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摘要：三轴搅拌桩具有施工快、效果好、施工质量保证等特点。它已广泛应用于施工要求高，技术难度大的基坑支护工程中。本文结合陶家宅旧改项目工程实例，对三轴搅拌桩施工工艺及施工质量保证措施进行分析，可供类似工程施工参考。
关键词：建筑住宅；深基坑围护；三轴搅拌桩；施工技术；质量控制
1项目概况
本工程位于黄浦江两岸核心段E8E10单元02街坊，规划用地范围东至规划公共绿地和福山路，南至昌邑路，西至三新公司，北接规划地块和新华港区，由E02-5商业金融用地和E02-6三类住宅用地组成。本项目设计有2栋住宅、1栋5层商业金融、康体文化配套功能。项目总建筑面积约为38952.90平方米（其中地上建筑面积24038.64平方米，地下建筑面积1419.26平方米），地下2层，地上5、14、19层。
2深基坑围护设计
基坑围护采用钻孔灌注桩结合三轴搅拌桩及中间压密注浆作为挡土和止水帷幕，钻孔灌注桩桩径为Ф800、Ф1000，桩长22.7～25.8m，共52根；Ф850@600三轴搅拌桩桩长17.1～25.2m，水泥掺量20%，共308幅。西侧区域采用钻孔灌注桩套打于双排两轴搅拌桩之间，采用Ф850@1050双轴水泥土搅拌桩，搅拌桩水泥渗入比为8%~13%，桩长22.7米，共49幅；为增强止水帷幕的止水效果，围护钻孔灌注桩与三轴搅拌桩之间采用压密注浆进行填充加固。
基坑裙边采用Ф700@1050深层搅拌桩进行墩式加固，加固范围为第二道支撑底至开挖面以下3.5~4m，水泥掺量坑底以上为8%、坑底以下为13%，共1459幅。主楼电梯井落深区采用Ф800@600高压旋喷桩进行围护，坑底采用高压旋喷桩进行封堵；集水井落深区采用Ф700@1000双轴搅拌桩进行围护，坑底采用压密注浆进行封堵。高压旋喷桩桩长9.5m，水泥用量450kg/m3，共130幅；压密注浆喷浆长度2m。集水井落深区搅拌桩桩长4~4.5米，水泥渗量13%，共384幅。
3三轴搅拌桩施工方案
在本工程中采用?850@600三轴搅拌桩作为围护桩外侧止水帷幕，在施工过程中应用P.O42.5级普通硅酸盐水泥，要求每立方米搅拌土体中的水泥含量在360kg以上。对于部分地质特别软弱的淤泥土质中，还需要进行水泥掺加量的适度提升，因此在浜填土区域进行三轴搅拌桩施工时就将水泥掺入量提升到23%~25%这一范围内。被搅拌土体的体积按照截面面积跟深度的乘积来进行计算，在本工程中将水灰比控制在1.5。墙体抗渗系数10-6/～10-7/cm/秒，此外还需要在28d内将搅拌桩无侧限抗压强度标准值控制在1.0MPa以上。
本次研究通过套接一孔法来进行施工，将一喷一搅施工工艺作为搅拌桩成桩工艺，在部分不容易均速钻进跟下沉的地质不良区域则需要采用二喷二搅工艺进行施工，还要求桩体范围内的水泥能够搅拌均匀。因为3夹层粘质粉土层具备有比较大的渗透性，因此在施工过程中还需要掺入5%的膨润土，保障止水帷幕能够具备有良好的抗渗性能。对于部分影响到搅拌桩成桩质量的不良地质条件以及地下障碍物，还需要在经过预先处理之后再进行搅拌桩施工处理，在必要情况下还需要进行搅拌桩水泥掺量的适度增加。
在结合施工设计要求下进行三轴搅拌桩施工时，需要先进行试成孔施工，在此基础上就所选施工参数的合理性进行研究。本工程中的施工参数工艺流程如下。
（1）型钢需要多采用整材，通过坡口焊接的模式进行分段焊接处理，要求焊缝质量等级保持在二级以上。单根型钢焊接接头最高一个，对于相邻型钢接头的竖向位置的错开距离需要控制在1m以上。
（2）施工之前需要做好型钢的清理整平工作，并需要在搅拌桩施工结束后30min内进行型钢的插入工作。
（3）在主体地下结构施工完成之后，进行型钢的回收处理。
（4）在对型钢进行拔除回收之后，需要在拔除后所形成的空隙中进行黄砂回填以及注浆回填。
（5）施工参数跟技术要求
下沉速度：0.5～1m/min
提升速度：1～2m/min
水泥掺量：20%，采用P42.5级普通硅酸盐水泥。明浜区域掺量提高3%-5%
水灰比：1.5
强度：加固体28天龄期后无侧限抗压强度≧1Mpa。
3.1施工工艺流程
按设计要求，三轴搅拌桩正式施工前需进行试成孔，用以确定所选施工参数是否合适，本工程具体施工工艺及流程如下图1所示。
图1 施工工艺流程图
3.2施工方法
3.2.1场地回填平整
具体施工之前需要做好场地的平整工作，对施工区域内的表层硬物进行清除处理，进行全场地下障碍物的探模以及清理工作。进行素土回填夯实之前需要在结合现场施工情况基础上进行粗砂或者细石垫层的铺设工作，路基的称重荷载以可以行走50t吊车或者步履式重型桩架作为标准，在完成场地的回填平整工作之后，来进行施工顺序的合理确定，在此基础上就机械以及施工材料的堆放位置进行选择。
3.2.2测量放线
在结合了业主方提供的坐标基准点基础上，根据设计图来进行放养定位以及高程引测工作，还需要进行永久以及临时标志的放置。在放样定位完成之后进行技术复核单的测量工作，提请监理跟总包进行复核验收签证，在保障其无误之后再进行后续的搅拌施工。
3.2.3开挖沟槽
沿着基坑围护内边控制线进行导向沟的开挖工作，并对地下障碍物进行清除处理。在本次施工中将沟槽的深度控制在1000~1500mm,宽度则控制在1000mm。对于开挖之后的沟槽余土需要进行及时的处理，保障整个三轴搅拌施工的顺利进行。
3.2.4三轴搅拌桩机就位
由当前班长进行搅拌桩机就位工作的指挥，在移动过程中需要对各方面的情况进行细致观察，对于施工场地中的障碍物也需要进行及时的清除。在桩机移动结束之后进行定位情况的细致检查，对于定位不准确的问题需要进行及时纠正。最后需要保障桩机的平稳性跟平整性能，还需要从两个互相垂直的方向进行搅拌轴垂直度的矫正工作。通过线锤对龙门立柱的垂直度进行定位观测，要求垂直度误差控制在1/200以内。在完成三轴搅拌桩定位工作之后，需要将定位复核偏差值控制在5cm以下。
3.2.5制备水泥浆
在施工现场进行搅拌浆施工平台的搭设，在平台附近需要进行50吨水泥筒仓的安装工作，具体开钻之前还需要对搅浆工作人员作为一系列的交底工作。此外还需要在结合了试验桩确定配合比的基础上来进行水泥浆的配置工作，要求制备好的水泥浆液停滞时间控制在2h之内，因故搁置超过了2h的浆液需要当做废浆进行处理。
3.2.6搅拌速度及注浆控制
三轴搅拌装机成孔时还需要达到设计的标高，因此在具体施工前需要每隔一段距离就将水准点引测在基槽边上，并进行临时标高引测点的设立工作。在施工过程中还需要通过水准尺来保障搅拌桩的较高满足具体施工的各项需求。此外钻杆下钻时不得通过清水进行清洗，在遇到了土质过硬以及下钻困难的情况时，可以采用稀水泥浆进行冲搅处理。此外在搅拌过程中如果出现了压浆停止的突发状况时，要求在第二次开机时将钻管至少再下钻50cm后进行搅拌处理。
水泥浆的第一次压浆量为总量的70%，第二次压浆量为30%，下钻速度一般控制在1米/分，并需要在结合搅拌压浆的实际施工情况进行适当的调整，但是最快下钻速度还需要控制在2米/分内。钻头每钻一周的提升以及下降量可以控制在10~15mm之内，借此来获得良好的施工效果。
在进行施工交接班的过程中，要求施工认为进行桩位的准确定位，在成孔时还需要放慢压浆速度保持其搭接性。桩体搭接施工时间需控制在10小时内，一旦施工时间超过10小时，还需要在冷缝处通过高压旋喷桩以及压密注浆进行补强处理。此外在施工过程中还需要严格按照相关施工标准来进行，对于水泥掺量不足等质量问题还需要重新进行施工，以保障该工程的顺利进行。在水泥浆配置完成之后，需要将停滞时间控制在2小时之内，借此获得良好的三轴搅拌压浆效果。
在水泥土体加固工作完成之后，需要通过试块试验法进行桩身强度的确定，每台每班需要抽查2根桩。在取样过程中需要取样点应取沿桩长不同深度的三点来进行质量检测，其中最上点距离桩顶距离为3米。最后还需要在基坑坑底以上1m范围内以及坑底的软弱出进行取样点的合理设置。
4三轴搅拌桩施工质量保证措施
（1）在施工过程中需将孔位放养误差控制在2cm以内，深度误差保持在-0—+10cm，在结合设计要求基础上进行桩身垂直度的有效控制，来将垂直度的误差程度控制在1/200以内。此外在施工过程中需经常应用经纬仪进行复核，保障三轴水泥搅拌桩桩位的定位合理性。
（2）进行浆液配比的严格控制，并要求有专职技术人员对浆液配置情况进行管理。在施工过程中还需要进行钻进提升以及下沉速度进行控制。在施工之前需做好搅拌装机的维护保养工作，以避免施工中因为设备故障所造成的一系列施工隐患。只有在保障设备性格完好的情况下才能够参与到施工中，从而避免施工事故以及施工质量问题的出现。
（3）在具体施工过程中需要结合桩架垂直度指示针进行桩架垂直度的调整，通过线锤进行校核处理。在工程实施完成之后，如果发现了定位木桩移位情况还需要立即进行纠正，严格按照设计图纸要求进行施工。
（4）在三轴水泥搅拌桩施工过程中，对所有的施工机械需要进行编号处理，对于施工责任还需要落实到每一个管理人员跟施工人员身上，借此保障整个施工流程的顺利进行。
（5）在水泥搅拌桩开钻之前，要求施工人员用清水进行检验管道的清晰，保障其无堵塞现象存在。在水排尽之后再进行后续的下钻施工。在施工过程中对于每根成型搅拌桩的正确水泥用量、水泥浆伴制稠度以及喷浆搅拌提升时间等施工要素进行重点检查。
（6）为了保障桩体每米掺和量以及水泥浆用量达到设计的要求，还需要给与每台机械均进行电脑记录仪的配置工作，在现场需要配备水泥浆比重测定仪，来满足质检人员们对于水泥浆水灰比施工质量的检测需求。
（7）在施工过程中还需要进行喷浆时间以及停浆时间的严格控制，在每根桩开桩之后需要进行连续作业，不得中断喷浆。储浆灌内的储浆量应当是一根桩的用量加上50kg。当储浆量少于上述规定重量时，还需要在进行储浆量的增添工作之后进行下一根桩的施工工作。
4.8施工冷缝处理
桩与桩的搭接时间不宜大于24小时，施工过程中若因故超时出现冷缝时，则采取在冷缝处补做水泥搅拌桩或高压旋喷桩进行补强处理，并根据现场实际情况作出冷缝记录。搭接或补强施工中必须放慢搅拌速度保证搭接或补强质量。
5结语
三轴搅拌桩在基坑围护结构施工中的成功应用，还可以给予淤泥层和砂混淤泥层等软弱地层中的三轴搅拌桩的施工提供足够多的施工经验，并促进我国建筑施工行业的进一步发展。此外在本文中对于三轴搅拌桩施工中的施工控制要点也进行了一定的总结，希望能够为后续类似工程施工提供一定的参考。
参考文献
[1]《基坑工程技术规范》（DG/TJ08-61-2010）
[2]JGJ79-2012.建筑地基处理技术规范[S].2012
[3]水泥搅拌桩施工质量控制及管理浅述[J].吴辰鋆,陈勇军,徐威.四川水泥.2016(12)
论文作者:蒋壮
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第17期
论文发表时间:2018/11/8
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