双轴搅拌桩在基坑工程中的应用与施工管理探讨

宋甲文

0 引言

水泥搅拌桩是我国在20 世纪末发展起来的地基处理新技术，以水泥为固化剂，通过成桩机械，将水泥和地基土进行搅拌，使形成的凝结体具有一定强度和挡水性能的地基处理方法。在上海地下水位比较高的地貌情况下，又由于红线范围比较小，经常用水泥搅拌桩来加固软土地基，然后再进行土方开挖，处理后可以很快投入使用，也可以缩短工期，土方开挖时相对安全、环保。本文主要介绍双轴水泥搅拌桩的施工及注意事项和施工要点。

1 工程概况

本工程位于上海市徐汇区钦州南路以西，田林东路以南，坐落于田林中学校园内。项目总建筑面积约4 425.3 平方米；新建一幢地下一层、地上二层的体育综合楼及门卫室，其中地下建筑面积为2 900.8 平方米，地上建筑面积1 524.5 平方米。

体育楼建筑结构为钢筋混凝土框架结构，基础类型为桩承台基础，钢网架结构屋面。桩基采用预制钢筋混凝土方桩，桩边长350 mm，桩长20 m，方桩总共278 根。基坑开挖深度大于5 米，体育综合楼建筑要求：地上一层为文体活动室；二层为室内运动场；地下为车库。

2 管理在工程中的应用价值

在一个项目中，施工工艺的管理是决定工程质量好坏的关键。为了保证工艺的先进性、合理性，项目经理部针对分部分项工程编制作业指导书，并下发各基层项目部基数人员，施工前做好基数交底，合理安排创造良好的施工环境，保证工程质量[1]。另外加强施工过程中各个环节的技术质量检验制度和力度，一定要严把质量关，确保提高工程质量。杜绝返工现象和损失，减少浪费。

3 双轴搅拌桩可行性论证

3.1 基本概念

水泥搅拌桩是以水泥为固化剂，通过成桩机械，将水泥和地基土进行搅拌，使形成的凝结体具有一定强度和挡水性能的地基处理方法。水泥搅拌桩按主要使用的施工做法分为单轴、双轴和三轴搅拌桩。

3.2 方案可行性论证

本基坑工程存在如下特点：本工程普遍侧距离红线较近，放坡空间不足，且距离周边居民区及市政道路较近，周边还有原有建筑要高度保护，道路下有管线需要保护，另本基坑地下车库最大开挖深度5.25 m，局部集水井落深0.70～1.20 m，在安全、合理、经济、可行的基本原则下，针对本工程的基坑开挖深度、面积、场地内的土层地质及周边环境等实际情况，通过几种围护结构的比较，最终确定本工程采用土工法+钢支撑的围护方式[2]，详见附图1。本文重点探讨水泥搅拌桩施工的工艺及控制。

图1 围护桩平面布置图

4 施工工艺流程设计与控制要点

4.1 双轴搅拌桩施工工艺流程设计

桩位定位→钻机到位→检查、调整好钻机→正方向循环钻进到设计标高→打开高压注浆泵→反方向循环提钻并且喷水泥浆→至工作基准面以下0.3 米→重复搅拌下钻并喷水泥浆至设计标高→反方向循环提钻至地面标高→一根桩成桩完成→开始按照上面的顺序施工下一根桩。

4.2 工艺控制要点

4.2.1 双轴水泥土搅拌桩主要技术参数

（1）双轴水泥土搅拌桩运用的是P42.5 硅酸盐水泥，单桩的截面面积为Φ700@500 mm，两头搭接200 mm，水泥掺入比为13%，暗浜填土区域水泥掺入比提高至15%。外掺剂由施工单位根据本场地地质情况和经验确定。土的天然重度按18 kN/m3计算，水灰比是0.55，桩身28 d 无侧限抗压强度不低于0.8 MPa。

（2）水泥土搅拌桩要连续搭接施工，相邻桩施工间歇时间不大于12 小时，如有特殊原因造成搭接时间大于12 小时，就要对最后一根桩进行空钻留出榫头用来下一批桩搭接；如间歇时间很长超过24 小时与下一根没有办法搭接时，那就要采取一部分补桩或注浆措施，补桩要和无法正常搭接的桩数量和桩深度相同。

（3）搅拌桩施工还要坚持两喷三搅的施工顺序，并且喷浆搅拌时钻头高（下降）的速度不能大于0.5 m/min，钻头每转一圈提高（或下降）的距离以1.0 cm～1.5 cm 正好，最后一次提高搅拌宜采用慢速提高。等喷浆口达桩顶标高的时候，就要停止提高，搅拌几十秒，来保证桩头的均匀密实度。

（4）水泥搅拌桩的垂直度的偏差不能大于1%，桩位的偏差不能大于0.05 m，桩径de 偏差不能大于4%。

4.2.2 双轴水泥土搅拌桩质量检测要求

基坑开挖前的质量检测宜在压顶板浇筑前进行，检测内容包括桩身强度和桩数复核，桩身强度检测宜采用制作水泥土试块和钻孔取芯进行检测，检测要求如下。

据他推断，这些热斑可能是由磁场中的激波产生的，就和太阳表面喷出的太阳耀斑一样。不过，根策尔团队也在论文中谨慎地表示，这个模型可能过于简单了。根策尔博士说，相对论效应将黑洞的邻居变成了无数面镜子，通过它们，我们可以一窥黑洞的面貌，“目前，我们的陈述还太模糊，没有太多证据。我们必须继续深入研究，这样才能更好地理解这些‘镜中现象’，还原出事情的真相。”

（1）试块制作应采用 70.7 mm×70.7 mm×70.7 mm 立方体试块，每个机械台班抽查2 根桩，每根桩不少于2 个取样的点，要在基坑的坑底上面1 m 的范围内和坑底上面最软弱的土层处的搅拌桩内设置取样点。每个取样点制作3 件水泥土试块。试块应在水下养护并测定28d 龄期的无侧限抗压强度。

（2）钻取桩芯应要采用φ110 的钻头，在开挖的前期或搅拌桩的龄期已经到28D 后再继续钻取整个桩长范围内的桩芯，桩芯一定要呈硬塑的状态而且没有明显的夹杂泥土和砂土。芯样要很快密封并且很快就做强度的试验。整个桩长范围内的桩身强度都要符合设计的要求。取样的数量大于总桩数的0.5%而且大于3 根。每根桩的取芯数量大于3 点，每个点再取3 件试块。钻取桩芯后得到的标块强度要乘以1.2 或1.3 的系数。钻芯之后的空隙一定要及时地用注浆来填充。

4.3 双轴搅拌桩施工要点

（1）开始施工前一定勘测和清楚一切的障碍物，需要回土的地方，一定要分层回填并且夯实，来保证桩的施工质量。

（2）打桩机械行驶的轨迹一定要坚实，桩机垂直方向的偏差小于0.004，来保证搅拌桩垂直的偏差小于0.005。

（3）水泥采用P42.5 硅酸盐水泥，水泥的掺入量设置为13%，双轴搅拌桩的水灰比设置为1.8～2.0，最后施工时再根据现场试桩的结果进行适当的调整。

（4）一定要控制好注浆的量和提高的速度，杜绝出现有夹心层或者断浆的情况。

（5）搅拌桩的头下降速度要控制在1 米每分钟以内，提升速度控制在2 米每分钟以内，注浆泵的压力要控制在0.8 MPa～1.0 MPa 为宜。

（6）相邻桩的施工和桩搭接的时间都不大于12 h，如果大于12 h 时那就作为施工冷缝来处理。

（8）如果因为相隔时间长使第二根桩没有办法搭接时，就在设计认可的情况下进行补强的措施。

（9）打桩机械预搅时下沉要根据原状土的情况，确保一定破坏原状土的样子，使它迅速的和水泥浆均匀的拌拌在一起。

（10）一定要控制水灰比的比例，水泥浆的浆量大于2 m～3 m的搅拌桩的施工的浆液，过滤后倒入集中坑里，之后不停地搅拌，杜绝水泥离析，压浆也要连续的进行，不能中断。

（11）双轴水泥搅拌桩28D 之后检测无侧抗压的强度。

（12）工地现场的质量员还要填写好每根桩的成桩记录，做好施工的日记，各种使用的原材料都要有质量保证单并测试合格后才可以投入使用。

4.4 确保桩身和均匀性的技术措施

（1）严格按照图纸设计的要求施工。

（2）原土体一定要充分搅拌，严格控制下降的速度，要使原状土充分破坏后才利于它和水泥浆均匀的拌和。

（3）浆液一定不能出现离析，水泥浆液一定要按预定的配合比配制，为了防止浆液离析，放浆前一定要搅拌30 秒后再倒入存浆的桶。

（4）压浆的阶段不能出现断浆的现象，输浆的管道一定不能堵塞，全桩一定要注浆均匀，不能发生夹心层的现象。

（5）如果发现管道有堵塞的情况，应立即停止施工、赶紧处理。等处理完成后立刻把搅拌钻头提升或下降1.0 米后才能注浆，等过10 秒～20 秒恢复了之后再继续搅拌，以防止断桩。

5 结论

现在，虽然水泥搅拌桩的施工工艺有了一定的发展而且逐渐地趋于完善，但是水泥搅拌桩的施工质量一直是人们比较重视的问题。水泥搅拌桩一般用在工程施工的基础部位，基础的质量对它上方整个建筑物结构的质量都有一定的影响，因此，重视提高水泥搅拌桩施工时的质量和加强对其的控制。只有施工的一线人员提高了水泥搅拌桩的施工质量控制的意识，加强管理的水平，才能使施工的质量有一定的保证。

在田林三中新建体育综合楼这个项目的水泥搅拌桩施工过程中，施工队在施工方案的理论数据的支撑下，严格按照规范及标准的要求施工，遵循设计的工艺要点及施工要点，最终高质高量地完成了预期的施工目标。