基坑支护工程项目中的三轴水泥搅拌桩施工技术

邴孝立

（中铁二十二局集团第五工程有限公司，重庆404100）

1 工程概况

本文涉及工程项目为新建珠三角城际轨道交通新塘至广州北站段竹料车站，该车站位于广州市白云区竹料镇；本站为中间站，设计采用路侧高架四线双岛式站台车站，车站站台长210m，宽12m。与广州地铁14 号线车站（高架站）呈“T”字换乘，通过高架换乘通廊换乘。本站进行物业开发，含上盖物业、落地开发2 部分；本站侧站房与落地开发结构设计均采用框架结构，共用2 层地下室，侧站房地上9 层、高42.6m；落地开发地上10 层、高42.89m。

竹料站侧站房与物业开发基坑工程，设计支护结构形式为：靠近高架站台和靠近地铁换乘大厅两侧均采用φ800mm@1 200mm 钻孔灌注桩+φ700mm@500mm 双轴水泥土搅拌桩止水帷幕，其余两侧采用φ850mm@600mm 内插H700mm×300mm×13mm×24mm 型钢SMW 工法桩（隔一插一）挡土止水。

2 三轴水泥搅拌桩施工技术

2.1 三轴水泥搅拌桩概述

SMW 工法施工方法是近几年新兴起的一种施工工艺，经过测算，该施工方法相对于其他的基坑支护施工方法具有造价水平低、工期较短、施工效果可靠、不会对环境造成污染、安全性和止水效果较好等优点。

目前，三轴搅拌桩作为最常见的一种支撑措施已经被应用到水库防渗墙、隧道加固等项目的施工过程中。但总体来看，即使该技术的应用范围较为广泛，我国施工企业以及工作人员普遍对三轴水泥土搅拌桩的研究和认识还是处于较为缺乏的状态。施工实践证明，水泥土搅拌桩结构中，水泥强度相对较高，但桩身强度却有所不足【1】，所以，搅拌桩工程事故时有发生。另外，该施工技术施工过程较为复杂，还需要开展大量的施工实践总结施工经验。

2.2 三轴水泥土搅拌桩施工工艺

本基坑侧壁安全等级设计为一级，所以，在基坑支护设计时应用到了三轴水泥土配合应用规格为H700mm×300mm×13mm×24mm 的钢材，合理控制相邻型钢之间的距离。另外，桩体的最佳长度为24m。在配合混合料的时候，应用的是复合型硅酸盐类型，然后在控制混合料的水灰比为1∶2 的基础上，加入适当的水泥。为保证桩的垂直度，在实际施工过程中，必须严格控制好导向架的垂直度以及机架的平整度。需要注意的是，要控制混凝土28d 龄期时的无侧限抗压强度不能超过2.0N/mm。

2.2.1 测量放线

根据设计图纸计算维护中心线的角点坐标。随后充分发挥全站仪的作用，精确完成围护中心线的放样工作，并严格做好相关数据的复核，同时还需要做好护桩工作。

2.2.2 开挖沟槽

开挖施工尽量沿着中心线的方向进行，根据维护结构的宽度确定沟槽宽度。开挖施工时，一旦遇到地下障碍物，为了保证开挖施工可以顺利地进行，需要应用镐头机破除地下障碍物。

2.2.3 设置导向定位型钢

将2 根定位型钢沿着平行沟槽方向放置，然后对其进行固定，定位型钢示意图见图1。

图1 定位型钢示意图

2.2.4 桩机就位

配置专业的工作人员指挥就位桩机，完成桩机移位后，根据实际的位移情况，对桩基的位置进行纠正，保证桩基处于固定平稳的状态。

2.2.5 喷浆、搅拌成桩

配合混合料时，注意应用复合硅酸盐水泥，控制水泥浆液的水灰比为1∶2，并控制混合料中水泥掺入比为土质量的20%。需格外注意的是，必须在三轴水泥搅拌桩提升和下沉的时候注入水泥浆液【2】，且必须合理控制提升和下沉三轴水泥搅拌桩的速度。

2.2.6 吊放及固定型钢

完成三轴水泥土搅拌桩的施工后，就位吊机，吊放H 型钢。应用起重机起吊H 型钢，为保证其可以达到平直的状态，在吊起型钢之前需要涂刷减摩剂。搅拌桩完成施工后的30min，及时插入H 型钢。

2.2.7 拔除型钢

应用钢板焊实型钢的两面，然后凭借千斤顶抬高，直到吊车完成所有的拔除任务。完成H 型钢的回收后，需要应用水泥浆填空隙。

3 SMW的施工技术要点与常见问题

3.1 SMW的施工技术要点

控制孔位误差、钻孔中心偏位误差均≤2cm，深度误差≤5cm。加固地下连续墙两侧槽壁时，需要应用到经纬仪进行复核，在开展实际施工前，严格按设计对地下连续墙进行定位放样。在实际施工时，必须严格控制水泥浆液的配合比，并且配置专业的工作人员负责管理浆液，合理控制三轴水泥搅拌桩的提升和下沉速度。为避免设备故障所导致的质量问题，必须对搅拌机进行合理的维护和保养。在布置场地的过程中，为了避免设备的搬迁和移位，必须综合考虑多方因素。另外，搅拌型钢的工作必须连续进行，以保证施工效果。

3.2 SMW施工中的常见问题与对策

3.2.1 遇孤石

利用桩机开展成桩施工的过程中，一旦遇到孤石，应用加水冲压的方法提高水泥掺量，如果孤石的体积过大，不能彻底冲脱，那么需要配合应用扩大桩机的方法开展实际施工。

3.2.2 垂直度控制及纠斜

准确定位桩位，如果项目实际施工涉及偏斜的桩位，需要配合应用加桩的措施。

3.2.3 意外停机

在实际施工过程中，一旦遭遇意外情况导致停机事件的发生，需要将钻杆提高100cm，重新开展搅拌工作，避免夹层现象的发生。

3.2.4 断桩、开叉

在实际施工过程中，如果出现开叉或者断桩的现象，必须进行注浆处理，应用旋喷桩对桩体的外侧开展止水处理，然后应用钢板对桩体的上半部分开展封闭处理。

4 基坑监测方案

深基坑施工监测应严格按照设计要求、结合现场实际情况施工监测点布设，并按照设计及规范要求频率进行监测，施工过程中需做好监测点的保护。本工程基坑监测项目详见表1。

表1 竹料站基坑工程施工监测项目表

从表1 中可以得出：

1）当检测项目的变化速率达到表中规定值或连续3d 超过该值的70%，应报警；

2）建筑整体倾斜度累计达到2/1 000 或倾斜速度连续3d＞0.000 1H/d（H为建筑称重结构高度）时应报警；

3）对于侧斜光滑的变化曲线，若曲线上出现明显的折点变化，也应做出报警处理；

4）建构筑物监测项目报警值为一般值，具体报警值应通过建筑物鉴定评估确定。

在后期基坑土方开挖施工过程中，需要对后部土体以及围岩的位移情况和沉降情况进行密切监测。另外，还需要每天对基坑开挖至底板施工完成之前基坑的变化情况进行检测，并且做好相应的记录。根据监测结果制定动态图，然后将监测数据以图表的形式反馈出来。经过监测发现，本项目所采用的三轴水泥土搅拌桩基坑围护方案支护效果和安全性都较好。

5 结语

综上所述，本文涉及项目的基坑工程施工中，应用到了三轴水泥土搅拌桩施工技术。该技术的应用极大地提高了基坑开挖过程中的止水效果。作为一种可靠、稳定的基坑支护技术，三轴水泥土搅拌桩施工工期较短，施工效果较好，通过对施工过程中的技术要领、管理办法进行评价，发现三轴搅拌桩基坑支护稳定可行，值得被推广和应用。