李春牛

宣城市市政園林公用建設(shè)管理處 安徽 宣城 242000

引言

橋梁工程基坑施工中，在地下水豐富的環(huán)境下，基坑坑壁止水顯得尤為重要，一個(gè)切實(shí)可行的止水方案，不僅能確保支護(hù)結(jié)構(gòu)安全，還能減少基坑滲水，為基坑施工提供一個(gè)干地環(huán)境，保證基坑內(nèi)作業(yè)人員生命安全，加快工程施工進(jìn)度。

1 工程概況

宣城市水陽(yáng)江大道閉合段北段跨水陽(yáng)江特大橋，主橋?yàn)殡p塔三跨雙索面半漂浮體系斜拉橋。橋跨布置為（150+320+150）m，全長(zhǎng)620m，主塔為鋼筋混凝土橋塔，高度為115m，基礎(chǔ)采用鋼筋混凝土灌注樁，樁長(zhǎng)56m，直徑2.5m，通過(guò)混凝土承臺(tái)與上部塔柱連接。樁基承臺(tái)為啞鈴型，長(zhǎng)47m、寬17m、高5m，承臺(tái)頂面高程-0.48 m，底面高程-5.48 m。

2 地質(zhì)水文條件

本工程位于皖南山區(qū)與沿江平原的過(guò)渡地帶，工程地貌屬于侵蝕崗坡地貌單元與沖積漫灘地貌單元交匯處，根據(jù)工程地質(zhì)勘查資料揭示，基坑處自上而下地層及巖性如下：

2.1 粉土（Q4a1）

層頂標(biāo)高7.14m，層底標(biāo)高3.74m，層厚3.4m，褐黃色，灰黃色，濕，密實(shí)，局部夾粉細(xì)砂薄層，表面局部為40cm種植土，夾植物根系。

2.2 卵石土（Q4a1）

層頂標(biāo)高3.74m，層底標(biāo)高-2.46m，層厚6.2m，雜色，中密，粒徑0.2～2.0cm含量約15%～20%，粒徑2.0～6.0cm含量約55～65%。卵石成分主要為石英巖、石英砂巖，呈次圓狀，空隙被沙等充填，局部夾圓礫土層。

2.3 強(qiáng)風(fēng)化砂質(zhì)泥巖（E2s）

層頂標(biāo)高-2.46m，層底標(biāo)高-9.16m，層厚6.70m，褐黃色，粉砂質(zhì)泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，層狀構(gòu)造，泥質(zhì)鐵質(zhì)膠結(jié)，原巖風(fēng)化強(qiáng)烈，軟硬不均，巖石結(jié)構(gòu)大部分已破壞，巖性極軟，巖芯呈黏性土狀、碎塊狀，局部含礫，取芯率約82%。

2.4 中風(fēng)化粉砂質(zhì)泥巖（E2s）

棕紅色，粉砂質(zhì)泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，層狀構(gòu)造，泥質(zhì)鐵質(zhì)膠結(jié)，巖性軟。

3 基坑主要特點(diǎn)

該橋梁主塔基坑位于水陽(yáng)江河道漫灘處，為滿足在汛期施工，采用在河灘上回填黏土筑島形成樁基施工平臺(tái)，回填土厚度2～3m，使筑島頂面高程達(dá)到10.5m，高出河道穩(wěn)定水面約4m，筑島平面布置在河道方向使基坑外側(cè)距離江邊寬度8～10m，地下水比較豐富。根據(jù)施工要求，基坑尺寸布置確定為長(zhǎng)50m、寬20m、深16.48m。因基坑緊鄰水陽(yáng)江河道，基坑施工期跨越河道汛期，卵石層為透水性強(qiáng)的土層，受到河水影響較大，基坑止水難度大。

4 基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)及止水方案

本工程主墩承臺(tái)基坑深度達(dá)16.48m，根據(jù)《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》及基坑變形對(duì)周邊環(huán)境和主體結(jié)構(gòu)施工安全的影響程度，本工程基坑安全等級(jí)為一級(jí)。為滿足基坑內(nèi)施工安全要求，基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)形式采用鋼筋混凝土灌注樁+內(nèi)支撐，樁徑800mm、間距1200mm。由于樁間間隙為400mm，且穿過(guò)厚達(dá)6.2m的卵石層，為透水性強(qiáng)的土層。為使基坑開(kāi)挖后形成一個(gè)干地施工環(huán)境，基坑四周需設(shè)置一道止水帷幕，阻止基坑外的地下水流入基坑內(nèi)部，確?；觾?nèi)作業(yè)安全。經(jīng)對(duì)擺噴注漿帷幕、水泥墻攪拌墻帷幕等多形式方案比較論證，基坑四周止水形式采用水泥土攪拌墻止水帷幕，布置在鋼筋混凝土灌注樁的外側(cè)，基坑剖面圖如圖1所示。

圖1 基坑剖面圖

水泥土攪拌墻止水帷幕是將一定比例的水泥漿液和地基土用攪拌機(jī)在地基深處就地強(qiáng)制攪拌而成，以改善基坑邊坡的穩(wěn)定性，提高抗?jié)B性能，達(dá)到止水的目的。水泥土攪拌墻止水帷幕采用CSM工法施工，CSM工法是結(jié)合現(xiàn)有液壓銑槽機(jī)和深層攪拌技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新的巖土工程施工技術(shù)，通過(guò)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)原位土體與水泥漿進(jìn)行攪拌，形成壁狀固結(jié)體，可以用于防滲墻、擋土墻、地基加固等工程，與其他深層攪拌工藝比較，CSM工法對(duì)地層的適應(yīng)性更強(qiáng)，可以切削卵石地層、巖層等堅(jiān)硬的地層[1]，一種創(chuàng)新性深層攪拌施工方法。水泥土攪拌墻CSM工法施工時(shí)，無(wú)振動(dòng)、無(wú)污染、噪聲小，設(shè)備銑削能力強(qiáng)，施工過(guò)程可控性強(qiáng)，施工作業(yè)安全可靠，成墻止水效果好。

5 工藝流程

場(chǎng)地填筑平整→測(cè)量放線→開(kāi)挖導(dǎo)溝→雙輪銑槽機(jī)組裝→雙輪銑槽機(jī)就位→水泥漿液配制→雙輪銑槽機(jī)銑進(jìn)至設(shè)計(jì)高程→銑輪提升同步注射水泥漿攪拌成墻→移機(jī)至下一幅位置→重復(fù)上述步驟[2]。

5.1 場(chǎng)地填筑平整

為滿足汛期施工要求，將施工場(chǎng)地用素土回填碾壓至設(shè)計(jì)標(biāo)高，并對(duì)場(chǎng)地進(jìn)行平整，使地基承載力滿足雙輪銑槽機(jī)作業(yè)要求。

5.2 測(cè)量放樣

根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)坐標(biāo)控制點(diǎn)、基坑施工總平面設(shè)計(jì)圖，測(cè)放出水泥土攪拌墻中線，并設(shè)立臨時(shí)控制樁，做好施工過(guò)程中的點(diǎn)位、中心線復(fù)核工作，并將測(cè)量技術(shù)復(fù)核單提交監(jiān)理人員進(jìn)行復(fù)核驗(yàn)收確認(rèn)。

5.3 溝槽開(kāi)挖

導(dǎo)槽采用挖掘機(jī)開(kāi)挖，溝槽尺寸為寬0.8m、深1m，開(kāi)挖出的溝槽土體及時(shí)運(yùn)至場(chǎng)外堆放，以保證雙輪銑槽機(jī)正常施工。

5.4 雙輪銑槽機(jī)就位

雙輪銑槽機(jī)就位前，機(jī)下鋪設(shè)鋼板，銑槽機(jī)移動(dòng)前，應(yīng)檢查四周環(huán)境情況，發(fā)現(xiàn)有障礙物，應(yīng)及時(shí)清除，銑槽機(jī)就位后，應(yīng)檢查定位情況，如有偏差應(yīng)及時(shí)校正。雙輪銑槽機(jī)應(yīng)平穩(wěn)，并用經(jīng)緯儀或線錘進(jìn)行觀測(cè)，以確保雙輪銑槽機(jī)的垂直度。水泥土攪拌墻定位偏差不得大于50mm，成墻后水平偏差應(yīng)小于20mm。

5.5 雙輪銑槽機(jī)銑進(jìn)

雙輪銑槽機(jī)注水泥漿切銑原位土體至設(shè)計(jì)標(biāo)高，深度不小于設(shè)計(jì)墻深且不得大于墻深100mm，墻深垂直度偏差不得大于1/400。下切銑進(jìn)時(shí)水泥漿液的水灰比為2∶1，并摻入5%膨潤(rùn)土，水泥漿液泵送壓力大于0.3Mpa。根據(jù)不同土層及時(shí)調(diào)整下切銑進(jìn)速度，粉土層向下切銑進(jìn)速度1.0m/min，卵石層及強(qiáng)風(fēng)化砂質(zhì)泥巖層下切銑進(jìn)速度0.2m/min，中風(fēng)化砂質(zhì)泥巖層下切銑進(jìn)速度0.1m/min。

5.6 水泥漿液配制

水泥漿液的配比須嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)的配合比制作，現(xiàn)場(chǎng)用比重計(jì)進(jìn)行量測(cè)控制漿液的質(zhì)量，制備好的漿液和易性應(yīng)滿足注漿要求，不得出現(xiàn)離析現(xiàn)象。

5.7 提升注漿攪拌成墻

雙輪銑槽機(jī)銑進(jìn)到設(shè)計(jì)高程后，銑頭反轉(zhuǎn)并提升。在提升過(guò)程中，邊注漿邊攪拌一次注漿攪拌成墻，向上提升切銑速度小于1.0m/min。根據(jù)雙輪銑槽機(jī)提升速度，注漿量應(yīng)在80～320L/min之間調(diào)整，注漿的流量由操作臺(tái)上的自動(dòng)瞬時(shí)流速計(jì)、無(wú)級(jí)電機(jī)調(diào)速器和累計(jì)流量計(jì)共同監(jiān)控。注漿壓力控制為2.0～3.0MPa，若注漿過(guò)程中發(fā)生堵管等現(xiàn)象，應(yīng)立即停止注漿，查找原因進(jìn)行搶修，排除故障后再進(jìn)行施工。為提高成墻質(zhì)量，卵石土層應(yīng)采用二次復(fù)攪方式成墻[3]。

5.8 移位、清洗

一幅墻施工完成后，將雙輪銑槽機(jī)移至下一槽段位置，重復(fù)上述步驟，施工下一幅水泥土攪拌墻。

6 施工注意事項(xiàng)

6.1 墻段施工順序

雙輪銑槽機(jī)銑進(jìn)時(shí)，為了使相鄰兩幅間有效咬合搭接，確保水泥土攪拌墻形成一個(gè)整體，施工時(shí)采用間隔銑進(jìn)成墻工藝，施工順序如圖2所示，每幅寬度為2.8m，搭接0.3m，先進(jìn)行一期①、②兩幅水泥土攪拌墻施工，待①、②幅水泥土攪拌達(dá)到一定強(qiáng)度后，再進(jìn)行二期③幅水泥土攪拌墻施工。二期槽段施工采用硬銑工法，硬銑工法是指在二期槽段銑進(jìn)時(shí)，要套銑已成墻的一期①、②幅墻段各0.3m。這樣既能保證在二期③幅攪拌墻施工時(shí)，不會(huì)將泥塊混雜到相鄰已完成的一期槽段內(nèi)，保證水泥土攪拌墻的質(zhì)量，又能使一、二期水泥土攪拌墻咬合緊密，達(dá)到成墻無(wú)縫連續(xù)的效果。

圖2 攪拌墻施工順序

6.2 水泥漿液配比

水泥土攪拌墻采用P.O42.5普通硅酸鹽水泥，施工過(guò)程中采用水泥漿液鋪助銑槽機(jī)銑進(jìn)成槽施工，成槽后采用水泥漿液攪拌土體成墻。水泥漿液設(shè)計(jì)參考配比：水泥摻量為20%，即360kg/m3，膨潤(rùn)土摻量為5%，水灰比為1.0～2.0。施工前應(yīng)進(jìn)行試驗(yàn)段施工，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)情況，結(jié)合理論及經(jīng)驗(yàn)值，綜合確定銑進(jìn)及提升攪拌各階段所需的水-膨潤(rùn)土漿液配合比，并在施工過(guò)程中及時(shí)進(jìn)行修正，以達(dá)到合理的參數(shù)指標(biāo)[4]。

7 質(zhì)量檢驗(yàn)

水泥土攪拌墻試塊制作采用70.7×70.7×70.7m3立方體試模，每個(gè)機(jī)械臺(tái)班抽查一幅，每幅墻不少于2個(gè)取樣點(diǎn)，每個(gè)取樣點(diǎn)制作一組試塊，每組3塊，試塊應(yīng)在同條件養(yǎng)護(hù)28d后，進(jìn)行無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，28d無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度應(yīng)達(dá)到0.5Mpa。

水泥土攪拌墻成墻28d后應(yīng)進(jìn)行鉆孔取芯檢測(cè)，鉆孔取芯數(shù)量不少于水泥土攪拌墻總幅數(shù)的2%，且不少于3處，根據(jù)芯樣外觀，評(píng)價(jià)攪拌墻的密實(shí)性和均質(zhì)性，以判斷水泥土攪拌墻止水帷幕的整體質(zhì)量。鉆孔取芯形成的孔洞應(yīng)采用水泥漿及時(shí)填充封閉。

8 結(jié)束語(yǔ)

深基坑四周坑壁止水是一項(xiàng)綜合性、實(shí)踐性很強(qiáng)的工程。在基坑止水方案的選擇時(shí)，應(yīng)充分考慮現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境、工程地質(zhì)量水文條件以及工程要求。在施工中應(yīng)選擇技術(shù)先進(jìn)、安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理、操作方便的機(jī)械設(shè)備，加強(qiáng)技術(shù)交底，加大事前、事中、事后質(zhì)量安全管理力度。本工程基坑施工通過(guò)采用水泥土攪拌墻止水帷幕方案，基坑開(kāi)挖后，除個(gè)別部位出現(xiàn)少量滲水外，整個(gè)基坑坑壁止水達(dá)到了預(yù)期效果，為后期基坑坑內(nèi)承臺(tái)鋼筋、模板、混凝土澆筑作業(yè)，提供了一個(gè)干地作業(yè)環(huán)境，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。