趙美玉 李旭 周磊

中國核工業(yè)二四建設有限公司 江蘇 徐州 221000

隨著建筑業(yè)迅速發(fā)展，三軸攪拌樁止水帷幕被廣泛應用，眾多研究水泥攪拌樁中水泥摻量物理力學性能和工程造價，其中劉雨冰[1]對不同土質條件深基坑防滲帷幕水泥摻量優(yōu)化研究，得出水灰比及水泥摻量的變化都將會直接影響水泥土的力學強度；謝舒良[2]、 李振軍[3]、蘇劍山[4]、李琦[5]等研究深基坑工程三軸攪拌樁施工質量控制及處理措施。程雷[6]等研究水泥摻量對漿液性能的影響。以上說明水泥用量是控制三軸攪拌樁成型質量關鍵。截至目前，三軸攪拌樁止水帷幕對水泥摻量具體控制措施報道較少。本文對三軸攪拌樁止水帷幕水泥摻量控制及滲漏處理進行研究，對后期指導工程實踐有一定的重要意義。

1 工程概況

工程為開挖深度5.05～9.05m的基坑屬于超過一定規(guī)模的危險性較大分部分項工程。根據(jù)勘察并結合區(qū)域地質資料，該工程主要土層均屬第四系沉積物，土體參數(shù)見表 1。

表1 地質主要土層分部及描述

根據(jù)該場地的工程地質水文條件及挖深情況，基坑圍護形式采用單雙排樁+ SMW 工法+內(nèi)支撐的施工工藝。本工程止水帷幕采用兩噴兩攪的三軸攪拌樁，設計截面形式為850@600，本幅樁內(nèi)樁身搭接250mm；三軸攪拌樁采用42.5復合硅酸鹽水泥，水灰比1.5～2.0，水泥摻量20%，每米樁水泥摻入量360kg。二幅樁之間套孔施工樁位偏差不超過5cm，樁徑偏差不超過1cm，垂直度偏差不超過0.5%。要求28天無側限抗壓強度不低于1.0MPa。

2 施工工藝技術

2.1 工藝流程

樁位放樣→鉆機就位→檢驗、調(diào)整鉆機→打開高壓注漿泵噴水泥漿并正循環(huán)鉆進至設計深度→反循環(huán)提鉆并噴水泥漿→至工作基準面以下0.3m成樁結束→施工下一根樁。

2.2 施工步驟

三軸攪拌樁施工采用跳槽式雙孔全套復攪式連接，其中陰影部分為重復套鉆，保證墻體的連續(xù)性和接頭的施工質量，保證樁與樁之間充分搭接，以達到止水的作用。三軸攪拌樁施工工藝如圖1所示。

圖1 三軸攪拌樁施工步驟

3 水泥摻量控制措施

經(jīng)研究[7]水泥土的強度隨著水泥摻量提高而增強，嚴格控制每根樁的水泥摻量、水泥漿、水灰比是三軸攪拌樁的成型質量達到設計要求的關鍵因素，同時保證深基坑安全可靠。具體控制措施如下：

3.1 水灰比控制

1）控制水泥用量，減少影響因素。根據(jù)設計要求，水灰比1.5～2.0。水泥使用42.5復合硅酸鹽水泥。施工時，使用電腦端控制后臺拌制水泥漿，按照設計要求確定的水灰比，直接輸入水及水泥用量，自行控制添加拌制，從而減少人為因素及其他因素。拌合好的水泥漿，應不停攪拌，使其均勻穩(wěn)定，不能離析或停置時間過長。

2）監(jiān)督水泥攪拌樁施工過程?，F(xiàn)場安裝監(jiān)控，24小時實時監(jiān)控施工過程，同時安排專人監(jiān)督水泥進場，核實進場數(shù)量，做好水泥進場驗收。

3）確保水泥漿的制拌質量符合要求。水泥漿攪拌時間不少于3min，濾漿后倒入集料池中，隨后不斷的攪拌，防止水泥離析壓漿應連續(xù)進行，不可中斷。在配制漿液時嚴格按照設計的水灰比來進行配比，嚴格過濾水泥漿，并隨配隨用。每日使用泥漿比重計抽查水泥漿比重，普通硅酸鹽水泥密度3.1g/cm^3，水灰比=3.1-水泥比重/3.1*（水泥比重-1），通過換算得水泥漿的水灰比。測出數(shù)據(jù)不滿足設計要求，不能使用，需要重新拌制，驗收合格使用。

3.2 水泥漿控制

1）噴射壓力控制，攪拌樁機后臺輸送管增加流量計，實施監(jiān)督控制噴射壓力。要求每個輸送管道加裝流量計，通過設備自有的壓力裝置及流量計數(shù)據(jù)，復核水泥漿噴射情況。

2）制備好的漿液不得離析，必須連續(xù)泵送，每次泵送前應保持泵送水泥漿前管路的濕潤。攪拌樁樁體應攪拌均勻，表面要密實、平整。樁頂鑿除部分的水泥土也應上提注漿，確保樁體的連續(xù)性和樁體質量。根據(jù)GB50202-2002《建筑地基基礎工程施工質量驗收規(guī)范》相關規(guī)定控制水灰比、噴漿壓力(0.4-0.6MPa)、噴漿提升速(0.3-0.5m/min)和每米每次的噴漿量?，F(xiàn)場設專人跟蹤檢測、監(jiān)督樁機下沉、提升攪拌速度，在樁架上每隔1m設明顯標記，用秒表測試鉆桿速度以便及時調(diào)整鉆機速度，以達到攪拌均勻的目的，在樁底部分適當持續(xù)攪拌注漿至少15秒，確保水泥土攪拌樁的成樁均勻性并做好每次成樁的原始記錄；因故停漿時，應將攪拌頭下沉至停漿點以下0.5m處，待恢復時提升噴漿。根據(jù)氣候條件，適量摻入外加劑以增強漿體的流動性，保證送漿過程中不堵管。為了避免缸體損壞，水泥漿內(nèi)的硬結塊一定要清理干凈。在每日完工后，對缸內(nèi)進行一次徹底的清洗。噴漿攪拌施工中，如果因為故障而停機超過了 0.5h，就可以拆卸管理，排除灰漿，清洗干凈，保持齒輪減速器內(nèi)潤滑油清潔。

3.3 每米打樁用量控制

加強施工過程管理，每日報批水泥進場及打樁記錄，根據(jù)打樁記錄每日核實每米水泥用量。每天專人核實水泥進場票據(jù)，統(tǒng)計每天施工的攪拌樁總米數(shù)，換算得出每米攪拌樁水泥用量，與水泥用量360Kg/m進行比對，判斷每米樁長實際用量是否達到設計要求。如果出現(xiàn)偏差應及時糾正。

4 質量檢驗

4.1 水泥摻量控制措施檢驗

水泥摻量經(jīng)電腦端數(shù)據(jù)統(tǒng)計，由圖2可以看出各施工部位的水泥摻量均大于20%，滿足設計要求。

4.2 水灰比控制措施效果驗證

水灰比經(jīng)過現(xiàn)場每日測量數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，由圖3看出，圖中存在泥漿比重在1.2左右，經(jīng)換算水灰比在2.2左右，不滿足設計要求，通過采用此措施，各施工部位泥漿比重基本控制在1.34～1.35，經(jīng)換算水灰比在1.6左右，滿足設計要求。

4.3 每米打樁用量核實

通過每日收集進場水泥票據(jù)，計算總進場水泥量7 490 620Kg，總樁長20 378.65m，換算出每米打樁用量為367.5Kg/m＞360Kg/m,滿足設計要求。

4.4 水泥土攪拌樁的樁身強度檢驗

采用取芯強度試驗檢測樁的單軸抗壓強度、完整性及長度[8]。攪拌樁樁體在達到齡期28天后，鉆孔取芯測試其強度，其無側限抗壓強度不小于1.0MPa。該項目三軸攪拌樁設計樁數(shù)共計1106根，檢測樁數(shù)為總樁數(shù)的1%。根據(jù)檢測報告結果顯示，28d齡期的水泥土單軸抗壓強度大于1.0MPa，達到設計要求。如圖2，圖3。

圖2 水泥摻量

圖3 施工部位泥漿比重及水灰比

5 止水帷幕失效滲漏處理

在整個基坑開挖階段，深基坑側壁滲漏水較為常見，且產(chǎn)生原因較為復雜，存在眾多的影響因素。深基坑側壁滲漏水，經(jīng)過深度分析原因，采用內(nèi)堵、外封即引流管和注漿兩種方法結合處理滲漏點，取得了較好的效果，同時達到主體工程的施工質量及保證工期。

5.1 基坑開挖止水帷幕滲漏情況

主要在大陽角部位及不同基坑支護樁型交接處出現(xiàn)滲漏點。

5.2 止水帷幕出現(xiàn)滲漏原因分析

1）因三軸攪拌樁與長螺旋鉆孔灌注樁樁型不同，現(xiàn)場施工時樁間咬合不到位。2）隨著每層基坑開挖，相應的長螺旋鉆孔灌注樁與三軸攪拌樁受到土方開挖的壓應力逐漸增大[9]，支護樁與止水樁應力狀態(tài)不同，導致支護樁與止水樁間出現(xiàn)裂縫。

5.3 滲漏部位處理措施

大陽角部位和不同樁體交接點的墻體有滲水現(xiàn)象，經(jīng)過每日觀察研究，出現(xiàn)細微的裂紋滲水量較小，且為清水。采取了對裂紋部位滲水進行收集引流和注漿[10]的辦法處理，以防止?jié)B水造成水泥攪拌樁止水帷幕及灌注樁之間的樁間土流失現(xiàn)象的發(fā)生,達到止水效果。下面對這兩種措施分別進行簡單分析。

1）引流管

將滲水位置兩側支護樁表面清理干凈，在基坑滲水點插入引流管，如滲水縫隙小，在引流管周圍用水泥砂漿及水玻璃混合物快速封堵，待水泥砂漿達到強度后，再將引流管打結。滲水縫隙較大，采用快凝水泥砂漿砌墻封堵縫隙。為了避免引流管遭到施工的破壞以及受到建設的影響，可以采用防水水泥來對引流管進行封堵處理，從而在建設過程中發(fā)揮引流管的引流作用，避免基坑內(nèi)出現(xiàn)積水，從而影響基坑建設的安全和整體施工項目的穩(wěn)定。

2）雙液注漿

為保證基坑圍護結構漏水位置周邊范圍形成完整止水帷幕，基坑引水堵漏同時，在基坑圍護結構外側漏水處相應位置做雙液注漿處理。施工流程如圖4所示。

圖4 雙液注漿施工流程

施工流程：采用地質鋁金鉆頭在基坑頂部滲漏點對應的止水樁外側鉆孔，成孔后插入注漿管到孔底，用清水洗孔。注漿材料采用水泥，水灰比1：0.5-1.0；漿液：水玻璃：1：0.5.注漿壓力1-2MPa。清孔，在已完成的鉆孔中用濃泥漿進行清孔，排除粗顆粒渣土。下注漿管。封孔，上部注漿孔用水泥摻水玻璃進行封孔。注漿，在漏水的部位注入雙液漿，控制水泥凝結的時間1-2分鐘，直至漏水部位完全封堵。在上部注漿的同時，可以在基坑內(nèi)測漏水的部位用棉絮木塞進行封堵，減少水的流量。以有利于水泥的凝聚。 封堵完成后，在滲漏部位兩側一點距離，繼續(xù)進行注漿加強。在基坑的內(nèi)側漏堵部位進行加固。以確保不會再出現(xiàn)新的滲漏。

6 結語

綜上所述，三軸攪拌樁施工屬于隱蔽工程，施工過程中對技術質量要求較高。經(jīng)本工程實踐證明，嚴格把控水泥漿質量、水灰比、每米樁水泥用量等控制措施，不僅能達到成樁質量要求，更能達到止水帷幕效果。另外，基坑開挖時，安排專人旁站監(jiān)督巡查，發(fā)現(xiàn)問題及時采用引流和注漿兩種方法解決基坑滲漏問題，該方法簡單方便，切實有效，可確保達到基安全可靠。