曾 闖
(中鐵十九局集團廣州工程有限公司,廣東廣州 511458)
三軸水泥攪拌樁具有支護穩(wěn)定、操作簡單、施工效率高、止水效果好等優(yōu)勢,在項目建設中得到廣泛的應用。并且,三軸水泥攪拌樁的施工技術更加適合在施工難度要求高的項目中使用,針對這一技術進行研究具有重要的現實意義。
三軸水泥攪拌樁屬于長螺旋樁機,帶有3個螺旋鉆孔,在施工的時候,通過3條螺旋鉆孔向下施工,屬于有效的軟基處理形式之一,通過攪拌樁機直接將水泥噴入土地,然后實現充分攪拌,確保水泥與土之間產生一定的物理化學反應,達到軟土硬結的要求,最終提高地基的實際強度[1]。
止水帷幕概念是工程主體外界止水系列的總稱,其本身是基于阻止側壁或坑底地下水直接流入到基坑中,從而減少或者阻止?jié)B水的一種連續(xù)性的治水體。
廣州市軌道交通十八號線自萬頃沙至廣州東站,經南沙區(qū)、番禺區(qū)、海珠區(qū)及天河區(qū),全長62.7 km,設站9座,換乘站8座,平均站間距7.6 km。全線共設置一段一場,分別為萬頃沙車輛段、隴枕停車場。
萬頃沙車輛段位于南沙區(qū)萬頃沙鎮(zhèn),規(guī)劃南沙樞紐東南側、七涌南側、蕉門水道西側。總征地面積50.69 hm2周邊無控制性管線,現狀地面以農田及魚塘為主,場地較為平坦,平均標高約4.5 m。本場地場坪標高(廣州城建高程)7.15 m,軌面標高7.80 m。
萬頃沙車輛段周邊地基(不含預留白地)采用格柵式三軸攪拌樁處理,處理長度5236 m,單軸直徑850 mm,搭接長度250 mm,格柵寬度6.85 m,樁長應穿過軟土,進入臥硬層(砂層)不小于1 m。
在本次施工中,主要選用P.O42.5的普通硅酸鹽散裝水泥。在進入施工現場之前,要求做好對應的檢測分析,搭配質量保證書的檢查,并通過實驗室上報監(jiān)理工程師進行現場取樣與送檢,確保各項性能指標滿足要求后才能夠在施工中使用[2]。
基于設計的實際要求,針對每一幅三軸攪拌樁的水泥用量進行計算。水泥用量=S×樁長×土體比重×水泥摻量,Φ850 mm三軸攪拌樁的加固截面積S為1.495 m2。在施工之前需要按照軸斷面的差異性,對深度和設計的水泥參量加以分析,明確攪拌樁對應的水泥用量,然后基于試樁試驗處理,最終將施工的詳細參數全部落實[3]。
圖1 三軸攪拌樁施工工藝流程
3.3.1 場地處理
對施工場地進行平整和加固處理,清除施工場地的地上、地下障礙物,清除表土和淤泥后,采用50 cm厚6%水泥改良土進行回填壓實,并且樁機位置滿鋪2 cm厚鋼板,保證樁機施工場地能夠承載120 t樁機行走。
3.3.2 測量放線
基于設計圖和坐標基準點的分析,落實放樣定位與高程引測工作,設置臨時標志。在完成定位放樣處理之后,完善車輛技術的復核單,通過監(jiān)理來進行對應的復核驗收處理,確保沒有錯誤之后,才能夠開展后續(xù)的攪拌。
3.3.3 開挖溝槽
在對基坑圍護的內邊控制線分析中,主要以PC200挖土機來開挖溝槽,清理好地下障礙物(圖2)。通過仔細的處理之后,才能夠滿足正常的施工要求。
圖2 三軸攪拌樁溝槽
3.3.4 樁機定位
垂直溝槽設置1.6 m定位線,并根據樁間距1.8 m設置好刻度(圖3)。
圖3 樁機定位和樁位控制
(1)統(tǒng)一指揮。在樁機就位后,可以選擇上下左右地移動,了解現場情況,出現障礙物時應該及時處理,并在完成移動后及時了解定位情況。
(2)樁機本身要求平正、平穩(wěn)。經過經緯儀實現樁架的校直處理,裝設吊錘來控制垂直度。在校正中,直接在樁機上焊接鐵拳,要求其半徑為5 cm,在10 m的位置上懸掛鉛錘,然后使用全站儀校直其垂直度,確保鉛錘能夠正好通過鐵圈的中心位置。在每一次施工之前,都應該進行調節(jié),要求垂直度的誤差控制在1%之內。
(3)三軸水泥攪拌樁樁位定位后再進行定位復核,偏差值<2 cm。
(4)標記。為便于控制成樁深度,施工之前也要做好對應的標記處理,并且要求攪拌樁的樁長不超過設計樁長,然后將舊標記直接擦掉,重新制作標記。
3.3.5 水泥漿拌制
水泥使用的是P.O42.5普通硅酸鹽水泥,水灰比一般是0.6~0.8。嚴格按照水灰比進行水泥和水量稱量,拌和時間≥5 min。水泥漿經過一級攪拌池后,需經細目網過濾再進入二級攪拌池,二級攪拌池送漿過程嚴禁停攪。遇到停電停漿情況及時聯(lián)系鉆機停止施工,恢復后方能繼續(xù)下沉和提升,停漿時間過長應重復攪拌下沉0.5 m再進行噴漿施工。
3.3.6 攪拌、噴漿成樁
在電機啟動之后,基于土質來計算速率。基于攪拌樁的實際要求,選擇使用“兩噴兩攪”,第一次噴漿量為60%,第二次為40%,在提升鉆桿的時候應該考慮到水泥漿液的注入。一般鉆機鉆進應該保持0.75 m/min,提升速度為0.5 m/min?;谠O計的要求,能夠滿足水泥漿液均勻的注入與拌制。等待完成鉆桿提升后,要求水泥漿液也能夠完成注入。
鉆機下鉆至設計深度后,攪拌頭應在樁端1 m范圍內上下噴漿攪拌1 min左右然后提升,當鉆頭提升至地面時應停止噴漿。
3.3.7 三軸攪拌樁施工順序
三軸水泥攪拌樁采用跳打搭接250 mm的方式施工(圖4)。
圖4 三軸攪拌樁施工順序
如施工過程中由于停電、停水或施工過程出現交叉等待或者機器出現故障,容易出現施工攪拌不連續(xù),則會產生施工冷縫。在排障后當有冷縫出現,可以選擇補攪素樁方案:等待圍護樁達到強度要求后,就可以開展補樁處理,這樣可以規(guī)避偏鉆問題的出現,同時也能夠提升補樁的效果。也可以在攪拌樁搭接的時候,選擇利用三根雙管高壓旋噴樁的方式來處理冷縫,要求高壓旋噴樁的樁徑為600 mm,相互之間的間距為350 mm,并且其對應的樁底標高也應該和三軸攪拌樁保持相互一致[4]。
針對關鍵部位施工,主要是因為前期在進行鉆孔灌注樁施工的時候出現了鼓包,最終導致三軸攪拌樁無法根據設計的部位進行施工。所以在針對關鍵部位的施工之中,當鉆孔灌注樁侵占三軸攪拌止水帷幕位置的混凝土鼓包在地下5 m以上,在這一階段就可以考慮破除開挖,清理破除開挖的混凝土,做好回填處理。如果其實際的深度超出了5 m、無法進行開挖破除,就要通過套打來繞開鼓包,或是測量鼓包位置的坐標,在后期使用雙排高壓旋噴樁進行補強處理,明確三軸攪拌樁與高壓旋噴樁之間的有效搭接。周邊臨近小區(qū)的位置,直接選擇雙排高壓旋噴樁進行補強處理,以提升土體的實際抗?jié)B性能指標,避免在開挖基坑的時候因為工程降水問題,導致建筑物出現不均勻的開裂或沉降,提高該處土地的實際強度。
本文結合實際工程敘述了整個三軸攪拌樁的施工過程,通過施工中具體的施工技術措施的分析,嚴格按照要求施工,做好施工質量的有效控制,確保整個施工成果滿足實際的要求,推動建筑行業(yè)走上可持續(xù)發(fā)展之路。