齊　凱

（上海世博建設(shè)開發(fā)有限公司， 上?！?00125）

上海某深基坑三軸攪拌樁施工質(zhì)量控制要點(diǎn)分析

齊凱

（上海世博建設(shè)開發(fā)有限公司， 上海200125）

摘要：結(jié)合上海世博會(huì)地區(qū)某深基坑工程三軸攪拌樁現(xiàn)場施工質(zhì)量控制經(jīng)驗(yàn)，提出以泥漿比重、單根樁完成時(shí)間、一段時(shí)間內(nèi)進(jìn)場的水泥量為主要控制方法進(jìn)行三軸攪拌樁施工質(zhì)量過程控制，通過此三種方法便于現(xiàn)場有效控制施工質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：三軸攪拌樁；泥漿比重；水泥量；完成時(shí)間

0　引　言

隨著城市地下空間開發(fā)大發(fā)展，規(guī)模不斷擴(kuò)大，出現(xiàn)了越來越多的深基坑工程。目前，深基坑工程朝著越深越廣的方向發(fā)展，面臨著水文地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜，周邊環(huán)境保護(hù)要求高等情況。三軸攪拌樁在基坑加固、止水帷幕方面起著重要作用，能增強(qiáng)基坑支護(hù)體系穩(wěn)定性、控制基坑變形，給現(xiàn)場施工和土方開挖創(chuàng)造條件。同時(shí)，能有效遏制基坑降水對基坑周邊環(huán)境的影響。

但是對施工現(xiàn)場三軸攪拌樁施工質(zhì)量過程控制存在一定的缺陷。一方面，SMW 工法施工機(jī)械較先進(jìn)、自動(dòng)化程度較高，人的管理存在漏洞；另一方面，三軸攪拌樁屬于地下隱蔽工程，對樁的長度控制難度較大，需待基坑開挖后才能檢驗(yàn)，但為時(shí)已晚。兩方面的原因促使施工單位對有效樁長、鉆速進(jìn)行控制。而水泥摻量的控制是影響三軸攪拌樁施工質(zhì)量的重要因素。本文先通過水泥設(shè)計(jì)摻量和水灰比理論計(jì)算泥漿比重、單根樁所需水泥量、單根樁完成時(shí)間對水泥摻量控制，結(jié)合實(shí)際工程，發(fā)現(xiàn)此方法便于現(xiàn)場控制 SMW 施工質(zhì)量。

1　工程概況

上海世博會(huì)地區(qū)某基坑工程，采用 φ850@600 三軸攪拌樁抽條加固，基坑共設(shè)四道混凝土支撐，第四道支撐底(-10.800 m)至坑底(-13.900 m)以下 4 m 水泥摻量 20%，第一道支撐底(1.300 m)至第四道支撐底水泥摻量 10%?；娱_挖深度 18.1 m，水泥摻量 10% 加固深度 12.1 m，水泥摻量 20%加固深度 7.1 m，總的加固深度為 19.2 m，水灰比 1.7。強(qiáng)弱加固區(qū)轉(zhuǎn)換是本工程控制的難點(diǎn)。

2　施工控制參數(shù)的理論計(jì)算與控制指標(biāo)的確定

樁徑 d=850 mm、間距 l=600 mm、強(qiáng)加固區(qū)水泥設(shè)計(jì)摻量 20%，加固深度 7.1 m，弱加固區(qū)水泥摻量 10%，加固深度12.1 m；水灰比 1.7。

2.1三軸攪拌樁截面面積計(jì)算

圖 1　三軸攪拌樁單幅面積計(jì)算示意圖

一個(gè)弓形面積 S4=S2-S3=0.142-0.0903=0.052 m2

三軸攪拌樁單幅面積 S=S1-4S4=1.7024-4×0.052=1.4944 m2

2.2水泥用量計(jì)算

一般認(rèn)為 1 m3土重 18 kN/m3=1.8 t/m3；每米段水泥用量=每立方米水泥量×每幅樁截面積。

(1)弱加固區(qū)，水泥設(shè)計(jì)摻量 10%，則 1 m3土水泥摻量：1.8 t×10%=180 kg/m3；每米段水泥用量為 180× 1.49=268.2 kg/m；本區(qū)域水泥用量為 268.2×12.1=3.25 t。

(2)強(qiáng)加固區(qū)，水泥設(shè)計(jì)摻量 20%，則 1 m3土水泥摻量：1.8 t×20%=360 kg/m3；每米段水泥用量為 360×1.49 =536.4 kg/m；本區(qū)域水泥用量為 536.4×7.1=3.81 t；故完成單幅三軸攪拌樁共用水泥 7.06 t。

2.3泥漿比重——利用水灰比換算

一般認(rèn)為，水泥密度 ρ水泥=3 t/m3；水 ρ水=1 t/m3；當(dāng)設(shè)計(jì)水灰比為 1.7，即水 1.7 t，水泥 1 t，水灰混合質(zhì)量2.7 t；水灰混合體積 V=1.7/1+1/3=2.03 m3；水泥漿密度 ρ混=m/v=2.7/2.03=1.33 t/m3；故泥漿比重，即 1.33/1=1.33。此數(shù)據(jù)可作為現(xiàn)場泥漿比重抽查的依據(jù)，現(xiàn)場泥漿比重應(yīng)控制在 1.33±0.05。

2.41t水泥制漿量

根據(jù) 2.3 可知，1 t 水泥大約可制 2.03 m3水泥漿量，即1 kg 水泥可制 2.03 L 水泥漿；結(jié)合水泥用量的計(jì)算，可知若加固區(qū)每米段水泥漿流量為 268.2×2.03=544.5 L，強(qiáng)加固區(qū)每米段水泥漿流量為 536.4×2.03=1 088.9 L。

本工程采用 BW-250 型泥漿泵(圖 2)，由圖可見，泥漿泵檔位(手柄位置)與流量呈對應(yīng)的關(guān)系，該泥漿泵缸徑 80 mm，工作檔位 A2-B4，對應(yīng)的流量 145 L/min，兩臺(tái)泵同時(shí)工作時(shí)流量為 290 L /min；則弱加固區(qū)每米完成所需要時(shí)間，544.5/290=1.88 min/m，共需要 12.1 ×1.88=22.7 min；強(qiáng)加固區(qū)每米完成所需要時(shí)間，1 088.9/290=3.75 min/m，共需要 7.1×3.75=26.6 min。即單根樁完成時(shí)間為 22.7+26.6=49.3 min。強(qiáng)、弱加固區(qū)、單樁理論計(jì)算完成時(shí)間作為現(xiàn)場控制的依據(jù)或參考。

注漿施工時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制漿噴樁攪拌下沉和提升速度，攪拌下沉速度 0.5 m/min～1 m/min，提升速度 1 m/min～ 2 m/min，一般提升速度是下沉的 2 倍。對檔位流量選擇進(jìn)行驗(yàn)算(見表 1)。對下沉上提速度驗(yàn)算符合控制要求。

圖 2　泥漿泵型號(hào)及工作參數(shù)

表 1　下沉、提升速度驗(yàn)算

3　三軸攪拌樁施工過程控制

現(xiàn)場三軸攪拌樁施工過程中除了對樁位復(fù)測外，利用本文理論計(jì)算結(jié)果，在巡視檢查過程中主要從泥漿比重、水泥用量、單幅樁完成時(shí)間三個(gè)方面對三軸攪拌樁施工質(zhì)量進(jìn)行宏觀控制。

3.1泥漿比重

在現(xiàn)場巡視檢查過程中利用比重計(jì)對現(xiàn)場配置的泥漿進(jìn)行抽檢，泥漿比重應(yīng)控制在 1.33±0.05，使得現(xiàn)場配置泥漿的水灰比符合設(shè)計(jì)要求，該方法能比較簡單有效地控制泥漿質(zhì)量。

3.2水泥用量

對于基坑加固的三軸攪拌樁，樁長控制是難點(diǎn)，其不僅屬于隱蔽工程，而且需待基坑開挖后方可檢驗(yàn)。樁長和水泥用量存在重要的相互關(guān)系，一方面，通過計(jì)算單幅樁完成所需水泥用量，控制現(xiàn)場單幅樁水泥用量；另一方面，通過記錄連續(xù)兩次散裝水泥車進(jìn)場間隔時(shí)間和前一次進(jìn)場水泥量，并統(tǒng)計(jì)這段時(shí)間完成的樁數(shù)，將計(jì)算水泥用量和進(jìn)場水泥量進(jìn)行對比是否基本相符，若不相符且相差較大，就說明現(xiàn)場樁長達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。通過這種宏觀控制可有效遏制施工中偷水泥現(xiàn)象。

3.3完成時(shí)間

將對現(xiàn)場施工下沉提升速度控制要求轉(zhuǎn)換成對時(shí)間的控制。在巡視檢查過程中，一方面，檢查泥漿泵的檔位位置是否符合施工方案中要求；另一方面，通過記錄開始時(shí)間和結(jié)束時(shí)間，將完成時(shí)間與理論計(jì)算時(shí)間進(jìn)行對比。若檔位、或者單幅樁完成時(shí)間發(fā)生變化，都將影響土中水泥摻量。

4　結(jié)　語

上海世博會(huì)地區(qū)該基坑工程利用三軸攪拌樁基坑加固，在基坑開挖過程中基坑穩(wěn)定，加固效果較好。說明通過理論計(jì)算，對三軸攪拌樁現(xiàn)場施工過程中泥漿比重、水泥用量、完成時(shí)間進(jìn)行宏觀控制的方法，可有效控制三軸攪拌樁的施工質(zhì)量。

中圖分類號(hào)：TU712

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1007-4104(2014)06-0066-03

收稿日期：2014-05-13

作者簡介：齊凱(1976—)，工程師，從事工程項(xiàng)目管理工作。

通信地址：上海市浦東新區(qū)3588號(hào)。