湘江地區(qū)多排水泥攪拌樁止水帷幕應用

方 濤

(中建五局第三建設有限公司，湖南 長沙 410000)

0 引言

多排水泥攪拌樁施工具有振動小、污染少、造價低[1]、防滲性好等優(yōu)點，在工程中作為止水[2]帷幕被廣泛運用。但由于湘江地區(qū)地質條件的限制，常使在基坑開挖時出現(xiàn)流砂、崩塌、漏水、管涌等現(xiàn)象，以長沙岳麓污水處理廠尾水排放工程為實例，闡述了其在設計與施工中的要求及工藝流程，分析了易發(fā)生的問題，并總結了關鍵控制點。經(jīng)實際工程檢驗，在設計、施工與經(jīng)濟效益方面均取得了良好的效果。

1 工程概況

長沙岳麓污水處理廠尾水排放工程位于正在建設的瀟湘北路正下方，由于施工場地毗鄰湘江，導致地下水與湘江形成互補關系，使得粉細砂及圓礫層中地下水量較大。工程采用水泥攪拌樁止水，具體工藝為漿液攪拌法，單軸攪拌，雙排交錯布置。同時，本工程中所采用的樁長為7 m，樁徑500 mm，縱橫間距350 mm×303 mm，且所使用的成樁設備如圖1所示。

2 水泥攪拌樁止水設計

水泥攪拌樁所采用的是P.O42.5水泥，水泥含量每米不少于60 kg，漿液水灰比0.8∶1，水泥摻入量為14%；且均存在于基坑兩側及基底：兩側樁底進入基底2.0 m，中間區(qū)域進入基底2.0 m進行封底止水。側樁均與基底水泥攪拌樁封底層將溝槽開挖區(qū)形成一個四周密閉的止水環(huán)境。其中，土的天然容重取19 kN/m3。

1)摻入量計算：

a.單根水泥攪拌樁摻入比：

aw=M×10-2/(πr2γ0)×100%。

其中，M為每米樁長水泥摻入量，kg/m；γ0為土的天然容重，取19 kN/m3；r為水泥攪拌樁設計半徑，m；取aw=14%，計算得：M=52.2 kg。

b.雙排搭接水泥攪拌樁摻入比：

其中，M為每米樁長水泥摻入量，kg/m；r為水泥攪拌樁設計半徑，m；b為相鄰兩樁搭接寬度，m；γ0為土的天然容重，取19 kN/m3。取aw=14%，計算得：M=38.8 kg。綜上所述，水泥用量均能使摻入量達到要求，且從計算結果可知，多排搭接所形成水泥攪拌樁止水效果更好。

2)水泥用量計算：

a.單根樁土體的重量=樁長×樁的設計截面積×土的密度=7 m×π×0.25 m×0.25 m×1 900 kg/m3=2 610.13 kg。

b.每根樁水泥用量=單根樁土體的重量×摻入量=2 610.13 kg×14%=365.42 kg。

c.每米攪拌樁水泥用量=每根樁水泥用量/樁長=365.42 kg/7 m=52.2 kg<60 kg，符合要求。

3 施工工藝及要點

3.1 施工工藝

施工工藝流程見圖2。

3.2 施工要點

1)平整場地：按設計圖紙要求修整至平臺標高[4]；同時，修筑泥漿池(采用二次攪拌，分層設置：上層兩個小攪拌桶，下層一個大攪拌池)、水泥堆積棚(防潮、防濕、防風、防雨)。

2)測量放線、樁機就位：首先，根據(jù)已布設的施工測量控制網(wǎng)進行樁位放樣，但考慮后期施工中存在返漿、浮漿等現(xiàn)象，先利用機械對場地進行預開挖30 cm再放樣，并做好標記(插筷子)；同時，由于場地施工環(huán)境復雜，且在樁機移位過程中無法準確定位樁中心點，故先在樁機上加設吊錘，再確定樁位中心點與吊錘間距，

最后確定樁機行走路線。

3)制備水泥漿：開鉆前30 min按配合比拌和水泥漿，固定拌和時間為10 min，將拌和好的水泥漿倒入料斗后進行壓漿。同時，為提高品質均在水泥、成品水泥漿傾倒前加篩過濾以減少結塊數(shù)量。整個過程中利用比重計測量，控制比重不小于1.6。

4)三噴三攪工藝：首先，待樁機在樁位鉆至設計深度(對鉆桿進行噴漆劃線)成樁后，以0.5 m/min的速度提升鉆頭且噴漿攪拌，使水泥和土充分混合；其次，為使已攪入土中的水泥漿與土拌和地更均勻進行第二次攪拌，且為保證水泥漿沿全樁均勻分布，使第二次噴漿量為單樁噴漿量的40%；接著，進行第三次攪拌；待完成后提升鉆頭至地面停機移位。其中，工作過程中下沉速度均控制在1 m/min，提升速度均控制在0.5 m/min，先慢后快。為防止導漿管水泥漿凝結堵塞，在鉆進過程中均有漿液。

4 施工控制

1)地質原因(遇圓礫層等)，導致鉆桿、鉆頭損毀：鉆桿采用的是循環(huán)利用，現(xiàn)場焊接；鉆頭現(xiàn)場每臺機器多備3個，遇損壞直接更換。

2)地下水水位高或洗管流水導致的場地松軟易損壞機械腳板，提前現(xiàn)場焊接固定腳板。

3)若發(fā)生因出現(xiàn)水泥摻量過大或土質較密等現(xiàn)象而使水泥漿未完全噴完時，采取在重復下沉、提升噴漿時給予補噴。

4)若注漿作業(yè)在中途出現(xiàn)中斷，為防止出現(xiàn)斷樁，再次施工時將攪拌軸下降0.5 m再進行制樁；若相鄰樁施工時間間隔超過16 h，則為防滲在樁間搭接部位處采取加樁措施。

5)遇地質情況較佳時，可更改工藝為兩噴兩攪或考慮對最外圍邊樁減少鉆進深度時，但必須在施工前進行試驗段施工，若挖開地層測試各樁系的止水效果良好則采用，否則恢復原有工藝。

6)根據(jù)圖紙要求有空樁或樁機移動時，可以通過輸漿泵機控制流速；或當機器出現(xiàn)故障時，導漿管可過清水。

5 結語

通過以上所闡述的工藝及要點的施工與控制，確保了長沙岳麓污水處理廠尾水排放工程的順利進行，工程質量符合規(guī)范要求[5]，且在設計、施工與經(jīng)濟效益方面均取得了良好的效果。

[1] 陳志強，徐 偉，張 宇.深基坑水泥攪拌樁止水帷幕失效分析與修復[J].施工技術，2012(6):42-44.

[2] 曾凡友.水泥攪拌樁止水與鋼管樁+土釘墻聯(lián)合支護技術在基坑工程中的應用[J].廣東建材(施工技術)，2010(7)：59-61.

[3] 許 杰.水泥攪拌樁止水帷幕摻入比的確定[J].探礦工程(巖土鉆掘工程)，2007,34(Z1):228-230.

[4] 苗云霞.三軸水泥攪拌樁止水帷幕技術在施工中的應用[J].山西建筑，2011,37(26):76-77.

[5] JGJ 94—2008,建筑樁基技術規(guī)范[S].