解析地铁施工中三轴搅拌桩施工技术的应用

2020-05-06姚元

绿色环保建材 2020年4期

关键词：喷浆钻头工程施工

姚元

南昌轨道交通集团有限公司

1 引言

地铁是城市交通发展的重要体现，现如今，城市地铁系统日益完善，在地铁建设中出现了很多的新技术。与传统技术相比，新技术的优势更为明显。三轴搅拌桩施工技术在地铁施工中的应用优势显著，有效提升了地铁建设效果。

2 工程概况

某城市轨道交通一期工程2号线04标段长3.1km，涵盖1站3区间的土建工程和附属工程，项目投资近4亿元。经地质调查发现，该工程三区段施工现场主要为液化土，土层厚度560m～960m，施工区域分布有砂质粉土，工程施工中主要采用盾构法，在施工中极易出现流砂、坍塌和沉降等问题。如图1所示。

图1 三轴搅拌桩施工示意图

3 三轴搅拌桩施工技术分析

3.1 工艺流程

工程施工中应分别做好测量放样、开挖沟槽、设置导向定位型钢、搅拌机就位、校正复核桩、搅拌水泥浆液、开启空压机、送浆至桩机钻头、钻头喷浆、气并切割土体下沉至设计桩底标高、钻头喷浆并提升至设计桩顶标高和置换土处理、撤出搅拌机械等流程。

3.2 施工要点

（1）测量放线。依据业主提供的坐标基准点、总平面布置图和维护结构施工图测放桩位控制线，且设置临时桩，按照要求完成技术复核。监理工程师复核检查上述内容后方可开展正式施工。指导作业人员需结合设计图放出三轴搅拌桩的位置，明确单桩钻进的深度，并与施工人员展开交流与沟通，做好技术交底。在止水帷幕三轴搅拌桩施工中，主要采用套打一孔的施工方法，为减轻不同副桩之间的干扰，主要采用跳槽式连接，如图2。

图2 三轴搅拌桩施工孔序图

（2）场地预备。三轴搅拌桩施工中，应注重施工的连续性。施工前需加强障碍物探测，及时清理施工场地中的障碍物，清除地下障碍物后，要回填适量素土，每回填50m碾压1次。同时，铺设钢板，规避地面破坏。

（3）设备使用。全面清理施工区域后，严格遵照三轴搅拌桩安装施工的规范要求，采用吊装施工完成桩基安装，且做好设备调试工作，同时结合施工要求制备配套灰浆。

（4）开挖沟槽。分析基坑围护边线发现，施工中采用0.4m3挖机开挖950mm×1000mm 的槽沟，清除障碍物后第一时间处理沟槽中的土体，这能够提高三轴搅拌施工质量，增强工程安全性。

（5）桩机就位。桩机就位中，要由当班负责人指挥，保障桩机就位。在移动桩机前，需认真检查周围障碍物，桩机下方需铺设钢板，移动桩机后认真检查其位置是否存在偏差，如出现偏差，要及时纠正。另外，利用经纬仪和线锤纠正钻机的垂直度，钻机垂直度误差不得超过0.5%，桩位定位偏差不得超过20mm，成桩后中心偏移不得超过50mm，合理利用桩机架标记长度，准确把握钻杆的钻进深度。

（6）水泥浆制备。三轴水泥搅拌桩特点鲜明。水泥浆配比中，需加大水泥掺入比的控制度，保证水泥土强度，减少土体置换。再者，利用普通硅酸盐水泥，掺量要高于搅拌土的25%，结合现场实际调整水灰比，规定水灰比为0.6～0.8.工程加固深度土体的平均容重为2000kg/m，单位体积桩掺入的水泥量不得小于500kg。三轴搅拌桩施工中应做好条件相同的试块，如水泥掺量为25%，则其28天的强度不得小于0.8MPa。

（7）预搅下沉。启动水泥浆喷机，适度放松起重机的钢丝绳，确保喷浆机能够沿导轨浆喷到切土下沉，随后开启会浆泵，做好喷浆和搅拌处理，使其达到桩底的标高。

（8）提升喷浆搅拌。浆液移动至桩底后，要以试验确定的提升速度来提升钻头，在喷浆中加强搅拌施工，将其提升于桩顶设计标高或距离地面50cm 的位置，关闭灰浆泵，并在原位转动喷浆30s，提高桩头的均匀度和密实度。

（9）重复上下搅拌及桩机移位。钻头提升至设计桩顶标高位置后，为确保软土与水泥浆搅拌均匀，需一边搅拌砂浆，一边将钻头下沉入土，使其达到设计加固的深度，随后方可将钻头提出地面。完成一根桩的施工后，要将桩机移动到下一根桩位，重复上述步骤直至完成施工。

4 三轴搅拌桩技术的质量及安全保障措施

4.1 质量管理策略

首先，完善技术管理，落实技术制度，施工前应建立和完善岗位责任制，且做好技术交底，检查工程施工概况，关注隐蔽工程技术。施工后，要仔细检查并评价工程质量，同时采取有效措施完善技术档案管理工作。其次，对水泥等多种材料进行原材料进场检验，供应商需提供质量保证书及合格证书，且在材料进场后做好抽检和复检等工作，检查合格后方可应用于工程施工。

4.2 施工技术、质量保障措施

（1）施工质量措施。工程施工中，需由专职人员完成工程的测量放线及桩位定位。施工中的桩基机位置应端正，且稳定性满足要求，使用经纬仪确保桩的垂直度。严格按照既定的规范要求配制作浆液。为提高水泥土搅拌的均匀度，需依据工程施工的既定要求严格控制下沉提升速度。如发生堵管和断浆，需及时停止施工，查明出现问题的原因，排除故障后再将钻机提升或下降1m，之后方可开展注浆施工，避免发生断桩问题。

（2）施工技术措施。开挖面上应采用重复搅拌方式，优化止水效果；减缓下沉速度，规避偏位问题；加大定位及桩架垂直度的控制力度，合理控制浆液水灰比；指派专人观察钻杆概况，如出现偏移，则需重新搅拌；沟槽开挖和清障时，务必严格控制沟槽两侧的尺寸；桩架下路基铺设施工中，要保证其平整度和密实度，规避桩架倾斜；及时清运开槽和溢出的泥土，改善施工环境。

4.3 施工安全保障措施

（1）组织措施。在施工现场需组建安全生产工作组，指派专门的安全员做好工程施工期间的安全保障工作，班组内要设置兼职安全员，做好检查和监督工作，且在施工现场创建完善的安全生产保障机制。工程施工前，应做好安全技术交底及安全教育工作，并召开会议明确工程项目的总体安全目标，理清不同岗位的安全职责。再者，定期召开安全工作会议，总结过往工作，对日后的工作予以科学布置；组织安全活动，施工现场设置安全标语和横幅，加大安全知识宣传力度；加强人员操作的标准规范性，严禁违规操作行为；严肃处理安全违规行为，责令限期整改；做好日安全生产记录，按照要求填写安全日记；依据安全监督部门的工作要求填写安全管理资料。

（2）用电措施。施工中使用的配电箱应以安全等级较高且质量有保障的配电箱为首选，严格实行一机一闸一漏电保护制度，主要设备配电箱均需按照要求做好接地处理；照明线路要与动力线路分开使用，钻机和输浆泵运行中使用的拖缆，需经细致严格的检查程序，不可在施工中使用绝缘性能不达标或有破损的电缆；钻机和电焊机等机械设备如出现移位，则电气检修应及时断电，杜绝带电操作，并在醒目位置设置警示牌。移位过程中要由专人指挥，专人观察、防护电缆，避免电缆受到外部因素的影响而出现压坏损伤问题，且由专业电工移动并修理电器，非专业人员一律不得操作；施工中使用的配电箱漏电保护装置在工程施工中尤为关键，要指派专人检查装置的状态，做好检修记录；现场工作人员务必严格遵守施工现场临时用电安全技术规范。