中建八局第四建设有限公司 山东省青岛市 266000
摘 要：随着城市土地资源日趋紧张，城市建筑日益向集中化、高层化发展。鉴于此，坚固的地基基础显得尤为重要，而为地基基础提供强有力保障的基坑支护成型质量也是重中之重。三轴搅拌桩作为一种既经济又实用的基坑支护形式被广而用之。
关键词：三轴搅拌桩；地基；施工质量
引 言
三轴搅拌机械施工效率高，相对于单轴或双轴搅拌机械施工来说，能大大缩短工期。这对工期要求紧张的工程尤为适用。除此之外，三轴搅拌桩还有施工成本低、适用范围广的特点。水泥搅拌桩可处理正常固结的淤泥与淤泥质土、粉土、饱和黄土、素填土、粘性土和有机质土等地基，同时，水泥搅拌桩所形成的水泥土固体可作为竖向承载的复合地基、围护挡墙、被动区加固和止水帷幕等。
1 概况
1.1 工程地质概况
本工程场地地貌类型属于冲击海积平原地貌。地表广泛分布杂填土，性质不均匀。场地内存在较大厚度的粉性土、软土、圆砾，在桩基施工过程中应调配合适的泥浆比重。具体土层分布情况详见下图。
图1 土层分布及特征描述图
1.2 设计参数概况
本工程水泥搅拌桩采用三轴搅拌桩，桩径为850mm，桩中心间距600mm，作地连墙槽壁加固时搭接250mm，水泥掺量22%（桩顶至打桩地面掺量为10%）；作止水帷幕时按套接一孔法施工，水泥掺量22%。水泥采用P.O.42.5级普通硅酸盐水泥，水灰比1.5。三轴搅拌桩施工示意图如下图所示：
图2 作地连墙槽壁加固搭接施工示意图
图3 止水帷幕套接一孔法施工示意图
图4 直线段与转角处搭接施工顺序
2 三轴搅拌桩施工过程中常见问题分析及控制措施
质量管理作为项目管理过程中的一大管理，包含了事前控制、事中控制和事后控制。在施工之前，现场管理人员应熟悉相关规范，了解水泥土搅拌桩的质量验收标准，并能较为熟练的运用到现场施工过程管理中去。
水泥土搅拌桩质量验收标准如下表所示：
表1 水泥土搅拌桩质量验收标准
项目 | 序号 | 检查项目 | 允许偏差或允许值 | 检查方法 | |
单位 | 数值 | ||||
主控 项目 | 1 | 水泥及外掺剂质量 | 设计要求 | 查产品合格证书 或抽样送检 | |
2 | 水泥用量 | 参数指标 | 查看流量计 | ||
3 | 桩体强度 | 设计要求 | 按规定办法 | ||
4 | 地基承载力 | 设计要求 | 按规定办法 | ||
一般 项目 | 1 | 机头提升速度 | m/min | ≤0.5 | 量机头上升距离及时间 |
2 | 桩底标高 | mm | +100 -50 | 测量机头深度 | |
3 | 桩顶标高 | mm | +100 -50 | 水准仪测 | |
4 | 桩位偏差 | mm | ＜50 | 用钢尺量 | |
5 | 桩径 | ≤10 | 用钢尺量 | ||
6 | 垂直度 | % | ≤1/200 | 经纬仪测 | |
7 | 搭接 | mm | ＞250 | 用钢尺量 | |
2.1 桩位偏差
桩位偏差的大小对三轴搅拌桩的成型质量好坏具有直接的影响。水泥土桩的咬合偏差分为水平轴线偏差和垂直度偏差两种。在施工过程中发生桩的偏差将直接影响搅拌桩的咬合，进而影响到止水效果【1】。
2.1.1 原因分析
桩位偏差的产生原因主要有以下几点：
1)桩位放线偏差，分为人为因素和仪器因素。但一般而言，主要为放线人员的原因。
2)场平工作不到位，桩机就位后存在倾斜情况；
3)桩机对位不准确
4)地层中存在混凝土块、碎块等较硬的建筑垃圾，导致桩机的钻杆钻偏；
5)导向、定位装置保护不到位
2.1.2 控制措施
面对此类问题，根据分析出来的原因作出具有针对性的控制措施。具体如下：
1)对测量方量人员进行专项交底，并在投点放线前对仪器进行校准复核；
2)做好场地平整工作，桩机下方和其行进方向铺设钢板以防钻机倾斜偏位；
3)桩机的水平度和垂直度在桩机开钻前应校准，并在下钻过程中检查复核；
4)加强地勘工作，提前处理，清除不利环境对施工的影响；
5)严格控制定位型钢的准确度，并在施工过程中注意保护，以防定位型钢发生位移。
2.2 施工冷缝
施工冷缝是三轴搅拌桩常见的一个质量问题。施工冷缝的形成对防水是一个大的挑战，其会降低三轴作为止水帷幕发挥的作用，形成渗漏隐患，甚至严重者会产生工程质量事故。所以，在施工过程中对施工冷缝的预防就尤为重要。
2.2.1 原因分析
产生施工冷缝的主要原因有以下几点：
1)施工段内前后桩的搭接不合理或不及时；
2)桩位偏差引起的咬合不到位；
3)桩机及后台系统出现故障，造成施工延误，且延误时间超出了补桩时间；
4)出现断桩
5)拐点部位补强加固
2.2.2 控制措施
针对以上分析出来的引起原因，特制定以下控制措施：
1)策划先行，合理安排施工段，尽量减少施工冷缝的产生部位，且桩的连续施工应及时；
2)严格控制桩位偏差，保证桩与桩之间的咬合程度；
3)加强对桩机及后台系统的维护，降低施工延误的产生概率；
4)及时消除因断桩等原因产生的施工冷缝。
2.3 钻杆下沉、提升速度和水泥浆的调配不符合设计要求
钻杆下沉与提升速度和水泥浆的调配不当容易造成桩身不够、桩缩径、水泥掺量达不到设计要求。这些问题的出现对三轴搅拌桩的施工质量也有直接的影响。
2.3.1 原因分析
1)钻杆下沉、提升速度过快，水泥浆泵送跟不上要求；
2)前台桩机钻机施工与后台泥浆泵送配合不到位。
2.3.2控制措施
1)按设计图纸施工。下沉速度一般控制在0.5~1.0m/min，提升速度控制在1.0~2.0m/min。钻进时的注浆量一般为额定浆量的70~80%。
2)采用现代化设备，保证后台与前端的配合紧密。
3 项目质量保证措施分析
为保证三轴搅拌桩的施工质量，除上述质量问题的防控措施外，项目部特制定了一系列保证措施。具体见下表[2]：
表2 三轴搅拌桩施工质量保证措施
序号 | 控制项 | 质量保证措施 |
1 | 原材 | 桩身水泥采用P.O.42.5级普通硅酸盐水泥，所用水泥进场时必须附带质量合格证明，水泥进场后报监理单位验收并现场见证取样送检测单位做验收检测，按批次送检，检测合格后方可用于现场。现场应做好水泥保管工作，防止水泥受潮，受潮和结块的水泥应作废处理。 |
2 | 制浆 | 配置好的浆液应流动性好，不离析，便于泵送、喷搅。要预先筛除水泥中的结块。水泥浆应在搅拌机中不断搅动，直到倒入储料斗中，并需不断搅拌。搅拌桩施工过程中应不定时采用浆液比重计抽样检验浆液密度。 |
3 | 施工 | 供浆应连续，不允许出现断浆现象。水泥与水的用量、供浆、停浆时间、供浆量、喷浆提升速度均必须有专人记录。 钻机下钻至设计深度后，搅拌头应在桩端1m范围内上下喷浆搅拌30s左右，然后提升。当钻头提升至地面以下0.5m时，应停止喷浆。搅拌机械应配置浆量自动记录仪，且处于检定有效期内，施工中记录水泥瞬间时喷入量，和累计喷入量。 施工过程中由工长负责填写施工原始记录。施工记录表中应详细记录桩编号、桩长、截面面积、下钻（提升）时间及深度、水泥用量、水灰比等，并每台班按要求留置28d标养试块。 |
4 | 意外 情况 | 施工中如遇到断浆（即浆液未及时送到）等情况时，如此时桩机钻杆在下沉，则必须将钻杆从断浆面处提升1.0m，待浆液送到后再重复搅拌下沉；如此时桩机钻杆在提升，则必须将钻杆从断浆面处下沉1.0m，待浆液送到后再重复搅拌提升，以保证桩身的连续性。 于使用现场连接钻具的方式进行三轴搅拌桩施工，在钻进时如果出现阻力异常增大，无法继续钻进时，则需停止施工，提升机具，及时上报。 |
5 | 雨季 施工 | 对施工期间的水准点加以保护，并定期进行复测和闭合，避免雨或大风对点位造成破坏。 泥浆池内的泥浆不可装满并及时外运，避免注入雨水使得泥浆外溢。 |
6 | 其他 | 施工过程中应随时检查施工记录、计量记录，评定成桩质量，如有不合格桩或异常情况，及时采取补桩或其他处理措施。 应定时检查机械的成桩直径及搅拌均匀程度，对钻头定期复核检查，其直径磨损不得小于10mm。 |
4 结论
影响三轴搅拌桩施工质量的因素多种多样，我们在现场施工过程中应遵循具体问题具体分析的原则。通过一系列的质量保证措施和预防措施，保证了三轴搅拌桩的施工质量，充分发挥了三轴搅拌桩在进度、质量和成本上的优势。
参考文献：
[1]李振军，林森，岳帅，王特，吴铁映，张铁刚 三轴搅拌桩施工质量控制及处理措施[J].工程质量，2019年第3期，第37卷，76-78
[2]杭州SKP项目 三轴搅拌桩施工方案 SKP-C-03，15-16
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