三轴搅拌桩止水帷幕施工施工关键技术

周海灿 ZHOU Hai-can

（中铁十四局集团第五工程有限公司，兖州 272117）

1 工程概况

在建厦门远海集装箱码头铁路专用线工程沧江路涉铁配套综合管涵工程位于厦门市海沧区海沧街道后井村厦门远海集装箱码头内，由于沧江路目前还未实施，铁路竣工后，周边会设立铁路保护区，再实施管廊将带来极大难度及代价，所以需尽快启动综合管廊土建预埋，以期在铁路正式运营前完成相关工程。

市政综合管廊采用内径DN3000mm圆形顶管下穿厦门远海集装箱码头铁路专用线。沧江路地下综合管廊与铁路专用线交叉处，铁路专用线里程为DK0+879.92，平面交角约为88°，顶进长度约为73.6m，顶管通道项距离轨面高度约8.1m，并在项管两侧设置始发及接收工作井。本工程顶管施工总共设置1个工作井和1个接收井。工作井主体结构采用地下1层单跨结构，采用沉井法施工。市政综合管廊始发井内尺寸为10×8m，接收井内尺寸为8×8m。顶管段结构采用内径为Ø3000m圆形钢筋混凝土结构。

总体施工工艺流程：整平场地→三轴搅拌桩止水帷幕施工→沉井基坑开挖→沉井基坑铺设→外脚手架搭设→沉井立模→钢筋绑扎→浇筑砼→沉井下沉→降排水启动→基底搅拌桩施工→级配碎石封底→浇筑钢筋混凝土底板→后靠和端头三轴搅拌桩加固。（图1）

2 三轴搅拌桩施工作业流程

如图2所示，为三轴搅拌桩施工作业流程。

三轴搅拌桩采用跳幅的施工顺序进行施工连接，如图3所示。

3 三轴搅拌桩作业准备及桩位放样

3.1 施工准备

①施工现场临时道路。

由于水泥搅拌桩桩机的自身重量较大、水泥等各种原材料的用量大，故而搅拌桩桩机作业前必须保证道路交通的正常联通，在三轴搅拌桩桩机作业之前，原状需露出，即要求挖掘机、土破碎机进场作业，破碎房屋基础等硬性材料后再加以清扫运除。由于产生的水流无法正常流出（地势平坦原因），土基的承载能力不足，待硬性材料清除后，道路两边需要开挖明沟，其沟深度大致保持在约50cm左右，宽度保持在80～100cm左右，待排水网络整体形成后，可以避免场内积水原因导致的工程作业不便。

②施工用电。

三轴水泥搅拌桩桩机在正常运行工作时包含的各项机械都需要正常的电力需求，需要保证一个桩机搭设一个固定配电箱与其匹配，且要保证活动配电箱数量满足要求，从而使现场施工可以保持不间断作业。

③工程材料。

在工程材料进场后，为保证采购到的材料质量达标，像水泥等施工材料需经充分检验，以确定其配合比。同时也需要为搅拌桩施工作好物资准备工作。

④施工技术。

在桩机工作前，需要对现场及周边环境进行详细调查，在调查完成后再进行专项施工方案的确定，并按规定程序报审，在审批通过后进行施工。

⑤工程器械检验。

在搅拌桩机进场后，以设备的操作使用说明书，进行详尽安装和调试作业，等待其满足规定要求后，方可投入进行使用。

⑥在工程作业进行之前，应对房基、石块、杂物等进行清除外运等措施，方可继续进行施工。

3.2 桩位放样

①对桩位的精确测定，是保证其质量的一个重要手段，致以仪器自身性能，相关人员操作，网络系统定位三个控制方面做好完善准备。

②工程测量定位中需要的全站仪、水准仪、经纬仪等相关测量仪器，在向相关专业部门送检标定后，方可投入使用。

③在经专业培训后且顺利通过的相关人员，方可作为专业测量操作人员进行工程测量，在仪器使用前，需要对其各项操作进行详细全面的了解掌握，方可操作仪器。在测量放样之前，相关工程测量人员应对施工图纸掌握详尽，对图纸的设计意图了解深入，对方案的内容掌握完全，再按照经检合格后的定位系统及各项要求，进行测量放样。

④进行测量定位的网络系统，基本由定位桩和水准点联合组成，根据业主方面提供的各项量勘成果作为系统的初步建立依据，对于定位系统的建立原则，要求定位桩、水准点需要具备足够的稳定性，且适合相关操作人员方便实施测量。待系统建立完成后，按照规范要求对其进行复核，从而保证各类数据的准确稳定性。对于进行施工测量时所需的定位桩及水准点，测量人员在使用前，应先对其进行点位复测，再用于其他测量作业。且必须对定位桩及水准点加强保护，设置足够的保护桩，以期达到有效控制的目的，并且需要进行按时定期复测，以确保精度。

4 三轴搅拌桩施工工序

4.1 测量放样

在工程作业前，按照给定的图纸，进行定位划线，开沟挖槽，然后进行第一组桩位的置放。

4.2 水泥浆制备

制备水泥浆过程中需保证水灰比为0.8，且水泥的用量大于等于25%。可用定量容器进行施工过程中水的用量控制。

4.3 预拌下沉喷浆

待水泥搅拌桩机的冷却水循环正常后，打开其电机开关，放松吊索，使桩机沿导向架搅拌切土下沉，根据电机上的电流监测表。监测控制保证下沉速度在0.6～1.0m/min，搅拌桩机作业时电流应小于70A。之后进行水泥浆的喷浆搅拌。过程中时刻观察设备的整体作业情况以及地层的变化，待钻头钻至设计的下沉位置时，停止下沉。

4.4 抬升喷浆

抬升钻头喷浆。过程中需持续进行水泥浆的搅拌作业，以避免浆体发生离析，通过电子设备进行喷浆量的自动计录，待距地面50cm时，喷浆停止。

4.5 二次搅拌喷浆

待喷浆作业结束后，继续进行钻头二次起钻进行补浆喷浆，钻至设计深度。

4.6 桩机清洗

水泥搅拌桩机停止作业或间歇时间太长时，向水泥浆搅拌桶中灌入清水，打开灰浆泵，清洗管中的残存水泥浆，并把贴附在搅拌头的软土洗净。

4.7 移位

水泥搅拌桩机移至下一桩位，重复操作以上步骤。

具体如图4所示。

5 质量标准及特殊情况处理措施

5.1 质量标准

5.1.1 首要控制项目

①控制水泥质量以及外掺剂标准符合规范。

②控制水泥的使用用量使其满足规范标准。

5.1.2 次要控制项目

①桩长：控制桩体长度使其满足设计长度要求。

②桩位偏差：将桩体的点位偏差控制在100mm左右。

③桩径：桩体直径要求大于等于规定值。

④垂直度：桩体垂直度控制在不大于1%。

5.2 特殊情况处理措施

①管道阻塞。

施工过程中一旦出现管道阻塞，应做停泵处理。待处理结束后立即把钻具上提或下沉1.0m后才可注浆，等待10～20min后，将钻具回复高度后再施工，以防发生断桩。

②施工冷缝。

在发现施工出现冷缝后，需用绝对坐标的方式记录标记位置，之后及时汇报相关部门。通常在标记点位的止水桩外围添补搅拌桩，两桩保持约15～30cm的搭接厚度（如图5），之后再按照1#、2#、3#桩的施工顺序进行工程施工。

③若施工作业发生异常，如遇进行施工时无法达到设计深度等类似情况，应即刻停止施工，并及时上报总包、设计、监理，待参建各方商讨采取补救措施后，方可继续。

④在施工中发生设计路线与地面沟或地下管线冲突，导致无法按设计走向进行施工时，宜与参建各方共同协商研究，以确定解决措施。

⑤若施工过程中遇到断电或其他特殊状况发生停机，导致成桩工艺中断时，应将搅拌机降至停浆点下1m处位置，待供浆恢复正常时再进行喷浆搅拌，以避免发生桩体不连续的情况。如停机时间过长，宜先拆卸输浆管路并清洗，以防浆液硬化堵塞管道。

⑥在遇到管道发生堵塞的情况时，需立即停泵。待情况处理完成后，应尽快使搅拌钻具上升和下沉1.0m后，注浆作业方可继续进行，等10～20秒恢复向上提升搅拌，防止发生桩体断裂。

⑦施工冷缝处理：工程作业过程中发生超时致无法搭接或搭接不良的状况时，需将其作为冷缝记录保存，使用搭接处补做旋喷桩的技术手段，以保证搅拌桩的作业质量。

⑧渗漏水处理：在基坑开挖过程中，现场小组将常驻施工现场且装备各类相应设施材料，时刻关注基坑开挖动态，以便在发现有墙体漏点时及时对其进行封堵措施。在基坑渗水处插引流管，用速凝防水水泥砂浆封堵引流管，待水泥砂浆强度达到规范值后，再对引流管打结处理。

⑨三轴搅拌桩无法穿行风化岩层时采取的补救措施：

1）通过冲孔桩冲孔后换填土的方法以改善土体土质，再用普通搅拌桩对止水体系重新施工；

2）通过冲孔桩冲孔后直接浇筑低标号混凝土做咬合桩体系。

6 结束语

本文以厦门远海集装箱码头铁路专用线市政综合管廊施工为依托工程，重点介绍了三轴搅拌桩施工工艺流程、施工准备及桩位放样、施工工序、特殊情况处理措施，为类似三轴搅拌桩止水帷幕施工工程提供借鉴。