三轴搅拌桩施工方法在泵站基坑止水帷幕中的应用

2022-06-20王永康

小水电 2022年3期

关键词：单幅喷浆帷幕

王永康

(浙江省水利水电勘测设计院有限责任公司，浙江杭州 310002)

1 概述

在绍虞平原南部，河源短，洪水涌入平原，水网虽密，但蓄水量有限。在城市开发建设中，河流和湖泊的淤积和占用，使得河流的通行能力和调蓄能力下降，加剧平原地区的洪涝灾害；为了改善绍虞平原外排涝水的能力，新建1座强排泵站就十分必要。

2 工程概况

某新建强排泵站为Ⅰ等工程，主要建筑物浙江省为1级，设计排涝流量200 m3/s。工程位于绍兴市曹娥江区域，该区域地基土体为多元结构，开挖深度范围内依次为杂填土、粉土、粉质粘土和淤泥质粉质粘土。基坑底部主要坐落在淤泥质粉质粘土层，土层含水量大、压缩性大、强度低。为保证基坑整体稳定和变形控制，采用单排钻孔灌注桩支护，内部设计搅拌桩加固区，增大被动侧土压力。考虑本工程淤泥质土中含有流塑淤泥透镜体，容易从桩间流出，在灌注桩外侧设置单排搅拌桩帷幕进行隔离，帷幕深入基坑底部5 m。

3 三轴搅拌桩工程量计算

基坑工程止水帷幕全部采用φ850@600三轴搅拌桩，沿基坑支护灌注桩外侧单排布置，桩底标高为-10.0 m，止水帷幕采用三轴搅拌设备套接一孔法施工(见图1)。

图1 搅拌桩套接一孔法施工顺序示意

水泥用量计算：M=H×S×P×I

式中，M为单排桩水泥用量(t)；H为桩基长度(m)；S为单排桩截面积；P为被搅拌土体密度；I为水泥掺入量，取20%。

根据《型钢水泥土搅拌墙技术规程》，对于首开幅，单幅桩的被搅拌土体体积应为3个圆形截面面积与深度的乘积；采用套接一孔法连续施工时，后续单幅桩的被搅拌土体体相应为2个圆形截面面积与深度的乘积，圆形相互搭接的部分应重复计算[1]。水泥掺入量为20%(容重3.1t/m3)，膨润土用量为水泥掺量的2%(容重1.25t/m3)，土容重1.80 t/m3，水灰比取1.5。

经计算，首开幅单幅桩的水泥用量为612.5 kg，膨润土掺量为12.25 kg，用水量约937.13 kg，每米水泥浆用量约1 144.5 L；后续单幅桩的每米水泥用量为36 kg，膨润土掺量8.17 kg，用水量约624.8 kg，每米水泥浆用量约763.07 L。

4 三轴搅拌桩施工方法

4.1 施工工艺流程及试桩

三轴搅拌具体成桩工艺流程如下所示(见图2)。根据水泥搅拌桩工艺试桩相关数据，确定本方案中水灰比为1.5，水泥掺入量20%，搅拌下沉速度0.8 m/min，提升速度1.5 m/min等施工参数。

4.2 施工步骤

(1)场地平整与测量放线。对施工区域进行杂物清理、平整，然后根据基准点放样定位、高程引测，做好标记后记录测量技术放样单。

(2)开挖沟槽与槽桩机就位。开挖宽约1.0～1.2 m，深0.7～1.5 m的沟槽，预防施工作业中涌出大量泥浆；然后桩机就位后并复核，偏差应小于50 mm。

(3)桩机垂直校正。当搅拌桩机达到工作位置时，调整桩架垂直，钻杆垂直误差应控制在L/150以内。

(4)水泥浆液拌制。水泥浆液拌制工艺流程如下所示(见图3)。

图3 水泥浆液拌制工艺流程

(5)搅拌下沉、提升喷浆。

①施工顺序如下所示(见图4)，以此类推。

图4 三轴搅拌桩施工工艺流程

②采取一搅一喷工艺，钻头在整个钻削和起升过程中保持螺杆均匀旋转，匀速钻削、起升。钻削约0.5～1.0 m/min，起升每分钟提升1.0～2.0 m左右；每分钟喷浆量约360 L，注入水泥浆液(下钻喷浆约70%，提升喷浆约30%)，注浆压力为2 MPa，将压缩空气注入孔内，充分搅拌。在桩底标高处，喷浆时间超过30 s，料浆与桩端土充分搅拌后，抬高搅拌头。

③施工中如遇浆料因某种原因停止时，应将搅拌机沉至停浆点以下半米处，待料浆恢复后，再将料浆喷淋搅拌抬起。停机超过3 h，应先将料浆管道拆下清洗。

(6)最后提钻、转移。