单排三轴水泥土搅拌桩的工程应用

许彩琴

(山西省建筑设计研究院，山西太原 030013)

1 单排三轴水泥土搅拌桩的优点

据资料显示，出现问题的深基坑90%都是由水引起，所以基坑止水方案和措施的选择在深基坑设计中显得尤为重要。单排三轴水泥土搅拌桩作为止水帷幕桩较为安全，可靠。相比于普通水泥土搅拌桩其具有以下优点:1)普通的水泥土搅拌桩桩长较长时在桩底搭接处往往会产生分叉，地下水可由空隙流入基坑，止水效果较差;三轴水泥土深层搅拌桩的咬合和施工时垂直度的控制主要是依靠套接一孔法和搭接法保证的，很好的解决了分叉的问题。2)三排水泥土搅拌桩的止水帷幕宽为1.20 m;单排三轴水泥土搅拌桩的宽度为0.85 m，在场地紧张的情况下，更有优势。3)单排三轴水泥土搅拌桩作为止水帷幕桩的可靠度特别高，在太原地区的深基坑凡是采用了这种止水措施的，至今还没有发生过漏水事件。

2 具体工程实例

山西省委机关会议服务配套设施项目工程基坑支护中的帷幕桩采用的即是三轴水泥土搅拌桩。下面结合具体的工程实例介绍三轴水泥土搅拌桩的施工工艺流程，质量保证体系等。

该工程为地上8层办公楼及地下2层车库，办公楼为框架剪力结构，车库为框架结构。基坑围护结构止水帷幕采用三轴水泥土搅拌桩。搅拌桩直径850 mm，间距600 mm，桩间搭接250 mm;三轴搅拌桩桩长为17.00 m，桩数为641根，实搅工作量约为6 676 m3。三轴搅拌桩水泥为42.5级普通硅酸盐水泥，水泥掺入比为20%，水泥土无侧限抗压强度为不小于1 000 kPa。止水帷幕桩采用SMW工法三轴搅拌桩，该机械性能优越、稳定、速度快，使用该机械将大大提高成桩的质量，加快工程进度，保证工期。采用重复套钻，保证墙体的连续性和接头的施工质量(见表1)。

表1 主要施工机械配备表

3 单排三轴水泥土搅拌桩的施工过程

单排三轴水泥土搅拌桩的施工采用SMW工法进行施工，具体如下。

3.1 SMW施工工艺流程

SMW施工工艺流程见图1。

3.2 SMW搅拌桩施工顺序

采用单侧挤压式连接方式，三轴深层搅拌桩的施工顺序应按如图2所示顺序进行，其中的阴影部分为桩体的咬合搭接部分，为了保证水泥土围护墙体的连续性和桩与桩之间咬合的施工质量，在施工时所有桩体必须保持连续施工，接近开挖面的一排桩选用套接一孔法施工，以确保防止渗水、漏水的可靠性。其余桩体采用搭接法施工，搭接长度在太原地区一般为200 mm。

图1 围护桩施工工艺流程图

图2 三轴搅拌桩施工顺序图

SMW工法施工工艺见图3。

图3 SMW围护桩止水帷幕施工工艺流程图

4 采用单排三轴水泥土搅拌桩围护墙体的关键部位控制方法

1)采用单排三轴水泥土搅拌桩施工时必须保证墙体的连续性和接头处的质量，三轴搅拌桩桩位偏差不得大于2 cm，桩长误差小于+10 cm～－5 cm，桩体的垂直度偏差不得大于1/200。施工时采用两喷两搅的施工工艺，在所有桩体范围内保证做到水泥浆与土体搅拌均匀。2)严格控制水泥浆浆液配比和水灰比，浆液水灰比一般为1.50～2.00，有时在满足施工质量的前提下，水泥浆液的水灰比也可以适当降低。3)根据桩架垂直度指示针调整桩架垂直度，并用线锤进行校核。施工时严格控制桩机钻进提升和下沉的速度，下沉速度应控制在0.5 m/min～1.0 m/min，提升速度应控制在1.0 m/min～2.0 m/min范围内。桩底部分应连续搅拌注浆，并尽力做到匀速下沉和匀速提升，使水泥浆与原地基土体搅拌均匀。4)对所有进场的材料应严格进行控制，严禁使用快硬性水泥及保质期过期、受潮了的水泥，可以采用各种品种的水泥，如普通硅酸盐水泥、矿渣水泥、火山灰水泥等。但所用水泥的品种和不同的强度等级对桩体的强度都有影响。一般情况下水泥的强度提高一级，所成桩体的强度就有一定的提高。5)水泥浆液的喷浆量、注浆压力应采用人工进行严格控制，注浆量的控制要与三轴搅拌桩机下沉和提升的速度相匹配。一般下沉时的喷浆量控制在总浆量的70%～80%，提升时的喷浆量控制在总浆量的20%～30%。6)三轴水泥土搅拌桩施工时搅拌机头的直径必须定期检查，磨损量大于10 mm时应更换搅拌机头，以保证三轴水泥土搅拌桩的桩径满足设计要求。7)三轴水泥土搅拌桩水泥浆液使用时绝对不能发生离析、沉淀现象，浆液应严格按照预定的配合比制作，水泥土水泥掺量每立方米加固体拌和水泥用重量计为18%～22%，为了防止浆液离析，在放浆前必须先搅拌30 s后再倒入存浆池内。水泥浆液的存放时间不得超过2 h。8)水泥浆的注浆压力应控制在0.5 MPa～1.0 MPa，流量控制在30 L/min～50 L/min。9)水泥浆液在注浆阶段输浆管绝对不能堵塞，整根桩必须注浆均匀，且搅拌均匀，不允许有断浆现象发生，不得存在土浆夹心层。10)如果施工时发生故障，应立即停止注浆，并应在12 h内采取补喷，恢复注浆前应把搅拌机钻具上提和下沉各1.0 m后方能继续注浆，等待10 s～20 s后恢复向上提升搅拌，以确保桩体的连续性。

5 单排三轴水泥土搅拌桩的质量控制标准

5.1 水泥土深层搅拌桩成桩允许偏差

水泥土深层搅拌桩成桩允许偏差见表2。

表2 水泥土深层搅拌桩成桩允许偏差表 mm

5.2 质量检测标准

1)浆液拌制选用的水泥、外加剂等原材料的技术指标和检查项目应符合要求和国家现行标准的规定。水泥土搅拌桩选用42.5级普通硅酸盐水泥，检查数量:按批检查。

2)施工过程中必须对每根桩的定位、桩长、垂直度、水泥用量、水灰比、搅拌及喷浆的连续性、喷浆压力和浆液流量、搅拌提升速度、复搅次数等进行严格的控制和跟踪检查。