三軸深層攪拌樁止水帷幕技術(shù)應(yīng)用淺析

三軸攪拌樁施工指的是通過運用水泥用以加固劑，引入特定的深層攪拌機械，在地基深層位置對水泥、軟土等進行強制攪拌，由此使得軟土變化成樁體，再結(jié)合三根樁一并開展作業(yè)，使樁與樁之間形成一個整體，進一步通過增強地基承載水平以生成止水帷幕，防止基坑外圍水向基坑滲入的一種施工技術(shù)手段。該項技術(shù)手段憑借其一系列特征優(yōu)點，近年來在城市建設(shè)的基坑工程中得到廣泛推廣，并在實際應(yīng)用中收獲了良好的經(jīng)濟效益、社會效益。然而，該項技術(shù)施工工藝要求較高，試樁試驗技術(shù)參數(shù)選擇尤為重要，施工過程中極易出現(xiàn)影響質(zhì)量的不穩(wěn)定因素，因此對三軸深層攪拌樁止水帷幕技術(shù)工藝關(guān)鍵點、試樁參數(shù)計算、常見施工問題對策等開展研究，有著十分重要的現(xiàn)實意義。

1  三軸攪拌樁概述

1.1  三軸攪拌樁

三軸深層攪拌樁主要用于對不良地基的處理。三軸攪拌樁樁基坑中被動區(qū)土體加固及臨時維護部位止水帷幕都需要應(yīng)用到三軸攪拌樁。在施工過程中不會對周圍土體造成過大影響，不會引發(fā)周圍地面下沉、道路裂開、房屋傾斜等風(fēng)險，因而在環(huán)境較為復(fù)雜且場地受限的城市工程施工中同樣尤為適用。

1.2  三軸攪拌樁特征

三軸攪拌樁具備多項不同特征，優(yōu)點主要表現(xiàn)為：(1）加固效果佳，加固方式多樣，適用范圍廣泛，使原本拌合完畢的土體變得更為均勻，成樁直徑更為可靠，可收獲良好的加固成效，進而滿足各式各樣土質(zhì)條件及多種不同荷載要求的加固目的。(2）施工效率高，應(yīng)用于施工工期短的工程，其可有效加快施工速度，縮減施工造價。(3）適用范圍較為廣泛，通?？蓱?yīng)用于形成復(fù)合地基、止水帷幕、支護結(jié)構(gòu)等?？蓪崿F(xiàn)對原本軟土的有效利用，依托原位土地加固技術(shù)，減少廢土外運量。(4）攪拌樁機械產(chǎn)品不斷推陳出新，性能逐步優(yōu)化，適用于多種不同的地質(zhì)條件及工程種類。缺點主要表現(xiàn)為：(1）三軸攪拌樁樁體抗傾覆能力弱，墻體變位性大，在基坑深度大、無內(nèi)支撐的情況下不宜單獨使用，需要配合強度高的灌注樁等組成圍護結(jié)構(gòu)。(2）攪拌機械龐大，組裝復(fù)雜，占用場地大，移動不靈活。

2  工程實例

2.1  設(shè)計概況

本工程SMW工法樁、槽壁加固、坑底抽條加固均采用Φ850/1200三軸攪拌樁，水泥摻量20%(空樁水泥摻入量為10%)。水灰比控制在1.5～2.0：1（坑底加固0.8～1.5：1），要求28d的無側(cè)限抗壓強度大于1.0Mpa（當(dāng)攪拌樁用作坑底加固時，坑底以上虛樁要求要求28d的無側(cè)限抗壓強度不小于0.5Mpa，并具有良好的均勻性）。為改善水泥攪拌轉(zhuǎn)的性能和提高早起強度，可摻加外摻劑（如膨潤土等）。

2.2  試樁參數(shù)計算

本參數(shù)選取坑底加固，樁長13.52m，其中實樁11.3m,水泥摻入量20%，空樁2.2m，水泥摻入量10%,土的比重取1.8g/cm³,有效加固面積為1.495m²。對單根樁進行計算如下：實樁部分為11.30×1.8×1.495×0.2=6.08T.2）空樁部分為2.2×1.8×1.495×0.10=0.592T,總重量為:6.08+0.592=6.672T。水泥漿漿液用量：漿液配比為水:水泥=1.5:1,漿液比重取1.370t/m³,實樁部分6.08÷0.4÷1.37=11.09m³,空樁部分0.592÷0.4÷1.37=1.08m³,漿液總量11.09+1.08=12.17m³。通過試樁來獲取各種工藝參數(shù)，為設(shè)計和施工提供依據(jù)。

2.3  施工工藝流程及工藝關(guān)鍵點

三軸攪拌樁施工工藝流程如下：（1）測量放樣。（2）開挖溝槽、清除地下障礙物、場地整平。（3）設(shè)置導(dǎo)向定位型鋼。（4）樁機就位、校正復(fù)合機水平和垂直度。（5）拌制水泥漿液、開啟空壓機，送漿液至樁機鉆頭。（6）噴漿、氣攪拌下沉至樁底設(shè)計標(biāo)高。（7）噴漿、氣攪拌提升至樁頂設(shè)計標(biāo)高。（8）成樁結(jié)束。（9）移至下一樁位。施工工藝關(guān)鍵控制點如下：(1）樁機行走道板不得下沉，樁機垂直偏差不大于1/300的樁長。(2）下沉速度控制在0.5m/min以內(nèi),攪拌提升速度應(yīng)控制在1m/min以內(nèi)，注漿泵出口壓力控制在0.4～0.6Mpa。(3）樁與樁之間的搭接時間不宜大于24h，當(dāng)超過24h時搭接施工時應(yīng)放慢攪拌速度保證搭接質(zhì)量。(4）嚴(yán)格控制水灰比，水泥漿攪拌時間不少于2～3min，攪拌應(yīng)連續(xù)進行，防止水泥離析。(5）三軸水泥土攪拌樁樁位偏差不大于50mm。

2.4  質(zhì)量檢測

在完成水泥深層攪拌樁施工后需要進行一定的質(zhì)量檢測，通常可以通過三種方式來進行檢測：（1）完成施工3天后使用輕型動力觸控方式來檢查樁身的均勻性；（2）在成樁7天后對樁頭進行開挖進行檢查，位置在停漿面以下500mm并測量樁的直徑。（3）在成樁28d后，用鉆芯法對樁體進行取樣，檢查單軸抗壓強度、完整性和成樁深度。經(jīng)實際現(xiàn)場檢驗，樁身連續(xù)、完整、均勻，其他各項均符合設(shè)計及規(guī)范要求。

3  施工常見問題及對策

3.1  鄰樁搭接長度不足

（1）問題及其引發(fā)原因。這一施工問題主要表現(xiàn)為相鄰三軸攪拌樁相互間搭接長度不足搭接、套接設(shè)計要求。這一問題的引發(fā)原因主要包括有：①審圖不嚴(yán)格或者未依據(jù)圖紙內(nèi)容開展施工。一些施工人員審圖不嚴(yán)格，對攪拌樁組接方式予以混淆處理，亦或未切實依據(jù)圖紙內(nèi)容開展施工，由此使得引發(fā)施工質(zhì)量問題。②樁機定位存在偏差。在具體測量放線過程中，因為操作不當(dāng)或測量不完備同樣會導(dǎo)致攪拌樁搭長度不足。

（2）解決對策。針對鄰樁搭接長度不足的問題，解決對策主要包括有兩方面：①嚴(yán)格審圖，切實依據(jù)圖紙內(nèi)容開展施工。通常而言，一個地基處理工程的止水帷幕攪拌樁大多有多個組接形式，如圖1所示，其是對三種三軸攪拌樁組接形式的綜合。②開展好定位工作。于攪拌樁機導(dǎo)向架處裝置定位架，并確保定位架上的垂線與控制線上的標(biāo)識點位相對應(yīng)。操作人員將攪拌樁機鉆頭置于開挖完畢的導(dǎo)溝中，支撐導(dǎo)向架上的定位架與標(biāo)識完畢的膠帶相對準(zhǔn)，三軸攪拌樁鄰近兩組樁間距調(diào)節(jié)為1200，具體定位如圖2所示。

3.2  滲漏

（1）問題及其引發(fā)原因。對基坑土方進行適度的開挖后，在該區(qū)域會出現(xiàn)大面積滲水情況，并且通常會匯集于錨索孔位置，結(jié)合錨索孔位置開挖結(jié)果而言，滲漏引發(fā)原因包括有：①止水帷幕于地下成樁效果不理想，一些部位還存在沒有注漿體的情況；②開展完錨索注漿后，針對錨索孔采取相應(yīng)的處理措施，導(dǎo)致止水帷幕遭受一定程度的破壞，進而引發(fā)滲漏情況。

（2）解決對策。在解決錨索孔滲漏問題過程中，由于基坑透水點所處部位存在不小的水流量，所以，首先應(yīng)當(dāng)選取干海帶對錨索孔局部予以賽實處理，并于孔口處留置20cm；然后選取略微大于錨索的PVC管套住錨索，以為后續(xù)錨索張拉提供有效便利；最后于孔口留置處選取堵漏王，對錨索孔局部予以完全封堵處理。另外，針對其他部位的滲漏處理，于直徑為10cm、長50cm左右的滲水管底部朝上30cm處范圍內(nèi)，依據(jù)15mm的孔距，鉆設(shè)孔徑為3cm的鉆孔，然后選取土工布對這一區(qū)域予以包扎處理，并水平埋入相應(yīng)的土體，最后將埋設(shè)完畢的滲水管局部選取堵漏王予以完全封堵處理。

3.3  樁體冷縫

（1）問題及其引發(fā)原因。止水帷幕的主要目的在于止住地下具備微承壓性的潛水，承載粉土中潛水形成的側(cè)向壓力，進一步收獲止水的效果。倘若水泥凝結(jié)時間不及一根樁與鄰近搭接樁施工時間，各樁體之間搭接勢必會出現(xiàn)樁體冷縫，緊接著基坑開挖后，承壓水極易沿樁體冷縫滲出，進一步對止水帷幕的止水效果發(fā)揮造成不利影響。

（2）解決對策。施工期間，一經(jīng)引發(fā)冷縫問題，則應(yīng)當(dāng)運用在冷縫位置補做攪拌樁或者旋噴樁等技術(shù)手段。為了確保止水帷幕止水效果的切實發(fā)揮，結(jié)合樁體冷縫引發(fā)原因，依托在不同部位冷縫內(nèi)側(cè)、止水樁外側(cè)加入單根壓密注漿，于已施工冷縫搭接部位開展壓密注漿，在轉(zhuǎn)角部位施工冷縫外側(cè)引入兩排壓密注漿樁，進一步有效防止承壓水沿樁體冷縫滲出，促進止水帷幕止水作用的有效發(fā)揮的同時，為后續(xù)施工有序開展奠定良好基礎(chǔ)。

3.4  施工過程冒漿

（1）問題及其引發(fā)原因。該項問題是指攪拌樁在鉆進或提升期間，水泥土漿液面與孔口部位處在相同水平面上，進而造成水泥土漿液大量溢出。其引發(fā)原因包括有：①未引入科學(xué)適用的施工工藝；②粘土顆粒相互間粘結(jié)力過強，難以均勻拌合，攪拌期間往往會引發(fā)抱鉆；部分土層并非粘土，易于均勻拌合，然而因為上部壓力偏大，持漿水平有限，引發(fā)冒漿。

（2）解決對策。針對冒漿問題，解決對策主要包括有：①針對不同土層選取科學(xué)適用的施工工藝；②攪拌樁機鉆進前，攪拌樁位應(yīng)當(dāng)適當(dāng)注水，以確保攪拌頭濕潤，倘若地表為粘土，可加入一定量的砂子，以調(diào)節(jié)土層的粘度；因為輸漿期間土體持漿能力制約引發(fā)冒漿，造成實際輸漿量不及設(shè)計水平，與此期間可引入輸水?dāng)嚢璧捷敐{攪拌再到一起攪拌的施工工藝，同時將攪拌機轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)至50r/min，確保攪拌均勻，盡量避免出現(xiàn)冒漿情況。

4  結(jié)語

總而言之，三軸深層攪拌樁止水帷幕具備適用范圍廣、施工效率高、加固效果好等特征優(yōu)點，尤為適用于沿江、河、海等軟土層條件下的工程建設(shè)。鑒于此，相關(guān)人員務(wù)必要不斷總結(jié)經(jīng)驗，提高對三軸攪拌樁內(nèi)涵特征的有效認(rèn)識，強化對三軸深層攪拌樁止水帷幕技術(shù)的深入研究分析。本文對三軸深層攪拌樁止水帷幕技術(shù)應(yīng)用淺析研究，通過實例工程樁身質(zhì)量檢驗結(jié)果和現(xiàn)場止水效果得到了成功驗證，收獲了良好的經(jīng)濟效益、社會效益，進一步提高了該技術(shù)運用成熟度，為相類似工程施工應(yīng)用提供了可借鑒的思路和方法。

本文來源：《企業(yè)科技與發(fā)展》：http://xwlcp.cn/w/qk/21223.html