周金寶

【摘 要】 深基坑工程的止水帷幕施工時(shí)，止水帷幕施工深度經(jīng)常遇到含有礫石、卵石、漂石、生活垃圾的不利于成樁（成墻）的地層，同時(shí)地下水位較高。為了滿足止水和支護(hù)要求，目前主要方法有：SMW工法、TRD工法、CSM工法和地下連續(xù)墻等工法。TRD工法和CSM工法等方法特點(diǎn)：施工機(jī)械市場(chǎng)上較少、施工速度慢和礫石、卵石、漂石、生活垃圾等沒有得到置換無法保證質(zhì)量；遇到較厚的礫石、卵石、漂石地層采用地下連續(xù)墻存在：成槽困難（多采用沖擊鉆或旋挖機(jī)配合）、容易塌孔、接頭容易漏水和施工成本高。

【關(guān)鍵詞】 置換粘土；水帷幕施工；應(yīng)用

1.工程概況

天津市薊縣凱旋城項(xiàng)目根據(jù)《薊縣凱旋城巖土工程勘察報(bào)告》及工程基坑支護(hù)設(shè)計(jì)方案，工程止水帷幕位于1a至3b地層，其中2d角礫層層厚5.2m～8.9m，位置位于現(xiàn)場(chǎng)地坪標(biāo)高10m以下，粒徑0.2～1.0cm，礫石含量約70%，充填物以粉細(xì)砂為主，顆粒級(jí)配較好，頂部多見漂石，粒徑約20～30cm。局部夾粉砂、細(xì)砂透鏡體，經(jīng)試驗(yàn)三軸攪拌樁機(jī)在此層角礫層中不能繼續(xù)鉆進(jìn)，本工程止水帷幕采用泥漿護(hù)壁旋挖鉆機(jī)將2d角礫層取出，換填粘土后再使用三軸攪拌樁機(jī)進(jìn)行地下水泥攪拌樁施工，成樁質(zhì)量較為理想，因此本工程選用泥漿護(hù)壁粘土置換角礫層三軸攪拌樁施工工藝施工止水帷幕。

2.施工技術(shù)

主要步驟為：（1）按三軸攪拌樁軸線施放引孔樁位φ1000@1200（根據(jù)地下不利于攪拌樁成樁情況確定引孔間距），采用旋挖機(jī)濕法作業(yè)（跳打）工藝引φ1000mm樁孔，將孔內(nèi)不利于成樁的土質(zhì)取出；（2）在滿足旋挖機(jī)連續(xù)作業(yè)距離情況下開始回填粘土（適合三軸攪拌樁成樁土質(zhì)），回填采用反循環(huán)排漿、挖機(jī)回填施工；（3）回填完成重新施放三軸攪拌樁施工樁位，挖三軸攪拌樁排漿導(dǎo)溝，進(jìn)行三軸攪拌樁φ850@1200（或SMW工法樁）施工。

2.1粘土置換角礫層施工技術(shù)

（1）施工流程

施工流程見下圖

（2）泥漿制備

1）試配確定泥漿配合比，通過試配確泥漿配合比為：

水：粘土：膨潤(rùn)土=1：0.4：0.08（質(zhì)量比）；

2）算樁孔體積，挖2倍樁孔體積的泥漿池；

3）泥漿配合比，在泥漿池中加入水、粘土、膨潤(rùn)土，用挖掘機(jī)攪拌至均勻。

4）檢測(cè)泥漿相對(duì)密度、粘度、含砂率、膠體率、PH各項(xiàng)指標(biāo)，合格后方可使用。泥漿各項(xiàng)指標(biāo)如下：

5）注意事項(xiàng)：

泥漿配制前在泥漿池底部和四周鋪設(shè)塑料布，防止泥漿滲漏。

鉆孔過程中每進(jìn)尺5—10米時(shí)測(cè)定泥漿各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)，不滿足要求時(shí)及時(shí)調(diào)整，保持各項(xiàng)指標(biāo)符合要求。

（3）護(hù)筒的制作與埋設(shè)

1）護(hù)筒制作

護(hù)筒采用鋼質(zhì)護(hù)筒，4m以內(nèi)的護(hù)筒，采用厚不小于6mm厚的鋼板制作，頂部、中部和底部加焊6mm厚15cm高加強(qiáng)圈；長(zhǎng)度大于4m的鋼護(hù)筒，采用厚不小于6mm厚鋼板制作，頂部、中部和底部分別加焊6mm厚15cm高加強(qiáng)圈，護(hù)筒鋼板接頭焊接密實(shí)、飽滿，不得漏漿。制作時(shí)，鋼護(hù)筒的內(nèi)徑比樁徑大200-400mm。

2）護(hù)筒埋設(shè)

鋼護(hù)筒埋置高出施工地面0.3m；鋼護(hù)筒頂高出施工水位或地下水位1.5m，并高出施工地面0.3m。

埋設(shè)護(hù)筒采用挖坑法，由吊車安放。測(cè)量隊(duì)對(duì)要埋設(shè)護(hù)筒的樁位進(jìn)行放樣，現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員復(fù)核，旋挖鉆機(jī)鉆頭中心對(duì)準(zhǔn)樁位中心挖孔擴(kuò)孔，所挖孔直徑為護(hù)筒直徑加40cm，挖孔深度為護(hù)筒長(zhǎng)度。在孔內(nèi)回填30—50cm粘土，并用旋挖鉆鉆頭夯擊密實(shí)。利用護(hù)樁拉線繩定出樁位中心，再用線錘將樁位中心點(diǎn)引至孔底。用吊車吊放護(hù)筒至空內(nèi)，用線繩連接護(hù)筒頂部，吊垂線，用吊車挪動(dòng)護(hù)筒，使護(hù)筒中心基本與樁位中心重合，其偏差不大于3cm。護(hù)筒位置確定后，吊垂線，用鋼卷尺量測(cè)護(hù)筒頂部、中部、底部距離垂線的距離，檢查護(hù)筒的豎直度。護(hù)筒斜度不大于1%。符合要求后在護(hù)筒周圍對(duì)稱填土，對(duì)稱夯實(shí)。四周夯填完成后，再次檢測(cè)護(hù)筒的中心位置和豎直度。測(cè)量護(hù)筒頂高程，根據(jù)樁頂設(shè)計(jì)高，計(jì)算樁孔需挖的深度。

（4）鉆機(jī)就位及鉆孔

1）確定鉆機(jī)位置，在鉆機(jī)位置四周灑白灰線標(biāo)記。

2）標(biāo)記位置，定位。將旋挖鉆機(jī)開至白灰線標(biāo)記位置，不再挪動(dòng)。

3）連接護(hù)樁、拉十字線調(diào)整鉆頭中心對(duì)準(zhǔn)樁位中心。通過鉆機(jī)自身的儀器設(shè)備調(diào)整好鉆桿、桅桿的豎直度并鎖定。

4）開始鉆孔作業(yè)，鉆進(jìn)時(shí)應(yīng)先慢后快，開始每次進(jìn)尺為40-50cm，確認(rèn)地下是否不利地層，進(jìn)尺5米后如鉆進(jìn)正常，可適當(dāng)加大進(jìn)尺，每次控制在70-90cm。

（5）成孔檢查

成孔應(yīng)達(dá)到角礫層以下，由現(xiàn)場(chǎng)安排的有經(jīng)驗(yàn)的管理人員參照地勘報(bào)告及取出的土樣進(jìn)行確定，對(duì)孔深、孔徑、孔壁垂直度、沉淀厚度等進(jìn)行檢查。

（6）粘土置換角礫層

1）土的要求

回填干凈的粘土或粉質(zhì)粘土，不得使用含有建筑垃圾、雜草、大石塊、角礫、砂土等不利于施工的土質(zhì)。

2）土的來源

將場(chǎng)地內(nèi)地表雜填土清理干凈，取用下層粉質(zhì)粘土。

3）換填順序

粘土置換角礫換填順序見下圖：

4）換填工藝

現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地需平整，先用旋挖機(jī)BG-25C把樁孔挖至角礫層以下，確認(rèn)樁孔下土質(zhì)達(dá)標(biāo)并拍照留存。然后移走旋挖機(jī)BG-25C及其它設(shè)備，采用泥漿置換導(dǎo)管邊排泥漿邊用挖掘機(jī)把土放進(jìn)樁孔內(nèi)進(jìn)行粘土換填。

2.2三軸攪拌水泥樁施工

（1）三軸攪拌樁工藝流程

場(chǎng)地平整→地下障礙物探察并清除→測(cè)量放線→開挖溝槽→三軸攪拌樁孔位定位→樁機(jī)就位→成孔作業(yè)→養(yǎng)護(hù)驗(yàn)收。

（2）施工工藝

1）開挖溝槽

根據(jù)基坑圍護(hù)內(nèi)邊控制線，采用斗容量1.0m3挖機(jī)開挖導(dǎo)槽，并清除地下障礙物，導(dǎo)槽尺寸如圖1，導(dǎo)槽尺寸要求中心線兩側(cè)寬各0.6米，深1.5～2.0米，在施工中隨打隨挖，保證漿液不外溢，挖出的廢漿液存放在現(xiàn)場(chǎng)空地晾曬，等施工結(jié)束后進(jìn)行外運(yùn)，以保證三軸攪拌樁正常施工，并達(dá)到文明工地要求。

2）三軸攪拌樁孔位定位，三軸攪拌樁三軸中心間距為1200mm。

（3）三軸攪拌樁施工

根據(jù)施工工藝的要求，采用先進(jìn)的三軸深攪設(shè)備，其型號(hào)為ZKD85-3型多軸鉆孔機(jī)，根據(jù)工程的規(guī)模和工期的要求以及現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地條件和臨時(shí)用電等情況，合理確定設(shè)備的投入力量和機(jī)械的配套工具。

（4）施工順序

三軸攪拌樁施工按下圖順序進(jìn)行，其中陰影部分為重復(fù)套鉆，保證墻體的連續(xù)性和接頭的施工質(zhì)量，水泥攪拌樁的搭接以及施工樁體的垂直度補(bǔ)正是依靠重復(fù)套鉆來保證，以達(dá)到止水的作用。起始位置見附圖1。

單排擠壓式連接：一般情況下均采用該種方式進(jìn)行施工。

跳槽式全套復(fù)攪式連接：對(duì)于圍護(hù)墻轉(zhuǎn)角處或有施工間斷情況下采用此連接。

（5）樁機(jī)就位

由當(dāng)班班長(zhǎng)統(tǒng)一指揮，樁機(jī)就位，移動(dòng)前看清上、下、左、右各方面的情況，發(fā)現(xiàn)障礙物應(yīng)及時(shí)清除，樁機(jī)移動(dòng)結(jié)束后認(rèn)真檢查定位情況并及時(shí)糾正。

樁機(jī)應(yīng)平穩(wěn)、平正，并用線錘對(duì)鉆桿垂直定位觀測(cè)以確保樁機(jī)的垂直度。

三軸水泥攪拌樁樁位定位后再進(jìn)行定位復(fù)核，偏差值應(yīng)小于2cm。

（6）攪拌速度及注漿控制

三軸水泥攪拌樁在下沉和提升過程中均應(yīng)注入水泥漿液，同時(shí)嚴(yán)格控制下沉和提升速度。根據(jù)設(shè)計(jì)要求和有關(guān)技術(shù)資料規(guī)定，下沉速度不大于0.8m/min，提升速度不大于1.6m/min，在樁底部分適當(dāng)持續(xù)攪拌注漿，做好每次成樁的原始記錄。

（7）制備水泥漿液及漿液注入

在施工現(xiàn)場(chǎng)搭建拌漿施工平臺(tái)，平臺(tái)附近搭建一個(gè)水泥平臺(tái)，制作施工用的水箱10立方一個(gè)，再開機(jī)前應(yīng)進(jìn)行漿液的攪拌工作。水泥應(yīng)送樣復(fù)試合格后方可使用。水泥漿液的水灰比為1.5（根據(jù)施工情況在1.5∽2.0范圍內(nèi)調(diào)整），每立方攪拌水泥土水泥用量為530kg（根據(jù)設(shè)計(jì)要求水泥含量進(jìn)行調(diào)整），拌漿及注漿量以每鉆的加固土體方量換算，注漿壓力為0.3Mpa～0.8Mpa，以漿液輸送能力控制。

攪拌下沉和提升速度一定要均勻，遇到障礙物要減速慢行防止設(shè)備損壞。

采用信息法施工，后臺(tái)和樁機(jī)要密切聯(lián)系配合，保證工序的連續(xù)性和完整性。

（8）報(bào)表記錄

施工過程中由專人負(fù)責(zé)記錄，詳細(xì)記錄每根樁的下沉?xí)r間、提升時(shí)間和注漿狀況情況，記錄要求詳細(xì)、真實(shí)、準(zhǔn)確。及時(shí)填寫當(dāng)天施工的報(bào)表記錄，隨時(shí)備查，24小時(shí)內(nèi)報(bào)送監(jiān)理。

3.結(jié)束語(yǔ)

本置換粘土三軸攪拌樁止水帷幕施工方法盡可推廣在含有角礫、卵石、漂石、生活垃圾等地層中取出不利于成樁（成墻）的土質(zhì)，同時(shí)回填利于成樁（成墻）的材料，繼續(xù)進(jìn)行三軸攪拌樁的施工。本方法施工質(zhì)量得到保證，施工機(jī)械組織受市場(chǎng)限制較小。

本置換粘土三軸攪拌樁止水帷幕施工方法技術(shù)成熟、簡(jiǎn)單易行，有效降低了施工成本，縮短了施工時(shí)間，提高了施工效率。