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摘要：三轴水泥土搅拌桩作为深基坑止水帷幕有较多的优点，并且与单轴和双轴水泥土搅拌桩相比较，作业效率较高，水泥土搅拌更加均匀。本文对南桥新城文体MALL项目工程深基坑设计围护及施工方案对三轴搅拌桩和双轴搅拌桩施工技术研究进行简分析，以资借鉴。
关键词：三轴水泥搅拌桩；深基坑围护；止水帷幕；施工工艺
1．引言
本工程基坑开挖深度:坑边大面积挖深9.85m。基坑开挖面积22099㎡，基坑周长632m，土方量约22万立方米。本工程基坑采用钻孔灌注桩+两道钢筋混凝土内支撑的围护体系，第一道钢筋混凝土支撑局部位置设置成施工栈桥。地面以下2.5米、7米各设置一道钢筋混凝土支撑。钻孔灌注桩桩径为0.85米，间距为1.05米。钻孔灌注桩外侧设置三轴水泥土搅拌桩止水帷幕，桩径0.85米。基坑底部双轴搅拌桩进行进行裙边及坑底加固。
本工程±0.000相当于绝对标高+5.200m,平整后场地绝对标高+4.200m，相对标高-1.000m。基坑平面示意图如图1所示。
图1、基坑平面示意图
2．工程施工重点难点分析
2.1、工程周边环境复杂
本项目位于德政路东侧、望园路西侧、解放路南侧、南奉公路北侧，基地北面、东面、南面均紧邻城市绿化带，基地内部地势平坦，周边用地为商业、住宅配套及教育等开发用地。项目用地位于奉贤区南桥新城开发的核心区域，地理条件优越，周边配套完善。项目用地分为北地块12A-02A、南地块13A-01A，两地块间为贤政路。
拟建场地东侧距望园南路约17.0m；南侧距南奉公路约18.0m；西侧距离德政路（规划）约6.0m，现为荒地；北侧距离解放东路约35.0m。
地下障碍物及管线：望园南路、南奉公路及解放东路旁存在大量市政管线，拟建场地所处地理位置较为敏感，工程建设时需注意对已有建筑、道路及管线的保护。
2.2、基坑占比高场地相对狭小场布组织困难
项目场地南南侧局部基坑围护紧贴红线围墙只有4米；基坑西南侧下方有煤气管道预埋接口，不可行驶重车。围墙内施工场地非常狭小，施工道路、临时设施、堆场布置需根据施工进展情况不断作出相应的调整，其中地下室结构和±0.00施工阶段特别困难，因此对施工总体平面布置要求高。
2.3、周边交通繁忙场内外交通组织困难
项目用地位于奉贤区南桥新城开发的核心区域，交通流量及大、交通禁令设置复杂，施工车辆行驶至工地比较复杂。工程场外主要干道为解放东路，路中设有防护栏，单向为双车道，对较长和超长的施工车辆出入行驶有一定困难。
2.4、基坑开挖较深支撑体系复杂
基坑开挖深度9.85米，采用钻孔灌注桩围护，两道钢筋混凝土支撑，基坑安全施工、变形控制要求高。
3．三轴水泥搅拌施工方法分析
本工程围护情况设计为钻孔灌注桩外侧设置∅850@1200三轴水泥土搅拌桩止水帷幕，采用套接一孔的方式，采用P.O42.5级普通硅酸盐水泥，材料用量和水灰比应结合土质条件和机械性能等指标通过现场试验确定，水泥掺量建议按20%采用（明浜范围建议按25%采用），水灰比建议按1.5采用；搅拌桩28天无侧限抗压强度不小于0.5MPa，渗透系数小于1×10-7cm/s。
3.1施工准备
1）场地回填。三轴水泥土搅拌桩机施工前，必须先进行场地平整，清除施工区域的表层硬物,素土回填夯实，路基承重荷载以能行走50 t履带吊及步履式重型桩架为准。
2）测量放线。根据提供的坐标基准点，按照设计图进行放样定位及高程引测工作,并做好永久及临时标志。提请监理进行复核验收。确认无误后进行搅拌桩施工。
3）开挖沟槽。根据基坑围护内边控制线，采用0.4m³挖机开挖沟槽，并清除地下障碍物，开挖沟槽余土应及时处理，以保证正常施工,并达到文明工地要求。
4）定位型钢放置。垂直沟槽方向放置两根定位型钢，规格为200×200，长约2.5m，再在平行沟槽方向放置两根定位型钢规格300×300，长约8~20m，H型钢定位采用型钢定位卡。
5）三轴搅拌桩孔位定位。三轴搅拌桩三轴中心间距尺寸在平行H型钢表面用红漆划线定位。
3.2、桩施工工艺及质量控制
根据施工工艺的要求，采用日本进口的三轴深搅设备如图2所示，根据工程的规模和工期的要求以及现场场地条件和临时用电等情况，合理确定设备的投入力量和机械的配套工具。
1）桩机就位。由当班班长统一指挥，桩机就位，移动前看清上、下、左、 右各方面的情况，发现障碍物应及时清除，桩机移动结束后认真检查定位情况并及时纠正。桩机应平稳、平正，并用线锤对龙门立柱垂直定位观测以确保桩机的垂直度,并用经纬仪经常校核。三轴水泥搅拌桩桩位定位后再进行定位复核，偏差值应小于4cm。
2）搅拌速度及注浆控制。施工前应通过成桩试验确定搅拌下沉和提升速度、水泥浆液水灰比等工艺参数及成桩工艺，成桩试验不宜少于2根；水灰比1.5。搅拌桩桩位偏差不超过50mm，桩身垂直度误差不超过1/200，桩径偏差不大于10mm，桩底标高偏差+100mm,-50mm。成桩采用两喷两搅，水泥掺量不小于20%：第一次喷浆70％，第二次喷浆30％；水泥和原状土需均匀拌和，下沉及提升均为喷浆搅拌，下沉速度为0.5～1.0m/min，提升速度为1.0～2.0m/min；下沉时喷浆量一般为额定总浆量的70～80%；压浆速度应和提升(或下沉)速度相配合，确保额定浆量在桩身长度范围内均匀分布；提升时不应在孔内产生负压造成周边土体的过大扰动，搅拌次数或搅拌时间应能保证水泥土搅拌桩的成桩质量。本基坑工程选择挤土量小的搅拌机头，并通过试成桩及其监测结果调整施工参数；当临近保护对象时，搅拌下沉速度宜控制在0.5m/min～0.8m/min范围内，提升速度宜小于1m/min，喷浆压力不宜大于0.8MPa。因故搁置超过2h以上的拌制浆液应作废浆处理；施工时因故停浆，应在恢复压浆前将三轴搅拌机提升或下沉0.5m后再注浆搅拌施工。搭接施工的相邻桩，施工间歇时间不应超过24h，当超过24h，搭接施工时应放慢搅拌速度；若无法搭接或搭接不良，应作为冷缝记录在案，并经围护设计单位认可后，在搭接处采取补救措施。基坑开挖前应检验水泥土搅拌桩的桩身强度，强度指标应符合设计要求；搅拌桩桩身强度采用钻取桩芯强度试验确定。搅拌桩钻芯数量不应少于总桩数的2％，且不应少于3根，钻孔取芯完成后的空隙应及时注浆填充。
3）报表记录。施工过程中由专人负责记录，详细记录每根桩的下沉时间、提升时间情况，记录要求详细、真实、准确。及时填写当天施工的报表记录，隔天送交监理。
4）冷缝处理。对于施工中出现的冷缝，一般在围护体的外侧再加一幅搅拌桩围护进行挡水，规格相同。
4、出现的施工质量问题及处理措施
4.1冒浆严重
搅拌桩钻进或提升过程中水泥土浆液面未与孔口保持水平，水泥土浆液溢出（图3：冒浆严重）。主要原因施工工艺选择不当和粘土颗粒之间粘结力强，不易拌合均匀，搅拌过程中易产生抱钻；有些土层不是粘土，容易拌合均匀，但由于上复压力较大，持浆能力差，易冒浆。
主要治理措施对不同土层选择合适的工艺，拌桩机沉入前，搅拌桩位要注水，使搅拌头湿润，地表为粘土时，可掺入适当砂子，改变土层粘度；由于输浆过程中土体持浆能力的影响产生冒浆，使得实际输浆量小于设计量，这时应采取“输水搅拌→输浆搅拌→一起搅拌”工艺，并将搅拌机转速提高到50r/min，使搅拌均匀，减少冒浆。
4.2搅拌桩体检测强度不均匀
搅拌桩在施工过程中在导沟内取出的水泥浆所制作的水泥块抗压强度及成桩28天后全桩长抽芯取样的抗压强度在抗压试验时其值或高于设计无侧限抗压强度或低于设计无侧限抗压强度。主要原因施工工艺不合理，搅拌机械、注浆机械中途发生故障，供浆不均匀，使粘土被扰动，无水泥浆拌合，搅拌机提升速度不均匀。
主要治理措施根据水泥用量情况，合理调节钻进及提升搅拌喷浆的循环次数，以达到设计水泥用量为准。对搅拌桩机、注浆泵进行维修和保养，使其处于良好的正常运行状态。水泥浆在搅拌桶里搅拌时间不得低于3分钟，且经过过滤网后在储浆桶内进行二次搅拌。提高搅拌转数，降低钻进速度，提高拌合均匀性；注浆设备单位时间内注浆量相等，不能忽多忽少，不得中断；重复搅拌下沉或提升各一次，以反复搅拌法解决钻进速度或快或慢的矛盾。
4.3渗漏水现象
原因主要是施工过程中对三轴水泥搅拌桩接缝处理不到位，及水泥浆配比中水泥掺量不符合要求，上部杂填土层存在部分表面水，通过接缝缺陷渗入基坑内。
主要治理措施渗漏点位安排项目工程人员进行一定疏导、砖块填补及排水措施。
5、结束语
随着城市高层建筑的增加，将越来越多采用深基坑围护方案进行施工建设，深基坑由于地下施工的危险性，需科学的采取支付措施，需要结合设计与施工是深基坑的关键因素，因该谨慎、认真同时密切检测。三轴水泥搅拌桩在软土基础中处于重要地位，三轴水泥搅拌桩的施工质量直接影响到整个基坑的止水效果乃至直接影响到整个基坑的安全性。在施工过程中进一步调查基坑周边管线的情况，核实管线与基坑和施工便道的位置关系。将来应该多种科学支付手段相互结合，才能满足建筑深基坑的围护要求。
参考文献：
[1]《建筑结构荷载规范》 （GB50009-2001）
[2]《混凝土结构设计规范》 （GB50010-2010）
[3]《混凝土结构耐久性设计规范》（GB/T50476-2008）
[4]上海市标准《基坑工程技术规范》（DG/TJ08-61-2010）
[5]《建筑深基坑工程施工安全技术规范》（JGJ311-2013）
论文作者:陈小欢
论文发表刊物:《基层建设》2018年第4期
论文发表时间:2018/5/22
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