结合水泥搅拌桩在江苏省级机关业务办公用房基坑工程中的具体应用，阐述水泥搅拌桩在止水帷幕中施工中的质量控制，为类似工程提供参考。
4006-054-001 立即咨询发布时间：2022-10-05 10:10 热度：
水泥搅拌桩在止水帷幕施工中的应用 （江苏地质基桩工程公司 江苏南京210016） [摘要] 结合水泥搅拌桩在江苏省级机关业务办公用房基坑工程中的具体应用，阐述水泥搅拌桩在止水帷幕中施工中的质量控制，为类似工程提供参考。 3．止水帷幕施工工艺的选择
石祥建 王英华
关键字：双轴水泥搅拌桩桩 止水帷幕 施工工艺 质量控制
1工程概况
江苏省级机关业务办公用房基坑支护工程位于南京市建邺区王府大街与建业路交汇处。工程占地面积12000 m2该建筑物建筑面积约43000m2，地下室开挖4.5米。
2工程地质条件
拟建场地隶属于岗地前缘向古秦淮河漫滩过渡地段，场地原为停车场，施工时原有建筑物已经拆除，并对场地进行了退填整平处理，整平标高为：10.95-11.39米。根据其物理力学性质、岩性、成因等差异划分为4个工程地质层：1层位人工填土；2层位新近沉积土；3层为一般或老沉积土;4层为卵砾石层。
①1杂填土：颜色为杂色，较松散，在场地普遍分布，由较多的碎石、灰渣、砖块混少量粘性土组成，局部夹杂少量淤泥质填土，层厚：2.00-6.50米，层底埋深：2.00-6.50米。
②1粉质粘土夹粉土：土体呈黄灰色，可塑，在场地内普遍分布，具微层理，含有少量铁锰质氧化浸斑，无摇震反应、光滑、韧性、干强度低，层厚0.5-3.2米，层底埋深：4.0-7.2米。
②2粉土：土体呈黄灰色，状态为稍密至中密，在场地内普遍分布，很湿，具微层理，含有少量铁锰质氧化浸斑，摇震反应中等，光滑，韧性、干强度低，层厚：0.5-4.5米，层底埋深：5.0-8.5米。
②3粉细沙：土体呈黄灰色，稍密，在场地内普遍分布，含较多的云母碎片，局部夹少量粉土，层厚：0.5-14.10米，层底埋深：5.5-20.50米。
②4粉质粘土：土体呈灰色，软塑状态，在场地内普遍分布，局部夹少量层面粉土，无摇震反应，较光滑，韧性、干强度中等，层厚：0.8-17.30米，层底埋深：11.50-35.30米。
③粉质黏土：土体呈褐黄色，软塑状态，含有较多的铁锰质结核，无摇震反应，较光滑，韧性、干强度中等，层厚：0.8-17.30米，层底埋深：11.50-35.30米。
④含卵砾石粉质粘土：呈黄灰色，硬塑状态，卵砾石含量10%-20%，粒径一般为1-2cm，个别较大，次圆状，成分主要为石英质砂岩，层厚：0.3-2.90米，层底埋深：12.50-19.50米。
根据地下水的赋存、埋藏条件及其水理性质，地下水类型主要为孔隙潜水，主要赋存于1层填土和2-2和2-3层土中，其中2-3层粉砂水量相对较丰富。潜水补给来源主要是大气降水和附近内秦淮河河水。本工程拟建建筑物设一层地下室，需开挖4.5米左右，基坑坑壁、坑底位于1层杂填土和2-1层粉质粘土夹粉砂土中，局部位于2-2层粉土中，2-2层粉土富水性相对较好。
土的物理性质指标（平均值） 表1
通过分析场地的地质及水文条件，该场地的宜采用水泥搅拌桩法进行基坑外围的止水，形成封闭的止水帷幕。水泥搅拌桩技术上成熟，经济上合理，更符合本工程的实际情况。为了保证基坑、周边建筑物的安全和建筑施工的顺利进行,在基坑的外围设置止水帷幕, 以阻止基坑外的地下水流到基坑内。止水帷幕通常由水泥浆与土搅拌形成的柱状固结体连接而成, 目前搅拌机多采用双轴水泥土深层搅拌机和多轴水泥土深层搅拌机， 双轴水泥土深层搅拌机形成的柱状固结体包含二个水泥土深层搅拌桩, 而多轴水泥土深层搅拌机形成的柱状固结体则包含多个水泥土深层搅拌桩，本工程采用双轴水泥搅拌机进行施工作业。
在基坑施工过程中, 不仅对单桩加固质量、止水效果要求高, 而且对由各单桩连成的止水帷幕的整体防渗要求也高, 因此基坑支护设计中通常采用"双排四搅两喷"的方案,两单桩间搭接缝长度200 mm～300 mm, 但从工程施工效果来看, 仍然会大量出现桩下段开叉、桩间搭接不好的现象。特别在砂性土中, 开叉的现象时有发生, 造成基坑漏水、流砂等事故频频发生, 不仅影响了基坑的正常施工, 而且影响了基坑周边建筑物的安全。故在本工程中采用插花套接法双轴水泥土深层搅拌桩施工。插花套接施工法的优点是:①对2 个柱状固结体之间的搭接缝再搅拌喷浆后, 消除了2 个柱状固结体之间可能出现的开叉现象, 大幅度提高了止水帷幕的整体性、连续性和防渗性; ②由于后桩、前桩之间的再搅拌喷浆, 不同方向的切削和搅拌使得水泥分布更为均匀, 单桩防渗、加固质量更好; ③采用插花套接施工法后, 常规双排止水帷幕可以变为单排止水帷幕, 从而可以节约工程造价。
4施工准备
4．1．深层搅拌桩施工场地应事先平整，清除桩位处地上、地下一切障碍（包括大块石、树根和生活垃圾等）。场地低洼时应回填粘土，不得回填杂土。
.4.2．深层搅拌桩应采用合格的42.5级普通硅酸盐袋装水泥以便计量。使用前，承包人将水泥的样品送试验室或监理工程师指定的试验室试验。
4．3．深层搅拌桩施工机械配备电脑记录仪及打印设备，以便了解和控制水泥浆用量及喷浆均匀程度。监理工程师每班收集电脑记录一次。
.4.4．深层搅拌桩施工机械必须具备良好及稳定的性能，所有钻机开钻之前由监理工程师和项目经理部组织检查验收合格后进行施工。
5施工工序
5．1．钻机就位：先进行桩位的定位，深层搅拌桩机到达指定桩位，对中。当地面起伏不平时，首先对施工场地进行平整，以使深层搅拌桩机保持水平。
.5.2．预搅下沉：启动搅拌机电机，放松钢丝绳，使搅拌机沿导向架搅拌切土下沉，下沉速度由电机的电流监测表控制。工作电流不应大于额定值。如果下沉太慢，可从输浆系统补给清水以利钻进。
5．3．制备水泥浆：待深层搅拌机下沉到一定深度时，即开始按设计确定的配合比拌制水泥浆，待压浆前将水泥浆倒入集料斗中。
.5.4．提升喷浆搅拌：深层搅拌机下沉到设计深度后，开启灰浆泵将水泥浆压入地基中，并且边喷边旋转，同时严格按设计确定的提升速度提升深层搅拌机。
5．5．重复上下搅拌：深层搅拌机提升至设计加固深度的顶面标高时，集料斗中的水泥浆应正好排空，为使软土和水泥浆搅拌均匀，可再次将搅拌机边旋转边沉入土中，至设计加固深度后再将搅拌机提升出地面。
.5.6．重复以上步骤进行下一根桩的施工：前一根桩施工完成后，重复以上步骤进行第三根桩的施工，待第三根桩完成后，移机第二根桩施工，依次类推进行施工。
6施工过程质量控制
影响成桩质量的因素主要有：人、机器、材料、环境、工艺，要控制施工质量，必须从以下几点做起：
6．1．材料控制：深层搅拌桩使用材料主要为水泥。首先对水泥的质量进行控制,工程中常用42.5级普通硅酸盐水泥。水泥进入施工现场必须有质保书，进场后使用前必须经过试验室抽检且合格后使用。并尽量不采用那些产量较小、质量不稳定的小水泥厂生产的水泥。水泥的堆放应该符合防雨、防潮的要求，严禁使用过期、受潮、结块、变质的水泥。
6．2．测量放线及桩位控制：根据测量控制点进行精确测量放线，除轴线控制点以外在桩位中心线上每隔20m设置控制点。根据桩位图及现场测量控制点用全站仪测放桩位，误差控制在小于20mm。施工时每机都必须根据桩位图用木桩或石灰粉放出桩位，并认真做好施工记录，桩机移位时尽可能准确无误，严防发生漏桩及桩位偏差过大。施工结束后对桩位进行复测，并做好记录。
6.3．就位控制：深层搅拌机移到指定的桩位,进行对中，当地面起伏不平时,应使机架保持垂直，桩位对中误差不大于10mm，垂直偏差度不大于1%。施工时在机架正面与侧面各悬挂一个重心锤，对垂直度进行校正，每根桩对中调整好垂直度验收后进行施工。
6.4．浆液控制：浆液配制前，先对搅拌桶的容积进行测量，再根据设计要求的水灰比、水泥掺入比、桩长计算单桩水泥用量、水用量。根据计算数据在搅拌桶上做好记号控制水灰比，以搅拌的桶数来控制单桩水泥用量。每台深搅机可单独设水泥库，每班对各机台完成工作量进行水泥复查。防止水泥浆不得离析，可在灰浆制机中不断搅拌，待压浆前再缓慢倾入集料斗中。
6．5．搅拌下沉、提升速度控制：预搅下沉时不宜冲水，当遇到较硬土层下沉太慢时，可适当冲水，但应用缩小浆液水灰比或增加掺入浆液等方法来弥补冲水对桩身强度的影响。预搅下沉速度控制在0.38～0.75m/min，土体预搅应完全破碎，以利于同水泥浆均匀搅拌。提升速度控制在0.3～0.5m/min以内。施工时因故停浆，应将搅拌头下沉至停浆点以下0.5m处，待恢复供浆时再喷浆提升，若停机3h以上，应拆卸输浆管路，清洗干净，防止恢复施工时堵管。
6．6．桩长控制：为准确控制桩底标高，采取分段测量实际地面标高，换算出桩的应钻深度，并在机架上或钻杆上做好标记做为现场控制标准，根据实际自然地面标高变化，将桩深进行调整，使桩长满足设计要求。
6.7．桩径控制：为了确保桩径满足设计要求，搅拌头外径必须满足设计要求。刀片端部嵌焊硬质合金。对搅拌头外径每天开机前，先量测搅拌头刀片直径是否达到设计桩径要求，搅拌头刀片有磨损时应及时加焊，以防施工后桩径偏小。桩径偏差不得大于4D%(D为桩径)。
6．8. 施工记录控制：拌浆、输浆、搅拌等均应有专人记录，桩深记录误差不得大于100mm，时间记录误差不得大于5s。施工中由当班班长负责认真填写施工记录，要求打一根记录一根，内容齐全，数据可靠。对施工中发生的特殊情况记录在案。交接班时核对本班施工桩数，防止漏记和误记。
水泥搅拌桩的质量控制应贯穿在施工的全过程，并应坚持全程跟踪检查并记录，并对照施工工艺对每根桩进行跟踪检查，检查重点主要为：水泥用量、桩长、搅拌提升速度、搅拌次数、搅拌深度、搭接长度、插花式施工以及停浆处理方法。
7 从基坑开挖的情况看, 由插花套接施工法形成的止水帷幕不仅未出现任何的漏水, 而且工程造价比等长的双排止水帷幕节约了30%。
7.1使用改进后的双轴水泥土深层搅拌桩施工工艺形成的止水帷幕, 较好地克服了常规的施工工艺形成的止水帷幕整体性、连续性、防渗性欠佳的问题, 使基坑止水帷幕的防渗功能得到大幅度的增强, 从而提高了基坑的安全系数。
7.2由于止水帷幕整体防渗功能的大幅度增强, 可以由双排止水帷幕变为单排止水帷幕, 节约了水、电、水泥等资源, 从而降低了工程造价。
7.3插花套接施工法不仅现场操作简单,而且使用现有的设备即能实现。
参考文献
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