楊文華，李 江

(1.天津市地質(zhì)基礎(chǔ)工程公司，天津 300191;2.天津市濱海星城投資發(fā)展有限公司，天津 300350)

CSM工法(Cutter Soil Mixing，雙輪銑削深層攪拌技術(shù))是近幾年發(fā)展的一種新施工工法。CSM工法與傳統(tǒng)的深攪設(shè)備不同，其攪拌頭是由馬達(dá)驅(qū)動兩銑輪以水平軸向旋轉(zhuǎn)銑削攪拌土層，注入水泥漿攪拌混合后，形成矩形水泥土防水墻;墻體插入型鋼后，形成擋土和止水作用的連續(xù)墻。CSM成槽機(jī)的施工工序主要分為加水和氣向下銑削成槽和噴漿向上銑削成墻2個部分。CSM工法施工在向下銑削成槽的過程中，兩組銑輪正轉(zhuǎn)銑削地層，通過導(dǎo)桿施加向下的推進(jìn)力，向下銑削攪拌同時注入泥漿和壓縮空氣，可提高水和土攪拌混合的效果。向下銑削到設(shè)計深度后，上提時兩組銑輪反轉(zhuǎn)，通過底部注漿孔向槽內(nèi)注入水泥漿液與成槽內(nèi)的拌和土體均勻混合成水泥土攪拌墻。CSM工法施工工序流程見圖1。

圖1 CSM工法施工工序流程圖

為確保CSM工法施工攪拌墻的質(zhì)量，應(yīng)做好以下工作。

1 施工前的準(zhǔn)備工作

1.1 進(jìn)場材料的質(zhì)量控制

1.1.1 水泥

供貨方必須提供與袋裝標(biāo)志相同內(nèi)容的卡片，內(nèi)容包括生產(chǎn)廠家的生產(chǎn)許可證和出廠合格證明文件以及出廠檢測報告;根據(jù)進(jìn)場水泥品種、代號、強(qiáng)度等級、證明文件以及水泥出廠日期等情況，分批進(jìn)行檢查驗(yàn)收，且對每一批次散裝水泥進(jìn)場要做好抽樣復(fù)檢工作。超過出廠日期3個月的水泥，經(jīng)過檢測試驗(yàn)強(qiáng)度符合設(shè)計要求可使用，否則不得使用。相同強(qiáng)度等級，不同廠家，不同生產(chǎn)日期，不得混摻使用。通常設(shè)計要求使用42.5級普通硅酸鹽水泥，當(dāng)攪拌墻較深、成墻施工時間較長時使用礦渣水泥。為不影響開工使用，所需水泥應(yīng)提前進(jìn)場，做好取樣送檢復(fù)試工作，確保開工前要有復(fù)試合格的水泥報告。

設(shè)計的水泥土攪拌墻既有擋土又有止水作用時，多在攪拌墻內(nèi)插入型鋼，型鋼的鋼級、長度、規(guī)格尺寸要滿足設(shè)計要求。型鋼都是重復(fù)使用，其長度經(jīng)常變化，當(dāng)型鋼的長度不夠，需要兩根型鋼焊接時，應(yīng)采取坡口焊等強(qiáng)焊接，且兩型鋼焊接必須同心。焊接的型鋼位置應(yīng)避免設(shè)在支撐位置或開挖面附近等型鋼受力較大處;相鄰型鋼的接頭豎向位置應(yīng)錯開;型鋼接頭距基坑底面距離≮2 m。型鋼的截面型號選擇應(yīng)與墻的寬度相匹配。

1.2 溝槽尺寸的控制和清障處理

攪拌墻施工區(qū)域要避開地下的水和燃?xì)夤芫€、電纜、地上的高壓線等。測量放線定位后，在進(jìn)行開挖溝槽和清除地下障礙物(包括回填和拆除舊建筑物條石、墻基礎(chǔ)、砼塊等物，還有樹根等)工作時，挖溝槽的寬度比攪拌墻寬出0.2～0.3 m，溝槽挖的過寬，向下銑削成墻的過程中，如攪拌墻中心線控制有誤，會影響攪拌墻的止水效果;溝槽所挖的深度應(yīng)根據(jù)設(shè)計的墻頂標(biāo)高確定。攪拌墻中心內(nèi)側(cè)障礙物清除后，場地回填土要壓實(shí)且平整，并進(jìn)行路基加固處理或使用路基板，防止施工中設(shè)備沉陷。

1.3 確定CSM工法施工成墻的順序

向下銑削可采用順序施工(見圖2)，也可采取跳打施工(見圖3)。順序施工的設(shè)備移動量小，對較深且成墻時間較長的攪拌墻，可選順序施工。深度≤15 m的攪拌墻，可采用跳打施工，但要控制好與兩側(cè)攪拌墻的插入時間，即控制在水泥土初凝之前完成攪拌墻的搭接施工。

圖2 順序向下銑削施工

圖3 跳打向下銑削施工

如果采取2臺設(shè)備同時施工，其初始位置可以是反向施工，2臺設(shè)備最后碰頭(見圖4);也可是同向施工，最后分別與另一設(shè)備施工的攪拌墻首尾相接(見圖5)。采用反向施工最后2臺設(shè)備碰頭，最后只有一處相鄰的攪拌墻需搭接，且施工間隔時間短。采用2臺設(shè)備同向施工，最后有兩處相鄰的攪拌墻需搭接，且相鄰的攪拌墻施工的間隔時間又長，有可能影響攪拌墻的止水效果。

圖4 2臺設(shè)備反向施工

圖5 2臺設(shè)備同向施工

不管是1臺還是2臺設(shè)備施工，其起始的位置應(yīng)避開轉(zhuǎn)角處;如不是連續(xù)24 h施工，已施工完的素水泥土攪拌墻處，應(yīng)預(yù)留0.5～1 m不插入型鋼，防止影響相鄰的兩墻的搭接;如果攪拌墻內(nèi)不插入型鋼，可按一般施工方法，確保搭接質(zhì)量;如果場地較小，注漿等設(shè)備不便移動時，開始施工位置宜距離注漿設(shè)備由遠(yuǎn)到近。

1.4 攪拌墻試驗(yàn)施工

有條件或設(shè)計有要求的應(yīng)進(jìn)行CSM工法的試驗(yàn)施工，這樣可驗(yàn)證施工技術(shù)參數(shù)是否合理，根據(jù)向下銑削成槽的情況驗(yàn)證地層的土質(zhì)與勘查報告內(nèi)容是否相符。對試驗(yàn)的攪拌墻可進(jìn)行取心檢測墻體的完整性、墻的深度和28天的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度，可驗(yàn)證水泥摻入比和水灰比是否合理，無側(cè)限抗壓強(qiáng)度是否滿足設(shè)計要求。根據(jù)試驗(yàn)施工的速度可調(diào)整進(jìn)度計劃，即調(diào)整每天的施工時間或增加施工設(shè)備，確保按期完工。進(jìn)行CSM工法試驗(yàn)施工出現(xiàn)的問題及時反饋給設(shè)計部門，需變更的設(shè)計應(yīng)出具書面文件。

1.5 備用水電設(shè)施

為防止供電不正?；蛲蝗煌ｋ娗闆r發(fā)生，現(xiàn)場最好配置備用發(fā)電機(jī)組，當(dāng)停電時可及時啟用發(fā)電機(jī)組，恢復(fù)正常施工，避免因停電設(shè)備無法正常運(yùn)轉(zhuǎn)，使銑輪被埋等事故發(fā)生。應(yīng)備有儲水罐，可防止在施工中突然停水，以避免出現(xiàn)攪拌墻的施工質(zhì)量問題。

雖然對于留白藝術(shù)的研究在國內(nèi)興起較早，但是將留白藝術(shù)應(yīng)用于教育領(lǐng)域，對課堂教學(xué)留白進(jìn)行研究在國內(nèi)則起步較晚．國外對于留白藝術(shù)教學(xué)的研究，主要集中在理論基礎(chǔ)方面．近年來，隨著課程改革的推進(jìn)，留白藝術(shù)在課堂教學(xué)中的運(yùn)用在國內(nèi)也得到高度重視，進(jìn)行了積極的實(shí)踐探索．

2 CSM工法施工質(zhì)量的控制

CSM成槽機(jī)都配備了先進(jìn)的LCD監(jiān)視器，實(shí)時顯示施工過程中的多項(xiàng)技術(shù)參數(shù)(垂直度，注漿量，當(dāng)前成墻深度，銑輪的轉(zhuǎn)數(shù)，銑削鉆速等)。特別是可以實(shí)時顯示成槽過程中的垂直精度(包括前后和左右的偏差)，能夠有效地保障施工質(zhì)量。也可實(shí)時顯示向上銑削成墻過程中注入水泥漿液的總量和泵量，可控制成墻過程中注漿的質(zhì)量。

2.1 做好向下銑削垂直度的控制

雙輪銑頭定位于墻體中心線劃好的槽段上，利用激光經(jīng)緯儀進(jìn)行墻的中心線的監(jiān)控，偏差控制在±5 cm以內(nèi);成槽過程中監(jiān)視器顯示偏斜量即垂直度(包括前后和左右的偏差)，及時了解成墻垂直度偏差和調(diào)整情況，通過控制調(diào)整銑頭的姿態(tài)，從而有效地控制了成槽的垂直度，使其墻體垂直度可控制在3‰以內(nèi)。防止由于攪拌墻垂直度控制不好，造成相鄰兩墻前后出現(xiàn)較大偏差，使下部出現(xiàn)“踢腳”;也可能由于相鄰兩墻左右出現(xiàn)較大偏差，使下部出現(xiàn)“開叉”，從而影響攪拌墻的止水效果。因此控制好攪拌墻的垂直度，保證墻與墻有足夠的搭接長度，才可確保攪拌墻的墻體有好的止水效果。

2.2 水泥漿摻入量和水灰比的控制

水泥土攪拌墻的強(qiáng)度隨水泥摻入量增加而提高，設(shè)計的水泥摻入量一般在12% ～20%范圍內(nèi)。采取兩次注漿，即向下銑削和向上銑削時都注水泥漿，水泥摻入量要符合設(shè)計值;如果向上銑削一次完成注漿施工時(即一次注漿)，水泥摻入量不應(yīng)小于設(shè)計值。因?yàn)橐淮巫{施工，在向下銑削時已注入泥漿(或水)與土拌合，如果水泥摻入量過少會影響攪拌墻強(qiáng)度。

水灰比的大小會直接影響水泥土攪拌墻成墻的強(qiáng)度，因此水灰比一般應(yīng)控制在1.0～1.5范圍內(nèi)。施工現(xiàn)場質(zhì)檢員應(yīng)定時測量水泥漿的密度，以監(jiān)控現(xiàn)場水泥漿的水灰比是否符合要求(水灰比為1.0、1.2、1.5 時，密度分別為 1.50、1.435、1.364 kg/L)。采取一次注漿施工時，應(yīng)嚴(yán)格控制水灰比不小于設(shè)計值，確保攪拌墻成墻的強(qiáng)度。

2.3 向下銑削成槽和向上銑削噴漿攪拌成墻的施工質(zhì)量控制

采取一次注漿施工時，雙輪銑頭對好槽段的位置下放到墻頂?shù)臉?biāo)高后，開動主機(jī)雙輪銑頭正轉(zhuǎn)向下銑削，同時注泥漿(或水)和氣。要控制好注泥漿(或水)量，避免過大，影響向上銑削注水泥漿攪拌后成墻的強(qiáng)度。向下銑削全程供氣不得間斷，氣體壓力控制在0.3～0.6 MPa。向下銑削時銑輪的轉(zhuǎn)數(shù)為20～27 r/min，根據(jù)勘察資料槽段各層中的軟硬土層情況，軟地層轉(zhuǎn)數(shù)可取大值，硬地層取小值。向下銑削鉆速控制在0.5～1.0 m/min。向下銑削達(dá)到設(shè)計深度后，對墻底深度以上2～3 m范圍，重復(fù)向上銑削和向下銑削1～2次。攪拌均勻后，反轉(zhuǎn)雙輪向上銑削進(jìn)行噴漿施工，控制銑輪轉(zhuǎn)數(shù)在27 r/min，鉆速控制在1.0～1.5 m/min。在墻底和淤泥層位置控制向上銑削噴漿速度，鉆速宜控制在1.0 m/min左右。在墻底位置向上銑削速度過快局部會產(chǎn)生真空，造成攪拌墻的墻壁坍塌，影響成墻質(zhì)量。

2.4 注漿的流量和總量的控制

根據(jù)鉆速與銑削量情況，注漿的流量在80～320 L/min內(nèi)調(diào)整。注漿壓力一般控制在2.0～3.0 MPa。由于CSM成槽機(jī)的LCD監(jiān)視器可顯示一次注漿(或二次注漿)過程中注漿液的流量和總量，注漿的質(zhì)量是可控的。

采取二次注漿施工，向下銑削注水泥漿占總量的70% ～80%，向上銑削占總量的30% ～20%，要控制好向下銑削和向上銑削注漿的比例和注漿總量。向上銑削一次完成注水泥漿施工時，要確保注水泥漿均勻，并控制好注水泥漿的總量不少于理論總量。

嚴(yán)格控制漿液存放的有效時間和溫度:(1)當(dāng)氣溫在10℃以下時，≯5 h;(2)當(dāng)氣溫在10℃以上時，≯3 h;(3)漿液溫度應(yīng)控制在5～40℃。水泥漿存放時間超過以上規(guī)定的有效時間，或發(fā)生離析的，均作廢漿處理。

2.5 搭接長度的控制

雙輪銑頭沿墻體中心線平行移動到新的槽段定位后，要控制好搭接長度，順銑槽段間的搭接長度≥200 mm;跳銑時與相鄰兩側(cè)槽段的搭接長度都應(yīng)≥200 mm。搭接長度太小，會影響攪拌墻的止水效果。

基坑存在多處拐角要與已施工完成的攪拌墻搭接時，轉(zhuǎn)角位置的攪拌墻可采取“T”字搭接的施工方法，搭接的長度應(yīng)適當(dāng)?shù)募娱L，以保證止水效果。

2.6 插入攪拌墻內(nèi)的型鋼的質(zhì)量控制

為確保型鋼插入攪拌墻內(nèi)垂直且居中，在平行溝槽方向放置型鋼定位架，引水準(zhǔn)點(diǎn)定位型鋼上用于控制型綱頂部標(biāo)高。定位架應(yīng)按有關(guān)尺寸放置固定好，不得在型鋼插入攪拌墻時出現(xiàn)位移。插入型鋼施工應(yīng)在成墻后4 h內(nèi)完成，否則型鋼插入困難，影響成墻質(zhì)量。

型鋼使用前對表面要進(jìn)行除銹和清污處理，并在其表面均勻涂刷減摩劑，以減少型鋼與水泥攪拌墻的摩阻，便于起拔。使用前發(fā)現(xiàn)型鋼所涂減摩劑脫落、開裂，應(yīng)重涂。

2.7 施工中應(yīng)注意的其它問題

(1)為確保攪拌墻成墻的質(zhì)量，向上銑削噴漿時供漿必須連續(xù)。如出現(xiàn)漿罐內(nèi)水泥漿己沒，或水泥漿泵出漿量較少，操作人員根據(jù)LCD監(jiān)視器顯示的注漿流量和注漿總量，采取減小鉆速或原位銑削，等供漿正常后，下放銑輪到原噴漿面1 m以深，再注水泥漿向上銑削;若向上銑削噴漿時中途出現(xiàn)堵管、斷漿等現(xiàn)象，應(yīng)立即停泵，上提銑輪過噴漿面以上。查找原因進(jìn)行維修，待故障排除后供漿正常時，下放銑輪到原噴漿面1m以深，再進(jìn)行向上銑削噴漿。必須注意供漿故障排除后，不可在原噴漿面位置向上銑削噴漿，避免出現(xiàn)“斷墻”問題。因故停機(jī)＞30 min，應(yīng)對泵體和輸漿管路妥善清洗，防止發(fā)生堵管。

(2)供泥漿(水)和空氣向下銑削，一旦泥漿(水)或氣中斷，應(yīng)將雙輪銑削頭提至地面，待恢復(fù)供泥漿(水)和空氣正常后再向下銑削施工。

(3)為保證成墻的厚度，應(yīng)注意銑頭刀片磨損情況，定期測量刀片外徑，當(dāng)磨損達(dá)到1 cm時必須對刀片進(jìn)行修復(fù)，確保成墻厚度。

(4)采用順銑施工向下銑削時，如果其相鄰的攪拌墻(第n槽段)成墻的時間較長(水泥土超過終凝時間)，一組銑輪銑削原狀土的速度快，一組銑輪銑削已終凝水泥土的速度慢，易出現(xiàn)正施工的墻(第n+1槽段)向已成墻(第n槽段)的方向傾斜，在下一槽段(第n+2槽段)施工時即使控制好垂直度情況下，第n+1槽段和第n+2槽段下部搭接長度不足，止水效果不好。因此，向下銑削成槽時，如相鄰的攪拌墻成墻時間較長，可采取減慢銑削鉆速，降低轉(zhuǎn)數(shù)，即采用“吊打”向下銑削施工。操作人員應(yīng)及時觀察成槽過程監(jiān)視器顯示的偏斜量即垂直度(包括前后和左右的偏差)的情況，并及時進(jìn)行調(diào)整，通過控制向下銑削鉆速和轉(zhuǎn)數(shù)，確保成墻的垂直度控制在1/300～1/500以內(nèi)。

(5)雨季應(yīng)避開大雨天施工。向下銑削遇到大雨可暫停施工，將雙輪銑提到地面;向上銑削噴漿遇到大雨可在完成噴漿作業(yè)后，再停止施工。雨天施工應(yīng)減少下攪用水量，同時控制好水泥的摻入量不能少。冬季施工水泥可采用高強(qiáng)度等級(42.5級以上)或摻入早強(qiáng)劑，確保水泥土連續(xù)墻的強(qiáng)度。

3 結(jié)語

CSM工法施工中，只要做好施工前的準(zhǔn)備工作，重視施工中的質(zhì)量控制，就可避免水泥土攪拌墻出現(xiàn)施工的質(zhì)量問題。

[1] JGJ 120－2012，建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程[S].

[2] JGJ/T 109－2010，型鋼水泥土攪拌墻技術(shù)規(guī)程[S].

[3] 霍鏡，朱進(jìn)，胡正亮，等.雙輪銑深層攪拌水泥土地下連續(xù)墻(CSM 工法)應(yīng)用探討[J].巖土工程學(xué)報，2012，34(Sl):666 －670.

[4] 王占云，等.型鋼水泥土攪拌墻(SMW工法)施工與管理[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社，2012.116－127.

[5] 楊文華.深層攪拌樁在基坑支擋施工中應(yīng)注意的問題[J].探礦工程，2002，(3).