三轴搅拌桩在基坑截水帷幕中的应用

三轴搅拌桩在基坑截水帷幕中的应用

李国帅1杨嘉祎2陈昌金3贾森4

1.3.4中国建筑第八工程局有限公司上海200135

2上海国际港务（集团）股份有限公司上海200137

摘要：沿海、沿江地区海拔较低，水位较高，随着城市建设的日益发展，地下空间的利用规模也不断扩大，深基坑工程也越来越多。基坑施工导致周边地下水位下降及基坑下沉，存在较大安全隐患。必须在基坑周边设置截水帷幕，稳定基坑内外的水位。三轴搅拌桩截水帷幕就是利用三轴搅拌机在地基深部，将软土和水泥强制拌合，利用水泥和软土发生的物理和化学反应，使之凝结成水泥柱状加固土体墙，切断基坑内外地下水流动的通道，保证基坑周边地下水位的稳定性。长期实践证明，三轴搅拌桩截水法不仅成本低、工期短、无污染，而且可以较好的解决基坑施工时所面临的水土流失危害及周边环境保护等难题。

关键词：三轴搅拌桩截水帷幕工程应用

一、项目简介

1.1项目概况

本工程位于龙腾大道以东，徐汇滨江公共开放空间A地块内，东侧，北侧紧邻黄浦江新建驳岸。建A配套建筑为地上两层，地下两层钢筋混凝土框架结构，采用桩筏基础。本工程±0.000为绝对标高+6.850m，总建筑面积为23391㎡，建筑高度18m，基坑开挖面积7555㎡，开挖深度为11.95m，周边延长362m。

1.2地质概况

经勘察本地块场地地基土属软弱土，具有成层公布特点，层面相对稳定。

表1地基承载力一览表

1.3设计概况

本基坑工程采用顺作法施工，采用排桩结合截水帷幕进行围护，坑外设置单排三轴水泥搅拌桩∅850@600截水帷幕，东边靠黄浦江一侧设置双排三轴水泥搅拌桩∅850@600截水帷幕，采用连续套接一孔法施工。

搅拌桩采用P.O42.5普通硅酸盐水泥，水泥掺量20%(暗浜区域水泥掺量提高3%)，水灰比1.5，28天无侧限抗压强度qu≥0.8MPa。

搅拌桩施工时桩机就位平面偏差不大于20mm，标高误差不大于50mm，桩架垂直度偏差不大于1/250，成桩垂直度偏差不大于1/200，三轴水泥土搅拌桩养护期不得少于28天，且达到设计强度后，方可开挖基坑。

二、三轴搅拌桩截水帷幕施工流程

2.1施工流程

图三轴搅拌桩施工流程

①场地平整

本工程场地由于在前期徐汇滨江公共开放空间综合环境建设（一期）样板段驳岸与防汛墙工程及西侧龙腾大道建设过程中堆埋了大量建筑垃圾（碎石、大石块等），场地内杂填土厚度达4.50~7.90m，因此在施工前为清障做了大量工作，清障完成后进行了回填夯实。

②测量放线

根据测绘院提供的坐标基准点，按照设计图对三轴搅拌桩进行了放样定位及高程引测工作，并做好永久及临时标志。放样定位后及时做好测量技术复核单，提请监理进行复核验收签证，确认无误后再进行三轴搅拌桩施工。

③开挖沟槽

根据基坑围护内边控制线，采用JCB200挖土机开挖沟槽，对开挖出的沟槽余土进行了及时处理。因前期清障的成果，开挖沟槽并未碰到地下管线或障碍物。

④桩孔定位

三轴搅拌桩施工按Φ850mm跳槽式双孔全套复搅式连接，水泥土搅拌桩的搭接以及施工设备的垂直度补正是依靠重复套打来保证，以达到止水作用。三轴搅拌桩三轴中心间距为1200mm，在平行沟槽丝线上用红漆划线定位，确保桩位的准确性。

⑤桩机就位

由当班班长统一指挥，桩机就位，移动前看清上、下、左、右各方面的情况，桩机移动结束后认真检查了定位情况并对有偏差的及时进行了纠正。桩机就位后应保持平稳、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，垂直度均小于1/250。三轴水泥搅拌桩桩位定位后再次进行了定位复核，平面偏差值均小于20mm。

⑥喷浆、搅拌成桩

本工程三轴搅拌桩施工水泥采用P42.5级普通硅酸盐水泥，掺量为20%(暗浜区域水泥掺量提高3%)，水灰比为1.5。

水泥浆按设计配比通过全自动拌浆系统拌制，并通过滤网倒入具有搅拌装置的贮浆桶或贮浆池，水泥浆液随拌随用，未发生浆液离析情况。

桩体施工采用二喷二搅工艺，水泥和原状土均匀搅和，下沉及提升均喷浆搅拌。钻头下沉速度均控制在0.5~1.0m/min以内，提升速度均控制在1.0m~2.0m/min,并匀速提升或下沉；成桩垂直度偏差均不大于1/200，标高误差均小于50mm。

⑦试块制作

成桩期间，每台班均抽检一根桩，且每根桩不少于两个取样点，每个取样点制作3件规格为7.07×7.07×7.07cm的试块，试块制作好后进行编号、记录、送标养室密封水下养护，28天后进行无侧限抗压强度实验。

⑧施工记录

在三轴搅拌桩施工过程中每天有安排专人负责记录，详细记录每根桩桩位编号、桩长、断面面积、下沉（提升）搅拌喷浆的时间及深度、水泥用量、试块编号、水泥掺入量、水灰比，隔天送交监理。

三、三轴搅拌桩截水帷幕质量控制措施

3.1施工前控制措施

对各施工班组作业人员进行了分层次技术交底，以及上岗前的培训工作，持证上岗，确保了岗位工作质量。

确保三轴搅拌桩施工场地平整，对有回填土部位再次进行了夯实。

正式施工前，进行了原位试桩试验，根据设计要求并结合实际施工情况总结施工经验，确定搅拌下沉、提升速度。避免了提升速度过快，导致出现真空负压、孔壁塌方等现象。

3.2成桩施工期质量控制措施

对于不同规格桩长在施工过程前，项目技术负责人均对班组长明确作业要求。施工时质量员即时检查，做好隐蔽记录，班后由班长、质量员核对，防止出现差错。

在施工期间按时对机械设备进行了检查和保养，保证了施工机械设备性能良好状态，并对压浆泵进行每分钟压浆量检测，从而确保喷浆的均匀性和连续性，避免断浆情况的发生。

每次材料供应单位在水泥送至现场时,均同时提交水泥质保书,并在监理见证下取样送检，水泥检测报告合格后才用于施工，确保了使用设计强度等级的水泥。

四、三轴搅拌桩截水帷幕施工效果

本工程虽存在基坑东侧距黄浦江驳岸仅28m，有突涌可能性，且杂填土层存在老地坪等难点，但我司在三轴搅拌桩截水帷幕施工前做了大量准备工作，为三轴搅拌桩截水帷幕提供了良好的施工环境，并在过程中对每一施工环节采取了严谨的技术管理措施，在总包单位的大力支持及监理单位的督促下，三轴搅拌桩截水帷幕施工顺利结束，且取得了良好的截水效果。在基坑开挖过程中，未出现渗水、漏水等情况，保证了良好的基坑开挖环境。为后续开咱工作打下坚实基础。