水泥搅拌桩在深基坑支护及止水中的应用
摘要：水泥土搅拌桩止水帷幕,是由一定比例的水泥浆液和地基土用搅拌机在地基深处就地强制搅拌而成,可以改善基坑边坡的稳定性、抗渗性能,达到止水、挡土的目的。水泥土搅拌桩施工时无振动,噪声小,无污染,造价低,施工操作安全。本文以某基坑支护及帷幕工程为例，详细介绍了水泥搅拌桩在深基坑支护及止水帷幕中的作用。
关键词：水泥搅拌桩；深基坑支护；止水
引言
水泥搅拌桩是将土体与固结材料（水泥浆）强制拌和，经一系列的水化作用、胶凝作用等物理化学反应，形成均匀且有一定强度的水泥土加固体，从而提高地基承载力和抗剪强度。可作为竖向承载的复合地基、基坑支护、防渗帷幕、被动区加固等工程措施。
1工程概况
本工程内基坑围护采用钻孔灌注桩与三轴水泥搅拌桩相结合的方式，坑内设置一道钢筋混凝土支撑。基坑形外围与钻孔灌注围护桩通过压顶梁或围檩形成整体的支撑受力体系，钻孔灌注围护桩之外是搅拌桩止水帷幕。搅拌桩起止水帷幕的作用，设计参数为：Ф850@1200三轴水泥土搅拌桩，按连续套接一孔法施工，桩心距600mm，采用P.042.5级普通硅酸盐水泥，水灰比1.5-1.7（有必要可根据现场实际情况进行调整），水泥掺量为20%，宜通过现场试验确定确定最佳水泥掺入量，外加剂木质素磺酸钙，用量为水泥用量的0.2%。搅拌桩沿基坑四周全部设置，平面延长米约400m，搅拌桩底标高－17.7m。施工部署搅拌桩和围护钻孔桩总体数量较多，是前期主要的施工内容，并且二者平面距离较近（静距为100mm）有相互影响的可能，故基于工艺考虑的施工顺序安排对于总体工期的控制都非常关键。图纸中规定的施工顺序是先进行搅拌桩后进行钻孔灌注桩，若钻孔桩在前会出现扩孔和偏差水泥土搅拌桩成桩允许偏差规定造成搅拌桩难以下钻，若二者同时或没有足够时间间隔会由于搅拌桩对土体的扰动及形成的水压对钻孔桩成桩不利，易造成塌孔。现场拟投入一台三轴搅拌桩机，按每天两个台班施工计算，每天完成30米，单项工期约15天。期间将分段插入钻孔灌注桩的施工。为保证止水帷幕桩体的连续性和接头的施工质量，达到设计要求的防渗要求，采取套打一孔的成桩方法水泥土搅拌桩成桩允许偏差规定检查项目允许偏差检查频率检查方法桩底标高(mm)+100mm，-50mm每根 测钻杆长度桩位偏差(mm)50mm 每根 用钢尺量桩径(mm)±10 每根 用钢尺量桩体垂直度≤0.5% 每根 经纬仪测量3机械与人员配备主要机械设备JB-160型号三轴搅拌钻机160×1KW;1方挖机BW-200型号压浆泵15×2KW；散装水泥自动拌浆系统145×1KW。BW-200型号备用压浆泵台15×2KW；BZ-500型号电焊机型台20×1KW;9m3?型号空压机台45×1。
3.2人员配备前台指挥员2名向桩机驾驶员发出完成桩机移位、钻机定位、钻机下沉及提升、停止等一系列指令杂工4名负责及时将搅拌桩沟槽内翻出的置换泥浆挖至沟槽边缘等后台指挥2名向拌浆、供浆人员发出开始拌浆、供浆及停止等一系列指令。挖机驾驶员2名负责开挖水泥土搅拌桩施工沟槽、清除沟槽内障碍物。拌浆员4名负责按设计要求配比拌浆、供浆。机修工1名负责设备运行前的检修、保养及运行过程中故障的及时排除。电工1名负责用电设备运行前检修、保养、接线、运行过程中故障排除及安全用电监督。各工艺环节的技术要求因该工法要求连续施工，故在施工前应对围护施工区域地下障碍物及管线进行清理或移位，以保证施工顺利进行。施工前，先根据设计图纸和业主提供的坐标基准点，计算出围护中心线角点坐标（或转角点坐标），同时做好护桩，做好工程测量复核单。在三轴搅拌桩施工过程中会涌出大量的置换土，需要使用挖机在搅拌桩桩位上预先开挖沟槽。用0.4m3小挖掘机沿围护中心线平行方向开掘工作沟槽，取槽宽约1.0m，深度约0.6～1.0m。场地遇有地下障碍物时，利用镐头机将地下障碍物破除干净，如破除后产生过大的空洞，则需回填压实，重新开挖沟槽。开挖沟槽余土应及时处理，以保证工法正常施工，并达到文明施工工地要求。由现场技术员根据设计图纸和测量控制点放出桩位，桩位平面偏差不大于2cm。本工程使用的三轴搅拌机桩径为850mm，轴心距为600mm，搅拌桩搭接250mm。三轴搅拌桩采用套打一孔工艺，因此桩心距为1200mm。在沟槽两侧定位型钢以1200mm为间距，用红色油漆做好标记，保证搅拌桩每次准确定位。用卷扬机和人力移动搅拌桩机到达作业位置，并调整桩架垂直度达到0.5%以上。在桩机上焊接一半径为5cm的铁圈，10m高处悬挂一铅锤，每次施工前必须适当调节钻杆，使铅锤位于铁圈内。桩机移位由当班机长统一指挥，移动前必须仔细观察现场情况，偏差不得大于20mm。为便于成桩深度的控制，施工前应在钻杆上做好标记。施工前应搭建好拌浆施工平台，对全体工人做好详细的施工技术交底工作，水泥浆液的水灰比严格控制在1.5～1.7，水泥总体掺量为20%（重量）。启动电动机，根据土质情况按计算速率，放松卷扬机使搅拌头自上而下切土拌和下沉。按照搅拌桩施工工艺要求，钻杆在下沉和提升时均需注入水泥浆液。钻机钻进和提升速度宜控制在0.6～1m/min，钻杆提升完毕时，设计水泥浆液全部注完。施工过程中，由工长负责填写施工记录，施工记录表中详细记录了桩位编号、桩长、断面面积、下沉（提升）搅拌喷浆的时间及深度、水泥用量、试块编号、水泥掺入比、水灰比。施工过程中质检员、技术负责人、监理工程师监督施工，施工记录报项目监理审批。质量检验施工中质量检验包括机械性能、材料质量、掺合比试验等资料的验证，以及逐量桩位、桩长、桩顶高程、桩身垂直度、桩身水泥掺量、喷浆速度、水灰比、搅拌和喷浆起止时间、喷浆量的均匀度、搭接桩施工间歇时间等。施工结束后，应检查桩体强度、桩体直径、防渗效果及地基承载力。水泥土搅拌桩桩身强度应符合设计要求施工前应检查水泥的质量、桩位、搅拌机工作性能及各种计量设备完好程度。水泥必须具有供应商提供的出厂合格证和质保书，并按批次取样送检测中心试验合格后方能使用。水泥土搅拌桩的桩身强度应采用试块试验确定，试块制作好后进行编号、记录、养护。试验数量方法：每天作一组试块规格7.07×7.07×7.07cm，水泥土试块采用自然养护测定28天后无侧限抗压强度。测得的28天无侧限抗压强度应不小于1.0MPa。水泥土搅拌桩的成桩验收按100米施工段划分若干检验批，除桩体强度检验项目外，每一检验批至少抽查桩数的20%。检验批的质量验收程序和组织应符合《建筑工程施工质量验收统一标准》(GB50300-2001)的有关规定。水泥土搅拌桩止水帷幕的检验批合格判定应符合《建筑地基基础工程施工质量验收规范》(GB50202-2002)的有关规定。水泥土搅拌桩止水帷幕检验批质量验收计划如下：浆液拌制选用的水泥等原材料的技术指标和检验项目应符合设计要求和国家现行标准的规定。检验方法：查产品合格证及28天复试报告。浆液水灰比、水泥掺量应符合设计和施工工艺要求，浆液不得离析。检验方法：浆液水灰比用比重计抽查，水泥掺量查施工记录，每台班不少于3次。水泥土搅拌桩桩身强度应符合设计要求。每天制作水泥土试块一组，取样点应取沿桩长不同深度处的三点，最上点应低于有效桩顶下3m，采用自然养护测定28d无侧限抗压强度不小于1.0MPa。从基坑开挖后的情况来看,除个别部位因地下障碍物影响搅拌桩质量导致出现渗漏外,总体止水效果良好,搅拌桩止水帷幕配合钻孔灌注桩围护结构形式有造价低、易施工、进度快、能保证施工质量的特点,适合 |
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