（上海市水利工程集团有限公司）
摘要：三轴搅拌桩在加固灰色淤泥质粉质粘土夹粘质粉土施工中，质量控制重点在于土体与水泥浆液充分进行搅拌和保证加固土体的水泥掺量。
关键词：三轴搅拌桩 加固 淤泥质粉质粘土夹粘质粉土 搅拌
一、工程概括
金泽水库位于上海市西南，青浦区金泽镇太浦河北岸、水库总库容910万m3，其中应急备用库容525万m3。工程主要包括取水闸、引水河、水库、环库河及相关附属建筑物、输水泵站及管理区等。
金泽水库工程主体施工内容包括李家荡和乌家荡库区、水库堤坝、导流潜堤、挡水坎、导流堤及范围内的环库河、码头、取样及观测栈桥、水文水质测亭等建筑物。其中水库堤坝高程5.24m，堤坝总长约3150m。
根据地质勘探分析金泽水库地基土的构成与分布特征为：第①1 层素填土、第①2 层浜土、第③层灰色淤泥质粉质粘土夹粘质粉土、第⑥1 层暗绿色粉质粘土、第⑥2 层灰色砂质粉土、第⑥3-1 层灰色粉质粘土。其中第③层灰色淤泥质粉质粘土夹粘质粉土构成为少量的云母屑，夹薄层状粘质粉土、土质不均，流塑状态，高压缩性，平均比贯入阻力 Ps=0.32MPa，为不良的软弱土层，需进行处理并达到设计承载力后，再进行堤坝填筑和碾压。又因为第③层灰色淤泥质粉质粘土夹粘质粉土层面标高约 3.76～0.14m，厚约 1.75m，无法进行换填处理，所以采用三轴搅拌桩进行基础加固是较为合理、经济的方案。
金泽水库堤基处理施工中三轴搅拌桩的桩位布置如下图：
二、三轴搅拌桩施工工艺
三轴搅拌桩属于水泥土搅拌法施工工艺，其原理是利用水泥作为固化剂通过特制的搅拌机械，就地将软土和固化剂强制搅拌，使软土硬结成具有整体性、水稳性和一定强度的水泥加固土，从而提高地基土强度和增大变形模量。水泥土搅拌法适用于加固加固淤泥、淤泥质土、素填土、黏性土（软塑、可塑）、粉土（稍密、中密）、粉细砂（稍密、中密）、中粗沙（松散、稍密）、饱和黄土等图层。
三、三轴搅拌桩加固淤泥质粉质粘土工况分析与质量控制
金泽水库工程三轴搅拌桩地基处理设计参数为水泥选用普通硅酸盐水泥，强度等级42.5，搅拌桩水泥掺量15%，桩身无侧限抗压强度不小于1.5Mpa，第③层土地基承载力达到80kPa以上。
施工机械比选
本工程加固土层为第③层灰色淤泥质粉质粘土夹粘质粉土，因其土体低渗透性的特性，必须保证土体与水泥浆液充分混合及搅拌后，才能使被加固土体硬结成整体性、水稳性和一定强度的水泥加固土，试验同时对三轴搅拌桩施工机械钻杆进行比选，包括螺旋式和叶片式。螺旋式钻杆下钻直至提钻，下层的第③层及上层的第①1 层、第①2 层土十分容易将钻杆包裹，这样导致了：（1）包裹于钻杆上的土体无法与水泥浆液得到充分搅拌，形成的桩身不连续，多处断桩，加固土体的承载力提高不明显。（2）土体包裹于钻杆上被部分带出，地基形成孔洞，需要使用人工剥除附着的土体后，才能进行下一次的下钻。而使用叶片式钻杆后，对于加固第③层土，以上的两个问题得到显著改善。
施工参数确定
施工前，通过桩基试验确定三轴搅拌桩的施工工艺以及施工水灰比、搅拌桩下沉速度、提升速度、喷浆压力、喷浆时间、停浆时间等施工参数。
试桩分别采用水灰比为1.0、1.2、1.5四组参数确定搅拌下沉、提升速度等参数，分别计算水泥浆比重。注浆泵流量为145L/min=2.42×10-3m3/s
每根桩按5m计算，可算出每根桩的水泥用量为0.87×5×1800×15%=1174.5kg。
水灰比为1.0，水泥比重为3.1
水泥浆体积V=(1174.5+1174.5×1.5)/1372=2.14m3
注浆时间t=2.14/2.42×10-3=14.74min。取t=15min。下沉搅拌时间8min，提升时间7min。
下沉速度0.63m/min，抬升速度0.71m/min。
经现场试验后确定水灰比为1.2，下沉搅拌时间7min，提升时间6min，下沉速度0.71m/min，抬升速度0.83m/min，成桩质量满足设计要求。
现场施工控制
对于三轴搅拌桩的的施工，15%的水泥掺量是控制的重点。项目部对于三轴搅拌桩的质量控制重点放在了水泥用量上面。工程中施打的每一根桩都由项目部管理人员做好详细记录并定时对水泥浆的比重进行测量，每日的成桩数量与每日的水泥使用量都有专人进行统计和分析。这样层层把关、责任到人的施工管理，从根本上杜绝了三轴搅拌桩施工中可能发生偷工减料的严重质量问题，保证了加固土体15%的水泥掺量。
四、总结
三轴搅拌桩在加固第③层灰色淤泥质粉质粘土夹粘质粉土施工中，质量控制重点在于：一、土体与水泥浆液充分进行搅拌，二、保证加固土体的水泥掺量。在选用叶片式钻杆，水灰比为1.2，下沉搅拌时间7min，提升时间6min，下沉速度0.71m/min，抬升速度0.83m/min，成桩质量能够满足桩身无侧限抗压强度不小于1.5Mpa，第③层土地基承载力达到80kPa以上的设计要求。
参考文献
[1]JGJ79-2012 建筑地基处理技术规范
[2]DG/TJ08-40-2010 地基处理技术规范
[3]GB50202-2002 建筑地基基础工程施工质量验收规范
[4]黄浦江上游水源地金泽水库工程岩土工程勘察报告(2014-K-59)
论文作者:王剑
论文发表刊物:《知识-力量》2018年8月下
论文发表时间:2018/7/30
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