浅谈复杂施工条件下深基坑槽壁加固施工工艺

浅谈复杂施工条件下深基坑槽壁加固施工工艺

干佳聪

上海隧道工程有限公司    上海    200031

摘  要：近年来，多个城市陆续发生城市内涝事件，“看海”状况屡次出现，尤其是2021年7.20郑州特大暴雨事件，造成了极大的人员伤亡和财产损失，引起了全国人民的高度关注，给各地防洪排涝工作敲响了警钟，国务院连续发文要求进一步提高城市排水防涝标准。文章以松潘排水系统初期雨水调蓄工程深基坑槽壁加固为例，结合现场施工经验及实际情况，主要针对紧邻江河及历史保护建筑、施工场地狭小等复杂施工条件下深基坑槽壁加固施工工艺进行了研究与论述，其中着重介绍了施工工艺技术以及质量控制标准，旨在总结积累技术经验为后续同类型项目施工提供一些参考和借鉴。

关键词：雨水调蓄池  三轴搅拌桩  槽壁加固

1 概述

1.1 工程概况

松潘排水系统初期雨水调蓄工程位于上海市杨浦区，规划临青路与安浦路交叉口西南侧公共绿地内，现状松潘泵站西侧。西侧为广德路，北侧为安浦路，东侧为松潘泵站，南侧为新一棉厂房（现为历史保留建筑）。拟新建1座设计规模为14500立方米的初期雨水调蓄池，包括调蓄池主体、进出水管道（进水箱涵及DN600放空管道）、配套设施设备（除臭、电气自控等）及相关附属工程。

图1工程环境图

1.2三轴搅拌桩工作量汇总

支护结构（地连墙）典型为D850三轴搅拌桩+1200mm厚地连墙，加固深度为地面4.7m至-7.3m桩长12m。

表1三轴搅拌桩工作量汇总

2施工质量控制标准

表2施工质量控制标准表

1）根据场区地质状况特点，地下连续墙槽壁止水帷幕加固迎土侧采用Φ850@600套打，坑内侧采用Φ850@600搭接，三轴搅拌桩深度为12m。

2）槽壁止水帷幕加固土体采用P.O 42.5普通硅酸盐水泥（水泥掺量应不小于20%）。28d无侧限抗压强度应大于0.8Mpa。

3）基坑开挖前应检验水泥土搅拌桩的桩身强度。取搅拌桩施工后28d龄期的水泥土芯样。

4）三轴搅拌桩桩位放样，应照设计图纸进行放样定位。同时，进行高程引测工作[1]。

表3检测表

3 三轴搅拌桩槽壁加固施工工艺

图2三轴搅拌桩施工流程图

3.1测量工作

按照设计图纸结合甲方提供的坐标基准点进行定位放样、高程引测，同时做好临时标志和永久标志。之后应整理测量数据，做好复核工作，由监理人员复核验收签证。

3.2障碍物清除

在本工程的施工范围内根据勘察报告结合现场实际确定有原建筑物的浅层基础。由于三轴搅拌桩要求连续施工作业，因此在这之前对施工范围内的地下障碍物进行清理，保证顺利施工。

3.3开挖沟槽

本项目施工场地仅有约2000平方米，为了确保机械的安全移位，使用挖机（200型）预先在搅拌桩桩位上开挖沟槽。沟槽的宽度应比桩位内外边线各宽0.2m左右，深度保持在0.5-0.7m。开挖的沟槽同时会确保施工过程中涌出的大量泥浆不污染施工场地。

3.4桩机就位

现场应安排专职人员指挥桩机就位。在移动前仔细观察前后左右，如果在行进路线上存在障碍物应立刻清除。桩机下铺设钢板，移动过程中保持桩机平稳平正。在到达施工位置后运用经纬仪来测量垂直度，垂直度偏差严禁超过1/300。桩身定位偏差不得大于10mm，在成桩后中心偏位严禁超过50mm。

3.5浆液配合比要求

水泥浆液和水灰比的设计应合理。要确保水泥土强度，降低土体置换率，减小对周边环境的影响。根据设计要求以及现场试验，确定水灰比为1.5。每个施工班组施工时要做2组试块，采用自然条件养护28天后，试块的强度应至少达到0.8Mpa。

3.6制备水泥浆液及浆液注入

在施工现场搭建拌浆施工平台，平台附近搭建水泥库，做好围挡注意防尘控制，在开机前按要求进行水泥浆液的搅制。将配制好的水泥浆送入贮浆桶内备用。水泥浆配制好后，停滞时间不得超过2小时，搭接施工的相邻搅拌桩施工间隔不得超过24小时。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，下沉速度不大于0.8m/min，提升速度不大于1.5m/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[2]。

图3 三轴搅拌桩施工深度-时间示意图

通过每钻的加固土体体积换算得出拌浆和注浆量，注浆压力宜控制在1-2Mpa。水泥用量按照图纸要求。目前的三轴搅拌桩机械配备有水泥浆液的流量计和压力装置，能够自动搅拌供浆，这使得浆液的计量能够精确控制。供浆压力和供浆流量均有仪表显示并且能够调节，有效防止了水泥参入量不足的现象发生。加固后的土体28天龄期无侧限抗压强度不小于0.8MPa。

3.7三轴搅拌桩槽壁加固施工顺序

三轴搅拌桩槽壁加固施工按图4的顺序进行。其中的阴影部分是重复套打的一孔，内排搭接距离为250mm，这样可以保证加固区域的连续性和施工质量。

图4三轴搅拌桩槽壁加固外排施工顺序图

外侧三轴水泥土搅拌桩套打一孔。直线段和转角搭接处可分别采用图5和图6所示的方法施工。

图5直线段施工顺序图 图6转角处搭接施工方法

图7三轴搅拌桩内排槽壁加固搭接施工顺序

水泥土搅拌桩为基坑外隔水帷幕，施工时不容许出现施工冷缝，如出现超过24小时的冷缝，需采用搭接套钻或在后排补桩工艺。内侧三轴水泥土搅拌桩搭接250mm,按图7的顺序施工。

3.8钻进搅拌

三轴搅拌桩槽壁加固桩身采用的是一次搅拌工艺，必须严格控制下沉和提升速度。水泥和原状土须均匀搅拌，下沉和提升过程中均为注浆搅拌。通过现场原位试桩参数分析，会同甲方、监理、设计单位共同确定施工参数。

表4 三轴搅拌桩地槽壁加固施工参数

三轴水泥搅拌桩在下沉和提升过程中均应注入水泥浆液三轴搅拌机在下钻时，注浆的水泥用量占总数的70%~80%，而提升时为20%~30%。在遇到障碍偏钻的情况下，应上下多次提拉钻杆，直至垂直后再行下钻施工，同时严格控制下沉和提升速度。

3.9清洗机具

单桩施工结束后，将适量清水注入到集料斗中并开动灰浆泵，清洗压浆管道和其它机具。地面如有泥浆外溢应及时清理。结束后移动机械进行下一根桩的施工。

3.10施工冷缝的处理措施

在整个施工过程中如果遇到不可控因素使得桩身出现冷缝，则必须在冷缝处桩身外侧补搅素桩。补搅素桩应在原桩身达到了一定强度后进行，确保补桩的施工效果。补桩与原桩身的搭接厚度应在100mm左右。

图8 施工冷缝补桩

4 结语

在松潘排水系统初期雨水调蓄工程项目中，地下水位高、土层质量差，南侧又紧邻历史保护建筑，地下连续墙在成槽前采用三轴搅拌桩进行槽壁加固。在施工前通过准确计算水泥掺量并且结合三轴搅拌桩的施工工艺，采取试桩工艺取得最佳施工参数，施工过程中积极采取有效措施严格控制桩身垂直度和施工的连续性，有效控制了施工质量。经过实际检测，三轴搅拌桩作为槽壁加固的措施，止水效果明显，很好的起到了稳定槽壁的作用。同时，在24小时连续不间断监测下，南侧历史保护建筑的沉降量始终维持在允许范围内。施工取得了不错的效果。这为之后的地下连续墙和基坑开挖施工奠定了坚实的基础。通过该工程，积累了一些三轴搅拌桩槽壁加固的施工经验，以期为后续同类型工程提供一定参考。

［作者简介］干佳聪（1992-），男，国家一级注册建造师

参考文献

[1]黄萍.三轴深层搅拌桩在深基坑止水帷幕中的应用[J].山西建筑,2015,41(12):62-63.

[2]吴何永钦.三轴搅拌桩施工工艺与质量控制探析[J].建筑工程技术与设计,2016,(10):1197.

[3]DGJ/TJ08-61-2018上海市《基坑工程技术标准》[S].2018.