摘要：随着科学技术的发展，我国的五轴搅拌桩技术有了很大进展。以某基坑工程使用五轴搅拌桩法进行止水帷幕施工作为背景进行分析，综合三轴搅拌桩施工的弊端，根据工程实际得到使用五轴搅拌桩进行施工的优点，可为以后砂性土基坑的止水帷幕施工提供一定的参考。
关键词：五轴搅拌桩；砂性土；基坑
引言
水泥土搅拌法在软土地区应用十分广泛，主要原因在于该法将水泥、石灰等材料作为固化剂的主剂，通过特制的深层搅拌桩机械，在地基土中将土和固化剂强制搅拌，利用固化剂和土之间所产生的一系列物理化学反应，使之硬结成具有整体性、水稳定性和一定强度的水泥加固土，其机理明确，且相对其他工艺施工效率较高。
1强制搅拌五轴桩
在搅拌桩施工过程中，在固化剂注入后利用钻杆驱动的搅拌叶片将土体和固化剂在原位进行高强度充分拌和。在此过程中，土体与固化剂的混合物通常不具备较好的流动性。固化剂分布的均匀性则是通过改进喷浆模式及加大搅拌强度来实现的。此类成桩模式我们可以认为是强制搅拌式成桩。该类搅拌桩效果的控制指标是单点切割次数。强制搅拌五轴桩是将二轴水泥土搅拌桩强制搅拌式成桩的机理与三轴水泥土搅拌桩“一上一下、两喷两搅”的施工工艺流程有机地结合起来，形成的一种独特的强制搅拌式五轴水泥土搅拌桩机械和工艺。它选用了较小的水灰比（0.8～1.2），水泥掺量也沿用了二轴水泥土搅拌桩的用量，即13%。由于掺入的固化剂总量相对较少，故搅拌桩施工过程中产生的置换土也较少，通常低于总加固量的5%。目前该类设备桩径有2种，分别为700、800mm，钻孔中心距为500mm。
2五轴搅拌桩施工的优势
根据该项目周边场地的调查和地质勘查报告、三轴搅拌桩的应用情况，在施工过程中项目部一致决定使用五轴搅拌桩代替三轴搅拌桩，从而降低土方开挖过程中基坑的渗水率。根据以往的施工经验，在施工过程中使用五轴搅拌桩代替三轴搅拌桩具有减少搅拌桩的搭接数量的优势，使用五轴搅拌桩比三轴搅拌桩搭接数量减少50%。
3五轴搅拌桩施工前准备
1)地质勘探。由于该工程前期已经进行了地质勘查，但地质勘查后该项目周围人防工程才开始进行施工，且局部地下工程已经回填施工，为探明目前的地质情况，项目部决定使用钻杆勘探的方法对场地进行密集探测，充分调查了解目前的地下土层地质情况，确保正常、稳定的施工。2)试桩施工。为确保施工质量，施工前项目部决定使用五轴搅拌桩进行试桩施工，从而对勘探结果、施工工艺参数进行优化、调整。根据试桩施工，得到五轴搅拌桩在该土体内进行施工的参数为:钻进速度控制在1m/min，提升搅拌速度控制在1．5m/min，桩内水灰比控制在1．5左右，水泥的总掺量控制在22%左右。
4五轴搅拌桩在砂性土深基坑中的施工流程
4.1场地清理及测量放线
场地清理：五轴搅拌桩施工场地需及时平整，清除施工区域的土层表面硬物和地下障碍物，五轴搅拌桩施工机械操作场地应进行地基处理，五轴搅拌桩施工道路承载力应保证重型桩机平移及行走稳定性，确保施工时搅拌桩垂直度达到设计要求。测量放线：根据设计图纸及资料现场放出五轴搅拌桩施工宽度；根据图纸标示桩基施工布置平面图，明确排列的编号，现场放出具体桩位，并由监理复核完成后方可开始施工。
4.2开挖导沟施工
开挖导沟前，应使用走道板或铁板铺设施工专用道路，铺设的施工专用道路应平整、平稳、刚度大、整体性好。铺设好施工专用道路后，使用挖机开挖导沟，导沟的沟槽走向应平行于基坑的外边缘。开挖的导沟宽度和深度宜为1．2m，当开挖过程中遇到地下障碍物时，应立即对障碍物进行清除。
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4.3五轴搅拌桩桩位控制
导沟开挖后，将麻线绑扎在两端测设的边线控制桩上并拉紧，定出正在施工部位的搅拌桩位置。
4.4桩垂直度控制
钻机就位后，应对钻杆的稳定性及钻机四角的高差进行检查，避免因钻机的重量分布不均匀或土体地基承载力不均匀而导致钻机失稳偏移。若因土体地基承载力不足而导致钻机竖向偏移，应对土体地基进行相应的加固处理，如使用局部换填、铺设石子道渣等，之后进行路面硬化的方式提高路基的承载力，确保钻机在移动和施工的部位处于平稳、稳定的状态。
4.5搅拌注浆
搅拌水泥浆时使用专业的自动拌浆系统制备水泥浆，水泥浆的配合比按照设计要求和规范要求进行配制。钻机在钻孔过程中，钻机的钻进速度和提升速度应保持匀速转动，直至钻进设计桩底标高。注浆施工时，应根据注浆泵的水泥浆流量对钻机的下钻速度和提升速度进行校核，确保五轴搅拌桩的施工质量。注浆施工时使用高压气泵喷气使底部水泥土受气压翻转拌合，并进行重复搅拌注浆，保证五轴搅拌桩桩身的密实性和均匀性。
4.6清理沟槽内泥浆
采用挖机将沟槽内的多余水泥土清理出沟槽，并用挖掘机将置换土翻挖至不影响施工的部位，保持沟槽沿边的整洁，确保桩体的硬化成型和下道工序的继续。被清理的水泥置换土将在18h之后开始硬化，3d后组织外运处置。
5工程实施中问题的发现及解决
强制搅拌五轴桩水灰比较小，成桩后水泥土流动性较差，型钢依靠自重仅插入1/3～1/2桩长。为保证型钢能顺利沉至标高，现场初期采用高频振动锤辅助沉桩。虽然高频振动锤可以有效减少对周边环境（包括历史性保护建筑）的影响，但型钢植入过程中由于仅有下部限位器一个约束点，垂直度较难保证。针对以上问题，施工中通过调整型钢植入设备，采用静压的方式来施工，有效地确保了型钢垂直度，通常垂直度可达1/250。由于是采用液压驱动，施工过程中无振动、无噪声。
6工艺成效
（1）降低了止水帷幕渗漏率。（2）提高了施工效率，缩短了建设周期。五轴搅拌桩比三轴搅拌桩更省时，有效缩短建设周期。（3）便于施工管理。搅拌桩施工，现场需投入五轴搅拌桩机、挖掘机，并且产生大量的置换土需在现场堆放。对于场地紧凑，各种桩基基坑围护工艺衔接紧密的工程，用五轴搅拌桩替代三轴搅拌桩，完成相同的工程量，可减少桩机的数量，更有效地利用现场的施工作业面，有利于施工平面布置，便于施工管理。
结语
综上所述，本文通过某工程使用五轴搅拌桩法进行施工，得到使用五轴搅拌桩法可有效降低基坑周围土体的渗漏率、提高施工速率、降低施工成本、便于施工现场的管理。因此在以后类似项目中，施工单位应根据地质勘察报告、设计图纸及施工单位后期的钻杆勘探结果综合考虑选用合适的止水帷幕，最大程度的确保施工质量，避免因止水帷幕的自身缺陷而影响基坑周围建筑物或构筑物的安全。
参考文献
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论文作者:王志明
论文发表刊物:《基层建设》2019年第4期
论文发表时间:2019/5/14
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