论文部分内容阅读
【摘要】随着城市市政建设的迅猛发展， 地下空间的开发规模也不断扩大， 出现了越来越多的深基坑工程，同时， 深基坑工程还面临着深度大、地质水文条件复杂和对周边环境保护要求日趋苛刻等问题。本文以实际工程为例，对三轴搅拌桩止水帷幕的施工技术进行了探讨。
【关键词】三轴搅拌桩；止水帷幕；深基坑
1、工程概况
坚美商务大厦基坑支护工程地下室底板面标高为-13m，由于本工程基坑开挖深度较大，基坑周边紧邻重要道路、建筑和市政管网，基坑支护设计必须确保周围环境安全可靠，同时还应做到经济合理，方便施工，采用灌注桩（?1200@1400）+钢筋混凝土内支撑+三轴大直径搅拌桩，基坑支护灌注桩嵌入强风化不透水层3米以上。本工程地下水位高，砂层较厚，止水和将排水系统尤为重要，基坑开挖深度13～14m，基坑四周采用φ1.2m钻孔桩作为挡土桩，在挡土桩的外围采用φ850mm@600mm的大直径搅拌桩作为止水帷幕，桩长必须以打穿透水层为原则，且穿透粉细砂层进入不透水层粉化岩不少于1m。基坑支护对地下水非常敏感，一旦有地下水渗入，容易引起较大的变形。
2、施工参数
本工程止水三轴水泥搅拌桩设计桩径850mm，桩心距为600mm，搭接咬合250mm，水泥置换率为19%，水泥用量不小于200kg/m。水泥浆水灰比1.0～1.5，采用两搅两喷施工工艺。桩体固化剂均采用32.5R普通硅酸盐水泥，下沉速度控制在0.5～1.0m/min，提升速度控制在1.0～2.0m/min。因本工程地质条件特殊，搅拌桩需要穿过强风化层插入中风化岩不小于3m。搅拌桩施工前进行试桩，以确定搅拌桩入岩和施工过程中的施工参数。
3、三轴搅拌桩施工中控制的重点难点分析
3.1开挖导槽
导槽起到初步导向、存储浆液的作用，沟槽宽度根据围护结构厚度确定，根据三轴搅拌桩桩位中心线用PC200挖机开挖槽沟，沟槽尺寸为宽1.4m，深1～1.2m，并清除地下障碍物。遇有地下障碍时则需先清除后回填压实，重新开挖导槽。开挖导向沟槽余土应及时处理，以保证桩机水平行走。挖土机挖槽之后还有必要对桩位重新放样。
3.2制备水泥浆液及浆液注入
在施工现场配备电脑计量的自动搅拌系统和散装水泥罐，以确保浆液质量的稳定。水泥浆液的水灰比为0.5～1.5，水泥掺量20%，即每立方米被搅拌土体中水泥掺入量至少为200Kg。搅拌桩用双头同时注浆，三轴水泥土搅拌桩水泥掺量为20%，水灰比暂按1.5，并计算注浆流量。水泥浆配制好后，停滞时间不得超过2小时，因故搁置超过2小时以上的拌制浆液，应作废浆处理，严禁再用。搭接施工的相邻搅拌桩施工间隔不得超过12小时。注浆时通过2台注浆泵2条管路同Y型接头在H口进行混合，注浆压力为1.5Mpa～2.5Mpa，注浆流量为100～150L/min/每台。
3.3钻进搅拌提升
三轴水泥搅拌桩止水帷幕采用两喷两搅的施工工艺，水泥和原状土须均匀搅拌，下沉和提升过程中均为注浆搅拌，同时严格控制下沉和提升速度：下沉速度为0.5～1.0m/min，提升速度为1.0～1.5m/min，在桩底部分宜重复搅拌注浆。另外，按照三轴搅拌桩的施工工艺，三轴搅拌机在下钻时，注浆的水泥用量占总数的70%～80%，而提升时为20%～30%。
4、三轴搅拌桩质量控制措施
4.1 施工中的质量保证措施
施工过程中，技术人员详细记录施工过程，包括：量测定位、浆液的水灰比、浆液流量，喷浆压力，搅拌头提升和下沉速度、标高控制等。各项技术指标在得到监理工程师认可后方可进行下一道工序施工。严格控制桩位和桩身垂直度，以确保足够的搭接长度和桩体完整性；水泥必须无受潮、无结块，并且有出厂质保单及出厂合格证，发现水泥有结块，严禁投料使用；严格控制钻管下钻，提升的速度，若出现注浆阻塞或断浆现象，应及时停泵，排除故障后，重新下钻至停钻位置1m以下，进行复喷浆，严防断桩、空桩；严格控制水灰比，搅拌时间，浆液质量，注浆时控制注浆压力和注浆速度，并根据现场地层地质情况的差异及时调整；加水应用经过核准的定量容器，为使浆液泵送减少堵管，应改善水泥的和易性，增加水泥浆的稠度，可适量加入减水剂；水泥浆从砂浆搅拌机倒入贮浆筒前，须经筛过滤，以防出浆口堵塞，并控制贮浆桶内贮浆量，以防浆液供应不足而断桩；制备好的水泥浆液不得停置时间超过2h 应降低标号或不使用；必须待水泥浆从喷浆口喷出并具有一定压力后，方可开始钻进喷浆搅拌操作，钻进喷浆必须到设计深度，误差不超过5.0cm，并做好记录。
4.2 特殊情况处理措施
有异常时，如遇无法达到设计深度进行施工时，应及时上报业主、设计、监理，经各方研究后，采取补救措施；在碰到地面沟或地下管线无法按设计走向施工时，宜与业主、设计单位、监理共同协商，确定解决办法；施工过程中，如遇到停电或特殊情况造成停机导致成桩工艺中断时，均应将搅拌机下降至停浆点以下0.5m处，待恢复供浆时再喷浆钻搅，以防止出现不连续桩体；如因故停机时间较长，宜先拆卸输浆管路，妥为清洗，以防止浆液硬结堵管；发现管道堵塞，应立即停泵处理，待处理结束后立即把搅拌钻具上提和下沉1.0m后方能继续注浆，等10～20秒恢复向上提升搅拌，以防断桩发生；施工过程中一旦出现冷缝，则采取在冷缝处围护桩外侧补搅素桩方案；在围护桩达到一定强度后进行补桩，以防偏钻，保证补桩效果，素桩与围护桩搭接厚度约10cm；为了方便冷缝处理，施工时要注意以下两点：一是每台三轴搅拌桩机的施工起始点应避开格栅部位，二是冷缝处理补桩应补在三轴搅拌桩外侧。
4.3 质量检验及效果
本工程三轴搅拌桩桩身强度采用试块检验并结合钻孔取芯来综合判定，按照设计要求，根据《广州地区建筑基坑支护技术规定》（GJB02-98）及广东省标准《建筑地基基础检测规范》DBJ15-60-2008的要求，采用钻芯法对搅拌桩的完整性进行检测，采用钻孔取芯检验不少于总桩数1%，且不得少于5根，并应截取芯样进行抗压强度试验。在搅拌桩达到28 天龄期后，试块和钻孔取芯测试其强度均qu>1.0Mpa，并测得墙体的抗渗系数10-7-10-6cm/sec，满足设计要求。
总结：
实践证明， 该工法不仅具有经济、工期短、隔水性强、施工方便、对周围环境影响小等特点，且可较好地解决深基坑施工时所面临的承压水危害及周边环境保护等难题。开挖施工中，基坑底板未出现管涌现象，边坡也是稳定的，说明该防水帷幕的设计和施工都是合理的，也为后继类似工程止水帷幕的施工积累了经验。
参考文献：
[1]郑俊杰.地基处理技术[M].2版.武汉：华中科技大学出版社，2009.
作者简介：
邓灿忠（1984年12月）男，汉族，大学本科，注册二级建造师，助理工程师，从事建筑工程技术工作。
【关键词】三轴搅拌桩；止水帷幕；深基坑
1、工程概况
坚美商务大厦基坑支护工程地下室底板面标高为-13m，由于本工程基坑开挖深度较大，基坑周边紧邻重要道路、建筑和市政管网，基坑支护设计必须确保周围环境安全可靠，同时还应做到经济合理，方便施工，采用灌注桩（?1200@1400）+钢筋混凝土内支撑+三轴大直径搅拌桩，基坑支护灌注桩嵌入强风化不透水层3米以上。本工程地下水位高，砂层较厚，止水和将排水系统尤为重要，基坑开挖深度13～14m，基坑四周采用φ1.2m钻孔桩作为挡土桩，在挡土桩的外围采用φ850mm@600mm的大直径搅拌桩作为止水帷幕，桩长必须以打穿透水层为原则，且穿透粉细砂层进入不透水层粉化岩不少于1m。基坑支护对地下水非常敏感，一旦有地下水渗入，容易引起较大的变形。
2、施工参数
本工程止水三轴水泥搅拌桩设计桩径850mm，桩心距为600mm，搭接咬合250mm，水泥置换率为19%，水泥用量不小于200kg/m。水泥浆水灰比1.0～1.5，采用两搅两喷施工工艺。桩体固化剂均采用32.5R普通硅酸盐水泥，下沉速度控制在0.5～1.0m/min，提升速度控制在1.0～2.0m/min。因本工程地质条件特殊，搅拌桩需要穿过强风化层插入中风化岩不小于3m。搅拌桩施工前进行试桩，以确定搅拌桩入岩和施工过程中的施工参数。
3、三轴搅拌桩施工中控制的重点难点分析
3.1开挖导槽
导槽起到初步导向、存储浆液的作用，沟槽宽度根据围护结构厚度确定，根据三轴搅拌桩桩位中心线用PC200挖机开挖槽沟，沟槽尺寸为宽1.4m，深1～1.2m，并清除地下障碍物。遇有地下障碍时则需先清除后回填压实，重新开挖导槽。开挖导向沟槽余土应及时处理，以保证桩机水平行走。挖土机挖槽之后还有必要对桩位重新放样。
3.2制备水泥浆液及浆液注入
在施工现场配备电脑计量的自动搅拌系统和散装水泥罐，以确保浆液质量的稳定。水泥浆液的水灰比为0.5～1.5，水泥掺量20%，即每立方米被搅拌土体中水泥掺入量至少为200Kg。搅拌桩用双头同时注浆，三轴水泥土搅拌桩水泥掺量为20%，水灰比暂按1.5，并计算注浆流量。水泥浆配制好后，停滞时间不得超过2小时，因故搁置超过2小时以上的拌制浆液，应作废浆处理，严禁再用。搭接施工的相邻搅拌桩施工间隔不得超过12小时。注浆时通过2台注浆泵2条管路同Y型接头在H口进行混合，注浆压力为1.5Mpa～2.5Mpa，注浆流量为100～150L/min/每台。
3.3钻进搅拌提升
三轴水泥搅拌桩止水帷幕采用两喷两搅的施工工艺，水泥和原状土须均匀搅拌，下沉和提升过程中均为注浆搅拌，同时严格控制下沉和提升速度：下沉速度为0.5～1.0m/min，提升速度为1.0～1.5m/min，在桩底部分宜重复搅拌注浆。另外，按照三轴搅拌桩的施工工艺，三轴搅拌机在下钻时，注浆的水泥用量占总数的70%～80%，而提升时为20%～30%。
4、三轴搅拌桩质量控制措施
4.1 施工中的质量保证措施
施工过程中，技术人员详细记录施工过程，包括：量测定位、浆液的水灰比、浆液流量，喷浆压力，搅拌头提升和下沉速度、标高控制等。各项技术指标在得到监理工程师认可后方可进行下一道工序施工。严格控制桩位和桩身垂直度，以确保足够的搭接长度和桩体完整性；水泥必须无受潮、无结块，并且有出厂质保单及出厂合格证，发现水泥有结块，严禁投料使用；严格控制钻管下钻，提升的速度，若出现注浆阻塞或断浆现象，应及时停泵，排除故障后，重新下钻至停钻位置1m以下，进行复喷浆，严防断桩、空桩；严格控制水灰比，搅拌时间，浆液质量，注浆时控制注浆压力和注浆速度，并根据现场地层地质情况的差异及时调整；加水应用经过核准的定量容器，为使浆液泵送减少堵管，应改善水泥的和易性，增加水泥浆的稠度，可适量加入减水剂；水泥浆从砂浆搅拌机倒入贮浆筒前，须经筛过滤，以防出浆口堵塞，并控制贮浆桶内贮浆量，以防浆液供应不足而断桩；制备好的水泥浆液不得停置时间超过2h 应降低标号或不使用；必须待水泥浆从喷浆口喷出并具有一定压力后，方可开始钻进喷浆搅拌操作，钻进喷浆必须到设计深度，误差不超过5.0cm，并做好记录。
4.2 特殊情况处理措施
有异常时，如遇无法达到设计深度进行施工时，应及时上报业主、设计、监理，经各方研究后，采取补救措施；在碰到地面沟或地下管线无法按设计走向施工时，宜与业主、设计单位、监理共同协商，确定解决办法；施工过程中，如遇到停电或特殊情况造成停机导致成桩工艺中断时，均应将搅拌机下降至停浆点以下0.5m处，待恢复供浆时再喷浆钻搅，以防止出现不连续桩体；如因故停机时间较长，宜先拆卸输浆管路，妥为清洗，以防止浆液硬结堵管；发现管道堵塞，应立即停泵处理，待处理结束后立即把搅拌钻具上提和下沉1.0m后方能继续注浆，等10～20秒恢复向上提升搅拌，以防断桩发生；施工过程中一旦出现冷缝，则采取在冷缝处围护桩外侧补搅素桩方案；在围护桩达到一定强度后进行补桩，以防偏钻，保证补桩效果，素桩与围护桩搭接厚度约10cm；为了方便冷缝处理，施工时要注意以下两点：一是每台三轴搅拌桩机的施工起始点应避开格栅部位，二是冷缝处理补桩应补在三轴搅拌桩外侧。
4.3 质量检验及效果
本工程三轴搅拌桩桩身强度采用试块检验并结合钻孔取芯来综合判定，按照设计要求，根据《广州地区建筑基坑支护技术规定》（GJB02-98）及广东省标准《建筑地基基础检测规范》DBJ15-60-2008的要求，采用钻芯法对搅拌桩的完整性进行检测，采用钻孔取芯检验不少于总桩数1%，且不得少于5根，并应截取芯样进行抗压强度试验。在搅拌桩达到28 天龄期后，试块和钻孔取芯测试其强度均qu>1.0Mpa，并测得墙体的抗渗系数10-7-10-6cm/sec，满足设计要求。
总结：
实践证明， 该工法不仅具有经济、工期短、隔水性强、施工方便、对周围环境影响小等特点，且可较好地解决深基坑施工时所面临的承压水危害及周边环境保护等难题。开挖施工中，基坑底板未出现管涌现象，边坡也是稳定的，说明该防水帷幕的设计和施工都是合理的，也为后继类似工程止水帷幕的施工积累了经验。
参考文献：
[1]郑俊杰.地基处理技术[M].2版.武汉：华中科技大学出版社，2009.
作者简介：
邓灿忠（1984年12月）男，汉族，大学本科，注册二级建造师，助理工程师，从事建筑工程技术工作。