超长三轴搅拌桩止水帷幕施工技术

超长三轴搅拌桩止水帷幕施工技术

庄祥义

建研凯勃建设工程咨询有限公司北京100038

摘要：通过超长三轴搅拌桩止水帷幕在天津某某深基坑支护、降水过程中的的应用，介绍了超长三轴搅拌桩止水帷幕的具体施工方法。

关键词：超长；三轴搅拌桩；止水帷幕；深基坑

1工程概况及工程地质条件

天津天津某某工程占地面积约7.348公顷，总建筑面积约35万㎡。其中沿街商铺地上2～4层；高层住宅部分共6栋，为地下2层，地上主楼25层、36层、39层；五星级酒店1栋，地下2层，地上裙楼4层，塔楼21层；甲级写字楼1栋，地下2层，地上42层。

采用钻孔灌注桩基础；基坑支护采用单排混凝土灌注桩、一道钢筋混凝土环形内支撑的支护形式。甲级写字楼基础底部标高-15.250m，电梯井基底标高-19.550m；五星级酒店基础底标高-15.250m，电梯井基底标高-18.050m；车库基础底板标高-13.750m；住宅（25层）基础底板标高-13.850m，电梯井基底标高-16.700m；住宅（36、39层）基础底板标高-14.550m，电梯井基底标高-17.700m。

基坑北侧紧邻地铁，南侧靠近海河，西侧紧挨居民楼，基坑止水效果好坏与否直接会影响到周边建筑物和环境。

2工程地质条件

场区自然地面标高2.5m～3.4m，场地地下水静止水位埋深0.4m～2.0m，表层地下水类型为潜水，其中8b层及9b层为微承压水层。

工程地质情况见表1。

表1地质情况

3止水帷幕设计与施工参数

3.1设计概况

采用Ф850三轴水泥土搅拌桩，间距1200mm，共873组。有效桩顶建筑标高-0.550m，有效桩长32.5m,属于超长超深型止水帷幕。

三轴搅拌桩组间咬合250mm，组与组之间咬合850mm，见图。

图1止水帷幕剖面

3.2主要技术参数和施工设备

3.2.1施工技术参数

搅拌桩采用42.5级普通硅酸盐水泥，水泥掺量25%，水灰比为1.5，土体容重统一取19kN/m³，桩底标高误差≯5cm，桩底标高以搅拌头叶片的中线为标准，桩位平面定位误差≯5cm，桩体垂直偏差≯1/250，搅拌桩下沉速度≯1m/min，提升速度≯2m/min，桩身垂直偏差≯1/250。

3.2.2主要施工设备

采用2台ZKD850-3三轴搅拌桩机施工；2台9m³空压机；2台BZ-20L型自动拌浆系统；4台BW-200型压浆泵等。

4主要施工技术

施工工艺流程见图2。

图2三轴搅拌桩施工工艺流程

4.1场地回填平整

三轴搅拌桩施工前，必须先进行场地平整，清除施工区域内的表层硬物，素土回填夯实，路基承重荷载以能行走25t汽车吊及桩架为准，查明地下管线，对需要保护的电缆、管道等做好防护标志。

4.2测量放线

根据提供的坐标基准点，按照设计图进行放样定位及高程引测工作，并做好永久及临时标志。放样定位后做好测量技术复核单，提请甲方（监理）进行复核，确认无误后进行搅拌施工。

4.3开挖沟槽

根据基坑围护内边控制线，采用0.4m³挖土机开挖沟槽，并清除地下障碍物，沟槽尺寸1000mm×600mm~1200mm（宽×高），开挖沟槽余土应及时处理，以保证三轴搅拌桩正常施工。

4.4设置导架

在垂直沟槽方向放置两根定位型钢，规格为200mm×200mm，长度2.5m，再在平行沟槽方向放置两根定位型钢规格为300mm×300mm，长约8～12m，转角处H型钢采取与围护结构中心线成45°插入，H型钢定位采用H型钢定位卡。

4.5桩机就位

1)桩机就位移动前，先撒白灰线作为路基箱的基准线，然后挖机根据灰线铺设路基箱或钢板，桩机移动结束后认真检查定位情况并及时纠正，确认桩位无误后桩机就位。

2)桩机应平稳、平正，并用线锤对龙门立柱垂直定位观测以确保桩机的垂直度。

3)三轴水泥搅拌桩桩位定位后再进行定位复核，偏差值应＜3cm。

4）在沟槽两侧定位型钢以1200mm为间距，用红色油漆做好标记，保证搅拌桩每次准确定位。

4.6三轴搅拌桩施工

1)跳槽式双孔全套复搅式连接：一般情况下均采用该种方式施工。见图3。

单位：mm

图3跳槽式双孔全套复搅式连接

2)单侧挤压式连接方式：对于转角处或有施工间断情况下通常采用此连接。图4。

单位：mm

图4单侧挤压式连接方式

4.7搅拌速度及注浆控制

三轴水泥搅拌桩在下沉和提升过程中均应注入水泥浆液，同时严格控制下沉和提升速度。根据设计要求和有关技术资料规定，下沉速度≯1m/min，提升速度≯2m/min，在桩底部分适当持续搅拌注浆，做好每次成桩的原始记录，见图5。

图5搅拌时间—下沉、提升关系

4.8制备水泥浆液及浆液注入

在施工现场搭建拌浆施工平台，每台搅拌机后面需要200㎡的施工平台，平台附近每台机配备2个50t水泥罐，共配备4个水泥罐，在开机前应进行浆液的搅制，开钻前对拌浆工作人员做好交底工作。采用42.5号普通硅酸盐水泥，水灰比为1.5，拌浆及注浆量以每钻的加固土体方量换算。注浆压力为1.5～2.5MPa,以浆液输送能力控制。土体加固后，搅拌土体14d抗压强度达到1.2MPa。

5关键部位施工及补救措施

5.1施工冷缝处理

工程东北角原有老桩较多，施工过程中多次出现冷缝，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。见图6。

图6素桩与围护桩搭接

5.2渗漏水处理

在整个基坑开挖及施工阶段，组织堵漏小组常驻现场并备好相应设备及材料，密切注视基坑开挖情况，一旦发现墙体有漏点，及时进行封堵。具体采用以下两种方法补漏。

1）引流管：在基坑渗水点插引流管，在引流管周围用速凝防水水泥砂浆封堵，待水泥砂浆达到强度后，再将引流管打结。

2）双液注浆（特殊情况下采用）：注浆时启动注浆泵，通过2台注浆泵2条管路同时接上Y型接头从出口混合注入孔底被加固的土体部位，注浆过程中应尽可能控制流量和压力，防止浆液流失。

5.3遇障碍物处理措施

5.3.1浅基础

三轴帷幕桩施工前进行施工线路上障碍物探测及清挖工作，如发现有浅基础，采用破碎锤将基础破碎后再行施工。

5.3.2桩基础

本工程旧址原为厂房及住宅，有较多灌注桩，如遇单根或较疏散灌注桩在止水帷幕线路上，施工时采取更改打桩线，避绕施工；如遇较密桩群，避绕范围较大时，宜与设计单位、业主、监理共同协商，确定解决办法后再行施工。

5.4施工其他注意事项

1）搅拌桩施工前必须对施工区域地下障碍物进行探测，如有障碍物必须对其清除及回填好土（软土或经人工处理的专用回填土），分层夯实后方可进行围护桩施工；应提前在现场做3组试桩，确保试桩能满足工程质量要求后方可施工；

2）搅拌桩施工同时需做试块同条件养护，三轴搅拌桩养护14d强度须达到1.2MPa，渗透系数≯1x10-7cm/s；

6结语

根据现场实际观测结果和降水情况，所施工的止水帷幕止水效果良好，渗漏点很少，从根本上解决了在不良地质、高水位、深基坑、周边环境复杂等因素影响下的基坑止水、隔水、降水问题；降低了成本，保证了基坑周边水位状况的稳定，对基坑内地下室施工起到了可靠的保障。

参考文献

[1]帷幕灌浆施工技术规范

[2]帷幕注浆施工作业指导书

作者简介：作者为军事博物馆工程（15万平米）项目总监；高级工程师；注册监理、造价、国际项目（高级）管理师。