简述三轴搅拌桩在软土船闸工程中的施工管理和质量控制

简述三轴搅拌桩在软土船闸工程中的施工管理和质量控制

张志坚

张志坚

中交三航局第二工程有限公司

摘要：三轴搅拌桩具有施工简便，作业条件需求低，造价低廉，场地适应性强等特地，在软土地基处理中广泛应用。本文通过大治河西闸三轴搅拌桩的现场施工，以及其作为软土地基加固，止水围护、截水帷幕以及SMW工法桩的应用，对三轴搅拌桩施工细节和质量管理进行简述。

关键词：搅拌桩、加固、止水、截渗、软土地基、船闸

1引言

三轴搅拌桩是以水泥浆液作为固化剂，通过桩机螺旋钻杆的下沉及提升，将适宜配合比的水泥浆液与原状土体进行强制混合，并充分搅拌。利用两者混合后产生的一系列物理化学反应，最终使软土硬化固结，形成具有一定的整体性、水稳性和较高强度且压缩性较小的桩体。采用搅拌桩，土质要求低，作业条件要求低，且具有施工简单，工期短，造价低，适用范围广，地基处理效果好等优点，在各类土质处理工程中大量应用。本文结合三轴搅拌桩在大治河西枢纽新建二线船闸工程中的施工应用，对施工管理细节及质量控制要点进行简述。

2工程简介

大治河西枢纽二线船闸工程是大治河连接黄浦江控制性建筑物，位于上海市闵行区浦江镇大治河西端。搅拌桩主要施工区域集中在闸室主体位置，勘察查明场内三轴搅拌桩施工土层主要由杂填土、江滩土、粉质黏土、淤泥质黏土等成，这对成桩的各项指数控制及质量要求均较高。本工程中三轴搅拌桩共有以下四种工程应用，包括：软土地基加固桩、基坑围护止水桩、SMW工法桩以及临近河道的截渗墙，工程桩型均为3Ф850mm。

3事前预控

通常在施工方面出现问题是引起深层搅拌桩产生质量问题的主因之一。例如操作人员缺少培训，操作技能差，作业设备性能缺陷，水泥（水泥浆）计量不准确，桩体搭接不符合要求，片面追求数量、进度等，均会导致桩体匀质系数低，棱形间隙大，甚至断桩等不良情况出现。为保证成桩质量、止水及围护效果，项目部采取加强人、机、料、法四方面管理，具体如下：

◆考虑到本工程地下水、以及土质情况无可参考经验，故在搅拌桩施工开始前，采用试桩方式初步获取三轴搅拌桩作业相关资料。试桩的目的在于寻找最佳搅拌次数、确定水泥浆的水灰比、工作压力、泵送时间、泵送量、搅拌下沉速度、提升速度以及是否需要复搅、复搅深度及时间等参数，同时检验施工设备和选定的施工工艺等。通过工前试桩，并在成桩30天后进行桩头开挖、取芯、渗透系数等检测，最终确定各项施工参数。

◆机械设备比选，实际考察各种施工设备后，最终确定BZ-70型步履式桩架，钻杆选用连续式螺旋翼，螺旋翼长度3m，每根钻杆上设置3段，每段间距1m。后台选用可配置成浆1.5t的数控后台，同步显示高压泵压力数值，方便后台操作人员精准控制成桩过程中浆液质量及输送速度。此套设备具有机械性能好、场地适应性强、成桩桩体均匀性好、拌合能力及拌合程度高、质量可控性高等优点。工程所用所有仪器设备均检验合格后入场使用。

◆根据设计要求及前期试桩数据，采用海螺牌42.5普通硅酸盐水泥。现场存储设置50T筒仓两只，水泥进场后，由试验人员至罐车当场取样并及时送检，在复试合格后方可投入使用。同时严格控制原材料存、用管理，避免保管和使用过程中发生材料短缺、变质等情况。

◆严格按照设计及规范要求进行施工。作业前由项目总工进行详细的技术质量交底，所有施工作业人员整体上增强质量控制意识，提高质量管理水平。同时安排专人全程值班，值班人员上岗前集中培训，充分了解三轴搅拌桩的施工原理、施工方法、施工控制要点等，值班人员必须坚守岗位，并如实填写施工记录。

4过程管理

由于工程三轴搅拌桩数量庞大，且不同区域桩型又有差异。仅靠试桩不能暴露施工过程中可能碰到的所有问题，大量实际问题将在施工过程中才会一一暴露出来。故过程中的管理与控制，在实际施工中显得尤为重要。

严格按照试桩所确定的各项参数进行施工，水灰比、喷浆量、下沉（提升）速度等各项参数确定后禁止随意更改。任意一项的改动，均会导致水泥用量的改变，从而降低成桩质量。而在施工中发现数据不正常，则应立刻停止施工。及时查找原因并恢复至正常状态，必要的时候，会同设计监理共同探讨。质量控制的关键在于：水泥掺量要保证，严格遵照水灰比配置，用浆量，钻杆升降速度均应严格控制。

整个闸室区域，桩群密集，数量多。因此做好必须做好施工记录，防止遗漏。值班人员当班结束后，尽快将施工资料与桩机上配置的自动记录仪的记录进行比对，对每根桩的施工时间、水泥用量、桩长等数据进行校核，详细了解施工状况。确保施工操作、成桩参数准确无误。

后台监控是成桩质量管理、控制的根本所在，过程中需要密切关注，严格把控。浆液按照交底的水灰比拌制，水泥和水的计量必须精准；作业过程中，随时对水泥浆的密度进行检查，防止堵塞输送管道；浆桶中的浆液保持匀速搅拌，不得离析，停置时间不得过长，超过2h的浆液不得使用等。

5问题处理

工程施工区域为居住生活区和耕作地，地势比较平坦，但表层宅基地及耕织土松散，含有大量杂质。施工过程中常遇的实际问题及处理方法如下：

水泥受潮结块、制浆池滤网破损、杂质清理不彻底都可能导致喷浆阻塞。处理方法：经常检查筒仓情况，及时清理制浆池内残渣，检查滤网有无破损情况。

输浆管弯折、泄露、受外力挤压或者管道过程，沿途压力损失过程大都可能导致喷浆不足。处理方法：合理选择后台位置，每班组作业前做常规检查、维护管道。

遇到树根、孤石等不明地下障碍物，无法正常施工。处理方法：停机排除障碍，若无法排除则及时上报，经上级批复后，严格按照设计及监理要求进行处理，并做好记录，方便后期对此区域进行加强监控。

速度失稳。处理方法：首先检查设备自身系统，并检查机组人员操作是否规范、熟练。加强设备日常检查，完善明确的责任制度、做好岗前培训和技术交底。

若因为如遇到停电或特殊情况造成停机导致施工中断。处理方法：必须在12小时内完成补桩措施；如因故停机时间较长，需对输浆管路进行清洗，以防止浆液硬结堵管。

6结论

在后期开挖过程中所露出桩体，介质搅拌均匀、桩体形态完整、成型良好、桩体强度高、止水效果佳，现场所有基坑基本无渗漏现象。无侧限抗压强度检测中，所有芯样均较完整，呈柱状，表面较光滑；强度代表值均高于1.00Mpa，符合设计及规范要求。

各项指标均说明，在施工过程中，加强前期和过程控制，注重施工细节管理，在提高三轴搅拌桩的成桩质量方面卓有成效。