摘要：基坑工程是一个实践性很强的岩土工程问题，本文结合工程实例，详细介绍了广州市某深基坑工程采用深层水泥土搅拌桩的施工工艺流程和施工质量控制要点，为基坑开挖工程提供一种既经济合理又安全可靠的止水技术方案。
关键词：基坑施工；搅拌桩；止水技术；应用
深层水泥搅拌桩是一种利用水泥作为固化剂，通过深层搅拌机械在地基中将软土或沙等和固化剂强制拌和，使软基硬结而提高地基强度的一种地基加固方法。广州市某工程深基坑开挖采用桩锚联合支护，由于地质结构复杂，前期施工采用高压旋喷，由于水泥浆流失多，效果不理想，经过方案优化，后期采用深层水泥搅拌桩施工效果显著。
1.工程概况
某工程项目有22层住宅楼一栋，23层住宅楼两栋，28层住宅楼5栋，地下室两层，建筑面积9万㎡，拟建基坑场地周围多为二至四层建筑物，建筑物密集，场地进出道路狭窄。地貌属冲积平原，地面较平坦，场地标高6.32～7.77m。基坑底标高为-1、-4.9m，基坑开挖深度为8.8m，开挖面积1.3516万㎡，周长567m。
据广东省工程勘察院提供的岩土工程勘察报告，场地岩土层自上而下主要地层为:人工填土层、淤泥、淤泥质土层、粉质粘土层各不同风化程度岩层，存在较厚淤泥、淤泥质土层等不利地质条件。本场地的稳定水位埋深在0.5~2.30m（标高5.82~4.02m）。场区地下水主要为基岩裂隙水，地下水量较贫乏。地下水主要受大气降水及河网侧向迳流补给。地下水位与季节、气候、地下水赋存、补给及排泄有密切的关系。基坑的坑底位于地下水位之下，因此，需要考虑基坑排水和止水问题。
2.基坑支护与止水方案
根据上述场地周边环境及地质状况特点，分段采用φ1200@1400、φ800@1000钻孔桩加二、三道预应力锚索及一道预应力锚索和一道钢筋混凝土角支撑支护方案，外部采用单排φ550@400深层搅拌桩作止水帷幕。
3.搅拌桩止水帷幕施工
搅拌桩径φ550@400，穿过全部淤泥层进入不透水层（渗透系数小于0.001 m/d的土层）1米形成完整的止水帷幕。28天龄期桩身强度≥0.2MPa。
3.1浆液设计
浆液材料采用42.5R普通硅酸盐水泥，水灰比0.55，施工所用的水泥等材料必须合格，不得使用不符合要求的材料，认真及时做好施工日记和施工记录，及时做好原始资料的整理归档。
3.2施工工艺
3.2.1施工程序
施工顺序：测量定位→开挖沟槽→校核桩位→移机对位→开机搅拌喷浆下沉→开机喷浆提升→开机搅拌喷浆下沉→开机喷浆提升→移机至下一桩位开钻。
3.3施工各项技术指标：
3.3.1深层搅拌桩 初定5.30～12.5m（桩端应穿过不透水层1.0m）
3.3.2桩径 φ550mm
3.3.3桩中距 400mm
3.3.4桩间相互搭接 150mm
3.3.5水泥掺入比 15%(水泥用量为65kg/m)
3.3.6掺入料 42.5R普通硅酸盐水泥浆
3.3.7 水灰比 0.55
3.3.8 提升速度 ≤0.8m/min
3.3.9 垂直度偏差 ≤0.5%
3.3.10桩身强度 28天强度≥0.3Ｍｐａ
3.4施工技术措施
场地达三通一平，进行放线后确定搅拌桩桩位，其技术措施有关要求如下：
3.4.1放桩位后桩机就位对中，调校垂直度，垂直度偏差≤0.5%。
3.4.2．施工前检查搅拌桩机钻头是否符合设计要求。
3.4.3．放桩位后，喷浆搅拌下沉和提升，下沉和提升速度≤0.80m/min；
3.4.4施工时要求搅拌桩穿过透水层，桩端至中、微、强风化岩面，施工工艺采用喷浆座底30s。
3.4.5掺入料拌和必需均匀，水灰比0.55：1应符合设计要求；
3.4.6泵口压力应保持0.3～0.5MPa，防止压力过高或过低；
3.4.7喷浆搅拌提升速度为0.80m/min，误差不得大于0.1m/min；
3.5深层搅拌桩施工注意事项
3.5.1施工场地应予平整，必须清除地上和地下一切障碍物。明沟、暗塘及场地低洼时，应抽水和清淤，分层夯实回填粘性土料，不得回填杂土或生活垃圾。开机前必须调试，检查桩机运转和输料管道畅通情况。
3.5.2根据实际施工经验，搅拌桩在施工到顶端0.3m～0.5m范围时，因上覆土压力较小，搅拌质量较差。因此，要适当增加搅拌、喷浆次数以改善其强度。
3.5.3搅拌桩的垂直度偏差不得超过0.5%，桩位布置偏差不得大于50mm，桩径偏差不得大于4%。
3.5.4施工前应确定搅拌机械的灰浆泵输浆量、灰浆经输浆管到达搅拌头喷浆口的时间和起吊设备提升速度等施工参数；并根据设计要求通过成桩试验，确定搅拌桩的配比等各项参数和施工工艺。宜用流量泵控制输浆速度，使注浆泵出口压力保持在0.3～0.5MPa，并应使搅拌提升速度与输浆速度同步。
3.5.5制备好的浆液不得离析，泵送必须连续。拌制浆液的罐数、固化剂和外加剂的用量以及泵送浆液的时间等应有专人纪录。
3.5.6为保证桩端施工质量，当浆液到达出浆口后，应喷浆座底不少于30s，使浆液完全到达桩端。
3.5.7预搅下沉时不宜冲水， 当遇到较硬土层下沉太慢时，方可适量冲水，但应考虑冲水对桩身强度的影响。
3.5.8可通过复喷的方法达到桩身强度为变参数的目的。搅拌次数以4喷4搅为宜，且最后一次提升搅拌宜采用慢速提升。当喷浆口到达桩顶标高时，宜停止提升，搅拌数秒，以保证桩头的均匀密实。
3.5.9施工时因故停浆，宜将搅拌头下沉至停浆点以下0.5米，待恢复供浆时再喷浆提升。若停机超过3h，为防止浆液硬结堵管，宜先拆卸输浆管路，妥为清洗。
3.5.10壁状加固时，桩与桩的搭接时间不应大于24h，如因特殊原因超过上述时间，应对最后一根桩先进行空钻留出榫头，以便下一批桩搭接；如间隔时间太长，与第二根桩无法搭接，应在设计和建设单位认可后，采取局部补桩或注浆处理。
3.5.11搅拌头喷浆提升的速度和次数必须符合施工工艺的要求，应有专人记录搅拌头每次下沉深度和提升的时间。深度记录误差不得大于100mm，时间记录误差不得大于5s。
每一个搅拌桩施工现场，由于土质有差异、水泥的品种和标号不同，因而搅拌加固质量有较大的差别。所以在正式搅拌桩施工前，有条件时应搅拌施工工艺试验，养护一段时间后进行开挖观察，最后确定施工配比等各项参数和施工工艺。
4.深层搅拌桩质量检验
在施工期，每根桩均应有一份完整的质量检验单，施工人员和监理人员签名后作为施工档案。质量检验主要有下列8项：
4.1桩位检验：偏差不应大于50mm。
4.2桩顶、桩底高程检验：均不应低于设计值。
4.3桩身垂直度检验：垂直偏差不应超过0.5%。
4.4桩身水泥、外加剂掺量检验：水泥、外加剂的掺加量必须符合设计要求。
4.5水泥标号、水泥品种检验：水泥标号、水泥品种必须按设计要求选用。
4.6搅拌头上提喷浆的速度检验：提升速度必须符合设计要求，通常不超过0.8m/min。
4.7浆液水灰比检验：通常为0.55范围。
4.8水泥浆液搅拌均匀性检验。
4.9相邻桩的搭接质量检验：作为基坑围护桩，相邻桩体的搭接质量必须符合要求，施工间歇时间不宜超过8～10h。
5.实施效果
本工程作为侧向围护的水泥土搅拌桩，竣工后经检查验收，各项指标均符合设计及规范要求，实施效果良好：
图表2 深层搅拌桩止水效果良好
5.1墙面无渗漏水；
5.2桩墙的垂直和平整度符合要求；
5.3桩体无裂缝、缺损和漏桩情况；
5.4桩体强度和均匀性：经抽芯试验，全部合格。（检测数量不少于总桩数的1%，且不少于5根本工程总桩数约1200支，因此抽芯检测共12支）；
5.5坑底无渗漏情况；
5.6坑底无隆起情况。
6.结语
深层搅拌桩具有成桩速度快、效率高、成本低、无振动、无噪音、无污染、整体刚度强、止水效果好等优点，该技术在深基坑工程中应用作为止水帷幕有其独特优势。控制水泥土搅拌桩施工质量的主要指标为：水泥用量、提升速度、喷浆（或喷粉）的均匀性和连续性、以及施工机械的性能。
参考文献：
[1] 陈水龙，巨建勋. 深层水泥搅拌桩在基坑支护中的应用[J].水利与建筑工程学报,2006(9).
[2]俞荣昌，钱鸿渊. 结合某基坑支护工程案例探讨深层水泥搅拌桩施工技术[J].建筑与装饰,2010(3).
论文作者:阮荣辉
论文发表刊物:《防护工程》2017年第35期
论文发表时间:2018/4/18
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