三轴深层搅拌桩在深基坑止水帷幕中的应用

三轴深层搅拌桩在深基坑止水帷幕中的应用

三轴深层搅拌桩在深基坑止水帷幕中的应用

【摘要】：本文根据实例工程介绍了三轴深层搅拌桩在深基坑止水帷幕中的应用，并对三轴搅拌桩的优点、施工工艺及质量控制等方面的进行了简要的分析与总结，确定该工法能在复杂周边环境和水文地质条件下达到止水隔水的目的，为此类工法在深基坑中应用和推广提供一些参考经验。

【关键词】：三轴；深层搅拌桩；深基坑；水帷幕

中图分类号：TV551.4文献标识码： A 文章编号：

引言

水泥土深层搅拌桩是加固软土地基的一种新方法,它是利用水泥、水玻璃等材料作为固化剂，通过深层搅拌机械,将软土和固化剂强制搅拌,利用固化剂和软土之间所产生的一系列物理一化学变化过程,使软土硬结成具有整体性、水稳性和一定强度的桩体。

一、工程性质与场地条件

1.工程概况

本工程项目位于广东省广州市海珠区，广州地铁四号线与八号线交汇站万胜围站A出口周边地块，万胜围地铁站A出口西侧，北临新港东路，东面临70米宽规划路，与大型住宅小区城市花园邻近。基坑呈“7”字形，分为A、B、C三个区，其中A区基坑呈平行四边形分布，东西向长185m，南北向长约131m，基坑面积约23779，坑深15.45m；B区基坑大致呈长方形分布，东西向宽67.6m，南北向宽136m，面积9276，坑深15.45m；C区基坑呈长方形分布，东西向宽约28.5m，南北向宽约 67m，面积1893，坑深7.35m。B区基坑的北侧、C区基坑的西侧分别与A区基坑贯通。

2.工程地质条件

根据基坑工程详勘场地范围揭露地层的形成时代、成因、岩性、风化程度等，将本工程场地范围内的岩土层分为七个大层，依次为：杂填土；海陆交互相沉积层残积层；基岩全风化带；基岩强风化带；

基岩中风化带和基岩微风化带。基坑坑底基本位于淤泥质砂层，该层渗透性强。止水效果不好将严重危及周边建筑、道路及地下管线等的安全。

三轴深层搅拌桩止水帷幕施工

1.施工设备

采用三轴搅拌机现场连接钻杆的方式对排桩围护结构外侧土体

进行三轴深层搅拌桩加固施工。主要设备包括：JB180型步履式桩机一台（机架高度为36米），DH608型履带式桩机一台（机架高度为30米），SF808型履带式桩机两台（机架高度为33米），空气压缩机及自动拌浆系统等，以上设备能满足本工程围护结构中的三轴搅拌桩施工。

施工流程与工艺参数

清除地表障碍物→测量放线开挖沟槽→放置导轨或设置定位控

制线→单轴长螺旋钻机定位→逆向旋转提升搅拌→单轴引孔机移位

→三轴搅拌机就位、搅拌（孔底4M段复搅）→钻机移位，搅拌结束，移至下一桩位施工。

工艺参数：

深度：依据现场渗漏情况定;

注浆材料：42.5普通硅酸盐水泥，350Be水玻璃；

水泥浆水灰比：约为0.6；

水泥浆：水玻璃＝1：0.8；

水泥浆液配比见下表：

3.施工前准备

机械进场前,测量人员利用全站仪根据沿线已闭合的导线点进行桩位放样。做好施工场地准备,在施工区内进行清障,整平处理,合理布置机械设备、水泥储料罐。遇有洼地时应抽水和清淤,回填粘性土料并予以压实,不得回填杂填土或生活垃圾。当地表过软时,应采取防止施工机械失稳的措施。

根据基坑围护边线用挖机开挖槽沟,该搅拌桩采用单排咬合式连

续施工,故在施工前应对搅拌施工区域地下障碍物进行开挖探测并进行清理,以保证施工顺利进行,避免破坏电力通信水力管线等。开挖沟槽的土体应及时处理。

4. 桩机就位

桩机就位移动前看清上、下、左、右各方面的情况,防止发生机械移动，结束后检查定位情况并及时纠正;桩机应平稳,并用经纬仪或线锤进行观测以确保钻机的垂直度;搅拌桩桩位定位偏差应小于

20mm。施工中始终保持搅拌桩机底盘的水平和导向架的垂直,搅拌桩的垂直偏差不得超过0.5%,桩位的偏差不大于50mm,成桩直径及桩长满足设计要求。

三、施工过程中的质量控制要点

（1）本工程围护结构采用ø850@600三轴水泥土搅拌桩套打成连续墙作为止水帷幕。放线定位后及时上报监理单位验收，验收合格后将桩中心线向基坑外引测2米，在引测后的定位线上按桩间距做好标记，移机就位后机架前方线垂必须对准定位控制标记。

（2）水泥土搅拌桩的喷浆材料采用P.0.42.5级普通硅酸盐水泥浆，在中风化岩层或微风化岩层顶面以上2m及中风化岩层或微风化岩层内的桩长范围内,整个过程分为两个施工段，下钻时地面至桩底以上4米段，以0.53m/min喷搅速度下沉钻进搅拌,水泥掺量20%,水灰比1.5―2.0。桩底以上4m至桩底段，以 0.60m/min喷搅速度下沉至桩底标高处，当搅拌至桩底后，定喷搅拌3分钟，以0.60m/min 速度提升4.0m高度；水泥掺量40%，水灰比1.5―2.0。钻杆提升时，桩底至桩底以上4m段，以0.60m/min喷搅速度下沉至桩底标高，以0.60m/min速度提升4.0m，如此反复喷搅2次，水泥掺量40%,水灰比1.5。桩底4m以上至地面段，以0.53m/min喷搅速度提升地面，水泥掺量20%，水灰比1.5。具体施工时，在下钻至不同水泥掺量界面前及时调整水灰比，确保桩底向上4米范围内的水泥用量。施工前根据场地标高将不同水泥掺量的界面用醒目的标记标注在桩架上。整个过程中前后台信息应保持畅通。

（3）水泥土搅拌桩采用ø850@600的三轴搅拌桩设备进行施工，搅拌桩采用套接一孔法施工，在桩体范围内必须做到水泥搅

拌均匀。

（4）对于影响搅拌桩成桩质量的不良地质和地下障碍物，事先予以处理后再进行搅拌桩施工；

（5）三轴搅拌桩施工时应保持桩机底盘的水平和立柱导向架的垂直，成桩前应使桩机正确就位，并校验桩机立柱导向架垂直度偏差小于1/200。

（6）三轴水泥土搅拌桩搅拌保持匀速下降与匀速提升。搅拌提升时不应使孔内产生负压而造成周边地基沉降，同时按照桩长确定原则（桩长按坑底标高以下2.0m确定，并根据风化岩层的厚度，以三轴搅拌钻头进入中风化岩层2.0m或进行微风化岩层1m控制）,详见设计，现根据地质条件，具体选用的施工速度。

（7）浆液泵送流量应与三轴搅拌机的喷浆搅拌下沉速度或提升速度相匹配，确保搅拌桩中水泥掺量的均匀性。施工时如因故停浆，应在恢复压浆前将深层搅拌机提升或下沉0.5m后再注浆搅拌施工，以保证搅拌桩的连续性。

（8）桩体垂直度偏差不大于1/200，桩位偏差不大于500mm，桩深偏差不大于50mm，成桩直径偏差不大于10mm。

（9）三轴水泥土搅拌桩的位置以深度指标计来确定。

（10）使用流量计用来进行喷浆流量的计量与控制。

四、施工中易出现的问题及其处理措施

（1）止水帷幕局部渗漏水时，采用“引渗～修补”方法，即在渗漏较严重的部位先在支护墙上水平（略向上）打入一根钢管，使其穿透支护墙体进入墙背土体内，由此将水从该管引出，而后将管边支护墙的薄弱处用防水砼或砂浆修补封堵，待修补封堵的砼或砂浆达到一定强度后，再将钢管出水口封住。

（2）止水帷幕出现断桩、开叉时，尽量坑内回土，以降低内外水压差；在灌注柱后采用压密注浆方法，浆液中应掺入水玻璃，使其能尽早凝结，也可采用高压旋喷射注浆方法，如现场条件许可，可在坑外增设井点降水，以降低水位、减小水头压力，然后在坑外用摆喷止水。

（3）在没有接到任何通知、突然发生停电的情况下，值班员应