袁偉力

（佛山市禪城區(qū)盈浩排水建設(shè)管養(yǎng)有限公司，廣東 佛山 528000）

三軸攪拌樁作為一項(xiàng)施工新技術(shù)，是軟基處理和基坑支護(hù)的一種有效形式。而采用三軸攪拌樁作為防洪土堤的防滲帷幕，目前在國(guó)內(nèi)尚不多見(jiàn)，也沒(méi)有相關(guān)成熟的施工技術(shù)規(guī)范指引。 按照設(shè)計(jì)建議參數(shù)，施工不順暢，成樁時(shí)間長(zhǎng)，成樁質(zhì)量差，水泥摻量與設(shè)計(jì)值差別大。根據(jù)工程地質(zhì)條件，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)試樁情況研究確定最佳施工參數(shù)，從而提高三軸攪拌樁的成樁質(zhì)量和成樁效率，可為類似工程提供參考借鑒。

1 工程概況

羅格圍堤位于佛山市禪城區(qū)南莊鎮(zhèn)北部， 堤防級(jí)別為3 級(jí)，堤線總長(zhǎng)29.2 km，圍內(nèi)面積約38 km2，設(shè)計(jì)防洪標(biāo)準(zhǔn)為50 年一遇洪水， 全線均有村民住宅。2022 年6 月22 日上午9:00 許洪水期間，外江洪水位為5.6 m 時(shí)， 羅格圍堤南線8+050 樁號(hào)堤后的利南涌發(fā)現(xiàn)兩處管涌險(xiǎn)情。因此，該堤段被列入重大安全隱患點(diǎn)，需盡快進(jìn)行加固以消除安全隱患。

羅格圍堤（南線7+560～8+260）堤基地質(zhì)結(jié)構(gòu)為多層結(jié)構(gòu)（Ⅲ），全段均為由淤泥質(zhì)土、中砂、粉質(zhì)黏土、中粗砂、 基巖組成的復(fù)雜結(jié)構(gòu)。通過(guò)對(duì)險(xiǎn)情隱患堤段堤基調(diào)查，根據(jù)工程堤基地質(zhì)條件分類、工程地質(zhì)問(wèn)題及現(xiàn)狀分析，決定對(duì)羅格圍堤（南線7+560～8+260）采取防滲固堤工程措施。設(shè)計(jì)采用樁徑Φ850@600 mm三軸攪拌樁，樁長(zhǎng)17～26 m，共計(jì)581 組。設(shè)計(jì)提供參考參數(shù)為：四攪兩噴；水灰比0.45～0.55；下鉆及提升速度≤0.6 m/min，水泥摻入量≥15%。

2 設(shè)定試樁目標(biāo)值

三軸攪拌樁施工前應(yīng)進(jìn)行試樁， 以確定水泥摻量、水灰比、成樁工藝及施工參數(shù)等。通過(guò)仔細(xì)查閱三軸攪拌樁施工的相關(guān)資料， 結(jié)合設(shè)計(jì)建議參數(shù)及單軸攪拌樁相關(guān)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，確定本次試樁目標(biāo)值為：

（1）成樁時(shí)間由設(shè)計(jì)建議工藝參數(shù)施工的6.7min/m降至4.5 min/m。

（2）樁體水泥摻入量控制為（15.5±0.5）%。

（3）樁體28d 抗壓強(qiáng)度不小于1.2 MPa。

3 提出參數(shù)工藝方案并確定最佳參數(shù)工藝方案

3.1 試樁主要設(shè)備

試樁主要設(shè)備如表1。

表1 試樁主要設(shè)備

3.2 提出參數(shù)工藝方案

經(jīng)審閱施工圖紙、 工程地質(zhì)勘察報(bào)告及查看現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境條件等， 對(duì)可能影響三軸攪拌樁施工參數(shù)的因素進(jìn)行調(diào)查、分析，并查閱有關(guān)三軸攪拌樁施工技術(shù)資料，召開(kāi)專家會(huì)議，集思廣益，進(jìn)行要素分析整理。提出可供選擇的意見(jiàn)、觀點(diǎn)，加以歸納、匯總，提出以下參數(shù)工藝方案，如表2。

表2 參數(shù)工藝方案對(duì)比

3.3 確定最佳參數(shù)工藝方案

針對(duì)5 個(gè)工藝參數(shù)方案， 先計(jì)算各個(gè)方案的單組樁長(zhǎng)的施工造價(jià)，然后逐個(gè)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，得出不同參數(shù)下的成樁數(shù)據(jù)，如表3～表4。再通過(guò)相互比較取得最優(yōu)方案。

表3 參數(shù)工藝方案造價(jià)對(duì)比 單位：元

表4 參數(shù)工藝方案試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比

通過(guò)造價(jià)分析及現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的數(shù)據(jù)的對(duì)比， 選取方案4 為最佳方案，即四攪兩噴；水灰比1.3；下鉆：下鉆速度≤1.0 m/min，噴漿壓力0.8～1.2 MPa，攪拌速度45 轉(zhuǎn)/min；提升： 提升速度≤0.8 m/min，噴漿壓力1.0 ～1.2 MPa，攪拌速度45 轉(zhuǎn)/min 為三軸攪拌樁最佳施工參數(shù)。

4 制定施工對(duì)策

（1） 施工準(zhǔn)備。 對(duì)施工人員做技術(shù)交底。場(chǎng)地平整， 樁機(jī)應(yīng)平穩(wěn)、平正，用時(shí)不大于2 d。用經(jīng)緯儀或線錘進(jìn)行觀測(cè)，確保鉆機(jī)的垂直度。

（2） 漿液制備及注入。 對(duì)拌漿人員做好技術(shù)交底，保證漿液符合要求。水灰比控制在1.3 左右，水泥摻量不小于15%，注漿壓力為0.8～1.2 MPa?，F(xiàn)場(chǎng)配備電腦計(jì)量自動(dòng)攪拌系統(tǒng)和散裝水泥罐， 以確保漿液穩(wěn)定， 注漿時(shí)通過(guò)2 臺(tái)注漿泵2 條管路同Y 型接頭在H 口進(jìn)行混合。

（3）下鉆、提升及攪拌。嚴(yán)格控制樁機(jī)下沉和提升速度。下鉆速度≤1.0 m/min，提升速度≤0.8 m/min，在樁底部分重復(fù)攪拌注漿。要求均勻、連續(xù)注入拌制好的水泥漿液，鉆桿提升完畢時(shí)，水泥漿液全部注完。

（4）樁體檢測(cè)。保證檢測(cè)樁體齡期不小于28 d。設(shè)計(jì)28 d 抗壓強(qiáng)度代表值≥1.2 MPa。嚴(yán)格采用鉆芯法進(jìn)行檢測(cè)。

5 施工控制要點(diǎn)

5.1 漿液制備及漿液注入

施工現(xiàn)場(chǎng)配備電腦計(jì)量的自動(dòng)攪拌系統(tǒng)和散裝水泥罐，以確保漿液的穩(wěn)定。每桶拌漿為：600 kg水泥+780 kg 水（水灰比以1∶3 控制）。水泥摻量不小于15%， 即每米被攪拌土體中水泥摻入量至少為450 kg。

式中M 為單組樁水泥用量 （t）；S 為單組樁截面積，取1.5 m2；P 為被攪拌土體密度， 中粗砂天然密度取2.0 g/cm3；H 為 有 效 樁 長(zhǎng) (m) ；I 為 水 泥 摻 入 量，取15%。

水泥漿配制好后，停滯時(shí)間不得超過(guò)2 h，因故擱置超過(guò)2 h 以上的拌制漿液，應(yīng)作廢漿處理，嚴(yán)禁再用。搭接施工的相鄰攪拌樁施工間隔不得超過(guò)12 h。注漿時(shí)通過(guò)2 臺(tái)注漿泵2 條管路同Y 型接頭在H口進(jìn)行混合，注漿壓力為0.8～1.2 MPa。

5.2 下鉆、提升及攪拌

三軸攪拌樁施工時(shí)， 下鉆和提升過(guò)程中均為注漿攪拌，攪拌速度為45 轉(zhuǎn)/min，同時(shí)嚴(yán)格控制下沉和提升速度：下鉆速度≤1.0 m/min,提升速度≤0.8 m/min，在樁底部分宜重復(fù)攪拌注漿。

按照三軸攪拌樁的施工工藝，在下鉆時(shí)，注漿的水泥用量占總數(shù)的60%～70%， 而提升時(shí)為40%～30%。要求均勻、連續(xù)注入拌制好的水泥漿液，鉆桿提升完畢時(shí)，設(shè)計(jì)水泥漿液全部注完。三軸攪拌樁采用跳幅施工，施工順序如圖1。

圖1 三軸攪拌樁施工順序

6 效果檢查

按照最佳施工參數(shù)在施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行6 組試樁試驗(yàn)，試樁結(jié)束后，統(tǒng)計(jì)最佳施工參數(shù)試樁后的試驗(yàn)數(shù)據(jù)如表5。

表5 最佳施工參數(shù)

由表5 可知，采用最佳工藝參數(shù)施工后，成樁時(shí)間由設(shè)計(jì)建議的6.7 min/m 降至4.4 min/m，超出4.5 min/m的預(yù)定目標(biāo)，成樁效率提高34.3%，樁體水泥摻入量為15.3%，樁體28 d 抗壓強(qiáng)度大于1.2 MPa，效果良好。

7 結(jié)語(yǔ)

選擇適合現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)條件的施工參數(shù)， 是決定三軸攪拌樁施工能否順利進(jìn)行的關(guān)鍵。 根據(jù)不同地質(zhì)情況進(jìn)行施工參數(shù)優(yōu)化是施工經(jīng)驗(yàn)及管理水平的體現(xiàn)。以防滲固堤工程為實(shí)例，通過(guò)試樁取得了經(jīng)濟(jì)合理、 安全可靠的水泥摻合比及符合設(shè)計(jì)要求且便于現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施的工藝參數(shù)， 從而指導(dǎo)本工程三軸攪拌樁大面積施工。 提高了三軸攪拌樁施工的成樁質(zhì)量及施工進(jìn)度，降低了材料消耗，節(jié)約了施工成本，為順利完成工程施工任務(wù)奠定了基礎(chǔ)， 經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益顯著。