三轴搅拌桩在深基坑围护工程中的应用

周灿淮

(福建七建集团有限公司， 福建 350000)

某项目建筑高度50.4m，地下一层。本工程基坑开挖深度为4.2m～5.10m。基坑周边环境东侧靠近规划河道，基坑西北两侧靠近已建成小区9#、3#楼，居民楼距离基坑最近处约为18.2m。结合施工特点，项目小组经商讨研究后决定三轴水泥土搅拌桩内插H型钢设置基坑围护结构，所用水泥土搅拌桩规格为Ф850mm，型钢规格为680x290x13x22，采用全断面套打形式搭接为连续墙。

1 三轴搅拌桩技术原理及优点

三轴搅拌桩技术属于长螺旋桩机的一种，主要用于地下连续墙，在提高地基强度和硬度，增强其稳定性和荷载能力方面发挥了重要作用。其技术原理为借助新型三轴中空叶片螺旋式搅拌机，将地基原土层与水泥混合搅拌，发生物化反应后形成强度和硬度较大的整体，实现对地基土层结构的改良。该项目工程在应用三轴搅拌桩技术时，还根据一定间隔标准，在地基中插入了H型钢，在水泥与型钢相互作用下，实现更加理想的深基坑围护效果[1]。三轴搅拌桩与灌注桩、地下连续墙等支护结构相比，不仅具有较强的止水性能，而且不容易出现水泥外运现象，不会造成环境污染，同时所用型钢可收回，节省了工程成本。基于三轴搅拌桩工艺所体现出的众多优点，在深基坑围护工程中的应用也越来越广泛。

2 三轴搅拌桩在深基坑围护工程中的实践应用

在深基坑围护工程中，应用三轴搅拌桩技术时，应严格按照标准作业流程进行施工，具体施工顺序如下：定位放线、开挖沟槽、定位钢板设置、桩机就位、混合搅拌施工、移机和H型钢插入、型钢固定、沟槽清理与型钢起拔等。现将施工要点总结如下。

2.1 场地平整

正式开展施工之前，应对施工场地进行平整。先将地面杂物及表层硬物清理干净，并对地下情况进行勘察，清除碎石块、腐烂树叶等障碍物，避免对施工的顺利开展造成影响。在素土回填夯实作业环节，应结合工程实际情况，选择最为合适的夯实方法，一般情况下需要用到50t起重机和步履式重型桩架，所以应以此作为标准，在地面铺设满足夯实作业需求的设钢板或路基箱[2]。

2.2 测量放线

布置围护结构轴线时，应根据甲方提供坐标基准点、总平面布置图、围护工程施工图等资料，进行准确测量，初步确定桩位的临时基准点，保证与设计图纸的一致性，避免出现误差。然后在临时基准点位置做上标记，以桩位校验单形式，交由工程师和监理人员审核，确定定位准确、轴线设置合理后，才可予以验收并进行后续作业。

2.3 开挖沟槽

完成测量放线并通过验收后，即可以此作为基准开挖沟槽。该工程沟槽深度和宽度分别为820mm和980mm，所用挖机规格为0.8m3。在沟槽开挖过程中，遇到障碍物时应及时清理掉，通常需要借助挖土机完成[3]。需要注意的是，遇到这类情况时，应先与建设单位沟通协商，制定切实可行的解决方法，完成障碍物清理后，需回填空洞并将其进行压实。

2.4 桩机就位

对桩机进行正确组装，并矫正调整参数，所用工具为经纬仪，然后借助线锤进行观察并完成定点操作。桩机应在当班班长的指挥下就位，根据场地实际情况，在桩机下方进行换填渣土作业或铺设钢板。施工时应保证桩机始终处于平稳状态，并使用线锤时刻校正其垂直度，避免桩位出现较大偏移。一般情况下，应将三轴水泥搅拌桩桩位定位偏差和桩中心偏差分别控制在10mm和50mm以内，而桩身的垂直度偏差不得大于0.5%。

2.5 钻机移动

设置深基坑围护结构时，桩位数量是比较多的，必须严格按照作业顺序移动钻机，在规定偏差范围内规范完成钻孔作业。钻机应以基坑围护轴线作为参照标准，按照施工示意图，采用挤压式或跳槽式进行施工，前者一般适用于18m深度环境中，施工效率较高，后者在深度超过18m的条件下应用效果良好，可以防止架侧向心力偏移问题的发生。同时，在施工过程中应尽可能的避免出现施工冷缝，冷缝时间超过1d后，则需要进行补桩，或者使用塔接套钻进行施工。

2.6 搅拌注浆

钻机运转时应保持匀速状态，在提升和下沉时都主图水泥浆液，并根据浆液配比大小，控制好提升和下沉的速度，一般情况下，浆液配比为1.5时，提升和下沉速度分别以V10.m/min和V0.5～0.8m/min最为合适，实际作业时还需结合工程具体情况确定。根据施工场地分布情况，选择合适的地点设置拌浆施工平台，完成水泥拌合配置后才可启动钻机。该工程所用水泥为42.5级复合硅酸盐水泥，水灰比1.7，所提供的注浆压力大约为0.8MPa～1.1MPa，并根据该压力水平，按照每钻的加固体标准计算所需拌浆量及注浆量[4]。

2.7 型钢插放

桩孔内水泥搅拌均匀后，并在初硬化之前插入H型钢。因为H型钢需要进行吊装操作，所以需要借助吊装机开展作业，将其准确插入到既定位置，垂直度偏差不能超过1%。在自身重力作用下，H型钢会自动下降，如果下插深度不足，则可以采用振动下沉法，使其到达设计规定深度，然后再采用换钓的方法，将吊钩从H型钢上分离开，吊插下一个型钢。型钢插放好之后，经过一段时间便可与水泥土凝固在一起，组成地下连续墙。完成圈梁上钢筋绑扎后，还需对该位置的H型钢进行包扎处理，便于型钢的拔除，所用包扎材料一般为泡沫或塑料片。

2.8 清理沟槽

在搅拌注浆和型钢插放过程中，会有部分水泥进入到沟槽中，所以便需要对其进行清理。既要将沟槽边缘清理干净，又要将内部水泥清理出，方便下一道施工的顺利进行，并保证桩体可以正常硬化成型。沟槽内的水泥在清除后，会在1d之内逐渐硬化，日后与基坑开挖一同运送至施工场地之外即可。

2.9 型钢起拔

该工程项目中所用到的H型钢是可以回收再利用的，所以在完成施工后，应将其拔除掉。为保证H型钢能够顺利拔出，需要对其进行抗拔验算和试验。进行型钢起拔作业之前，应清理基坑周围现场，在现场与基坑围护相垂直方向预留一定空间，其宽度应大于7.0m，沿基坑长度方向要留有32m场地，保证拔除H型钢的汽车吊的旋转、起拔余地和空间。当内支撑梁拆除完毕，并完成地下室防水层施工后，土方回填至圈梁标高处方可进行拔除，并同步进行填砂作业。

3 总结

三轴搅拌桩在深基坑围护工程中展现出了多方面应用优势，不仅具有较强的可操作性，而且还可以缩短工期，整个施工过程也更加易于控制。结合该工程案例，可以发现施工完成后，成桩质量及止水性能均满足施工要求，地基基础稳定性和承载能力得到了显著提升，为工程建设的顺利、安全开展提供了有利保障，值得推广和应用。