(zhì)量相對較差。因此，需要技術(shù)人員切實(shí)做好技術(shù)革新以及技術(shù)研發(fā)，以此來不斷地提升整體建筑施工的質(zhì)量與效率。

1 工程概況

工程建筑施工人員在進(jìn)行實(shí)際的工程建設(shè)過程中，要切實(shí)考慮好施工地區(qū)的主要工程量以及工程地質(zhì)情況。基于此，本文將以我國中山市某文創(chuàng)產(chǎn)業(yè)綜合體項(xiàng)目為例，淺析施工概況。

文創(chuàng)產(chǎn)業(yè)綜合體項(xiàng)目占地面積約為33 333.33m2，建筑總體面積為30萬m2，其中4棟主要建筑物為文創(chuàng)產(chǎn)業(yè)綜合體用房。整體建筑施工中工程結(jié)構(gòu)地下部分為3層地下室，地基挖掘深度為13.8m。塔樓核心結(jié)構(gòu)體為核心筒結(jié)構(gòu)，地下室結(jié)構(gòu)域?yàn)榭蚣芙Y(jié)構(gòu)，使用灌注柱基礎(chǔ)。本次工程建設(shè)的地下室支護(hù)結(jié)構(gòu)為三軸φ850@600的水泥混凝土作為攪拌樁的止水帷幕，鉆孔總量為10 088m，通過持續(xù)施工的方式進(jìn)行施工，搭接形式采用全斷面套打形式[1]。

1.1 主要工程量

本次工程建設(shè)所要使用的三軸水泥攪拌樁的實(shí)際工程量為三軸水泥攪拌樁的樁徑為0.85m，樁長約為20m到30m，樁基數(shù)量為410個，鉆孔量為10 088m。

1.2 工程地質(zhì)概況

1.2.1 工程地形

施工現(xiàn)場地形為長方形，基坑的北部靠近30m寬的規(guī)劃道路，地紅線到地下室邊線距離為7.15m，規(guī)劃路另外一側(cè)為建筑空地。基坑的南部靠近70m寬的規(guī)劃道路，用地紅線到地下室邊線距離為3.0m，市政規(guī)劃道路距離用地紅線為20m。基坑西部靠近80m寬的市政路，地紅線距離地下室邊線距離為5.3m～15.8m。 基坑的東部靠近其他建筑用地，地紅線與地下室邊線距離為2.0m。

1.2.2 工程地質(zhì)

工程的鉆孔深度為20m～31.8m，依據(jù)施工人員的實(shí)勘結(jié)果顯示，31.8m的實(shí)勘范圍內(nèi)部地基存有人工填土、第四系殘積層、第四系海陸交互沉積層。

第一，人工填土層的土層厚度為2.0m～8.6m之間，平均厚度為4.69m。

第二，第四系殘積層。殘積層的主要土壤成分為砂質(zhì)黏性土，呈現(xiàn)灰白色，一般時候花崗巖風(fēng)化而堆積形成，其中沒有石英成分，土層厚度為2.2m～15.2m， 平均土層厚度為7m，土層的頂部埋深為19m～42m，平均埋深為31m，底部埋深為26m～49m，底部平均埋深為38m。

第三，第四系海陸交互沉積層。該土層屬于淤泥質(zhì)土，顏色呈現(xiàn)灰黑色，其中存有少量的腐植物，味道有點(diǎn)臭，其中沒有貝殼，所有的鉆孔在該土層都有一定的暴露。土層厚度為5.8m～29m。土層平均深度為15m，土層頂層埋深2.0到8.6m，平均土層厚度為4.7m，土層的底部深埋厚度為12.7m到33m，平均埋深為19.5m。

1.2.3 水文條件

案例地點(diǎn)位于我國廣東省中山市，地處低緯度地區(qū)，全市位于北回歸線以南，屬于亞熱帶季風(fēng)氣候，日照充足，年平均氣溫為22℃，1月最低溫為13℃。比鄰南海，在亞熱帶季風(fēng)的影響下，降水充足，年降水量約為1 800mm。中山市會受到臺風(fēng)、暴雨等自然災(zāi)害的影響。同時中山市河網(wǎng)密集，汛期時間相對較長。施工現(xiàn)場地下水類型為潛水。施工現(xiàn)場地下水來源為第四系土層孔隙潛水、承壓水以及基巖裂隙承壓水。施工現(xiàn)場地勢平坦，地下水以及排水條件相對一般，自然降水會為施工地下水進(jìn)行補(bǔ)充，排水方式主要為蒸發(fā)以及流向比鄰區(qū)域?yàn)橹鱗2]。

2 施工部署

本次工程施工將使用“項(xiàng)目經(jīng)理-作業(yè)隊(duì)”的形式進(jìn)行管理部署。項(xiàng)目部組織結(jié)構(gòu)具體如下圖1。整體項(xiàng)目施工由項(xiàng)目經(jīng)理進(jìn)行總負(fù)責(zé)，經(jīng)理辦公室下設(shè)總工程師、商務(wù)經(jīng)理、生產(chǎn)經(jīng)理以及安全總監(jiān)崗位。下設(shè)綜合辦公室、質(zhì)量管理部、人事財務(wù)部等9個職能部門。

圖1 項(xiàng)目組織機(jī)構(gòu)圖

3 施工技術(shù)方案分析

3.1 施工技術(shù)準(zhǔn)備

當(dāng)施工技術(shù)人員進(jìn)入施工現(xiàn)場后，要對施工測量定位線進(jìn)行二次核查與交接，并按照施工結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，設(shè)置建筑物測量定位平面控制網(wǎng)。因?yàn)槭┕み^程中所需要準(zhǔn)備的物品種類相對較多且實(shí)際需求數(shù)量較大，因此施工技術(shù)人員要對所需物品的供應(yīng)情況以及實(shí)際采購情況進(jìn)行詳實(shí)的調(diào)查，尤其是建材的運(yùn)輸，因?yàn)榻ú倪\(yùn)輸會受到交通道路管理以及運(yùn)輸條件的限制。因此，需要提前做好調(diào)查，并做好準(zhǔn)備工作。施工技術(shù)人員要充分了解與掌握當(dāng)?shù)氐奶鞖赓Y料，科學(xué)地編制出雨季以及大風(fēng)天的施工技術(shù)措施。并制定施工合作措施，并要對施工設(shè)計圖紙進(jìn)行會審，并開展施工技術(shù)交底專項(xiàng)會議，確保施工人員能夠了解與掌握施工技術(shù)設(shè)計人員的設(shè)計初衷以及真實(shí)的設(shè)計意圖。除此之外，為切實(shí)保證施工順利開展，保證施工技術(shù)的質(zhì)量，建筑施工單位還要做好以下幾點(diǎn)施工準(zhǔn)備。

(1)施工用電 建筑施工現(xiàn)場的用電是在施工現(xiàn)場的變壓器進(jìn)行接入的，根據(jù)當(dāng)前的施工用電標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，施工現(xiàn)場要全部使用TN-S系統(tǒng)供電，采用一機(jī)一閘一漏一箱的三相五線制。在總配電箱中接出2個回路，每一個被接出的回路都要連接一個二級配電箱，之后經(jīng)由二級配電箱連接諸多個開關(guān)箱，每一個開關(guān)箱都要連接一臺施工設(shè)備。

(2)施工用水 施工用水的主要方式為配置水泥以及施工道路的沖洗。該工程的用水來源是施工現(xiàn)場北側(cè)的市政自來水管網(wǎng)，同時施工現(xiàn)場內(nèi)部有一個水池，水池中水的來源是來自地下，可以在施工中作為備用水源使用。施工現(xiàn)場的導(dǎo)水管使用D100mm鋼管，為切實(shí)提升施工用水的使用便捷性，每一個分水點(diǎn)的水管都要使用50軟管，并通過三通接頭與分水管進(jìn)行連接[3]。

3.2 三軸水泥土攪拌樁技術(shù)

該工程施工中的三軸水泥土攪拌樁的樁徑為850mm，每個樁基之間的距離為600mm，基樁頂部的高程為1.8，基樁底部高程為-16.2～-28.2，水泥土的攪拌樁要持續(xù)施工，搭接方式為全斷面套打。

3.2.1 施工工藝

三軸水泥土攪拌樁施工的過程中，施工人員要首先將地基內(nèi)部的障礙物進(jìn)行清除，將地基內(nèi)部進(jìn)行整平，之后進(jìn)行開挖泥漿溝，并對其進(jìn)行測量定位，三軸攪拌機(jī)便可以進(jìn)入現(xiàn)場，等到水泥漿的配置合格后，便可以進(jìn)行壓漿注入，同時壓縮空氣壓入注入，之后三軸攪拌機(jī)開始壓漿鉆進(jìn)以及攪拌，待到該基樁的施工結(jié)束后，便轉(zhuǎn)移到其他基樁處重復(fù)上述操作。具體的三軸水泥攪拌樁施工工藝流程如圖2所示。

圖2 三軸水泥土攪拌樁施工工藝流程圖

3.2.2 施工方法

第一，要根據(jù)實(shí)際的施工要求將施工場地進(jìn)行平整，之后進(jìn)行放樣，在施工開始之前，施工現(xiàn)場要經(jīng)由監(jiān)理進(jìn)行復(fù)核，之后使用Ф850@600三軸水泥土攪拌樁，依據(jù)施工技術(shù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行持續(xù)的施工。三軸水泥土攪拌樁的成形順序如圖3所示，圖3中的陰影部分為重復(fù)套鉆，使用重復(fù)套鉆可以有效的確保墻體的連續(xù)性以及整體的施工質(zhì)量，同時水泥土攪拌樁的搭接以及施工設(shè)備的垂直度也是需要重復(fù)套鉆來進(jìn)行保障的進(jìn)而達(dá)到止水的效果。

圖3 三軸水泥土攪拌樁成樁順序圖

第二，要開挖溝槽。施工人員要切實(shí)依據(jù)三軸水泥土攪拌樁的中軸線使用挖掘機(jī)進(jìn)行溝槽開挖，將地基坑中的障礙物進(jìn)行清除，溝槽的規(guī)格為寬1.2m，深度為1m。

第三， 在溝槽的兩側(cè)要安置導(dǎo)向定位型鋼， 在施工人員以及樁基班長的統(tǒng)一指揮下進(jìn)行樁機(jī)就位， 在樁機(jī)的下方架設(shè)鋼板以及路基板， 在移動的過程中可以對四周的情況看得清， 一旦發(fā)現(xiàn)障礙物要對其進(jìn)行及時的清除， 在移動結(jié)束后， 要對樁機(jī)的定位情況進(jìn)行查看， 一旦出現(xiàn)偏差要及時更正， 要始終保持鉆孔軸心的位置精準(zhǔn)， 機(jī)械設(shè)備的移動要圍繞基坑圍護(hù)軸線。 樁位的實(shí)際偏差不能大于50mm， 樁機(jī)要平穩(wěn)， 施工技術(shù)人員要使用經(jīng)緯儀或是線錘對其進(jìn)行觀測， 以此來保證鉆機(jī)的垂直度， 鉆機(jī)的垂直度要高于1/200。

3.2.3 施工技術(shù)控制

為保證三軸水泥土攪拌樁施工技術(shù)效果，施工人員要在施工過程中切實(shí)做好技術(shù)控制。為保證每根樁體的水泥摻和量可以切實(shí)滿足施工技術(shù)要求，所有的施工機(jī)械都要配置一部電腦，對其進(jìn)行記錄。并在現(xiàn)場裝配水泥漿測定儀器，來對施工中的水泥漿比重進(jìn)行觀測。同時在施工過程中要對噴漿以及停漿的時間進(jìn)行密切的控制，在樁機(jī)開工后要保持其工作的連續(xù)性，不能隨意中斷噴漿，也不能在沒有噴漿的情況下對鉆桿進(jìn)行提升，存漿罐中的水泥漿量要始終高于500kg，若是少于500kg，則不能繼續(xù)進(jìn)行下次的施工[4]。施工技術(shù)人員若是在實(shí)際的施工過程中發(fā)現(xiàn)噴漿量不足，需要按照施工技術(shù)要求對整個樁體進(jìn)行復(fù)攪，復(fù)噴的噴漿量不能少于實(shí)際設(shè)計用量，倘若在施工過程中突發(fā)停電或是機(jī)械故障等原因，造成施工噴漿中斷時，施工人員要對噴漿的中斷高度進(jìn)行詳實(shí)的記錄。并在12h內(nèi)對其進(jìn)行補(bǔ)噴處理，同時將實(shí)際的補(bǔ)噴情況詳實(shí)的記錄在施工記錄中。補(bǔ)噴的重疊部分高度要超過100cm。若是超過12h沒有對其進(jìn)行補(bǔ)噴處理，就需要技術(shù)人員對其進(jìn)行補(bǔ)樁處理。施工現(xiàn)場的工作人員，要對施工原始記錄進(jìn)行認(rèn)真的填寫，原始記錄的填寫內(nèi)容要包含:第一，施工樁號、施工日期、天氣情況。第二，噴漿深度、停漿標(biāo)高、灰漿泵壓力、管道壓力。第三，鉆機(jī)轉(zhuǎn)速、鉆進(jìn)速度、提升速度、漿液流量。第四，每米噴漿量和外摻劑用量、復(fù)攪深度。

4 結(jié) 語

綜上所述，通過本次工程案例分析，可以得知三軸攪拌樁的施工工藝可行性相對較強(qiáng)，質(zhì)量控制也相對簡便，具有施工速度快、止水效果好以及水泥土質(zhì)量強(qiáng)度高等特點(diǎn)，十分符合當(dāng)前建筑施工中的地下室施工要求，切實(shí)推動我國建筑行業(yè)的全面發(fā)展。