地鐵車站三軸水泥攪拌樁止水帷幕施工技術(shù)探析

曾 闖

（中鐵十九局集團(tuán)廣州工程有限公司，廣東廣州 511458）

0 引言

三軸水泥攪拌樁具有支護(hù)穩(wěn)定、操作簡(jiǎn)單、施工效率高、止水效果好等優(yōu)勢(shì)，在項(xiàng)目建設(shè)中得到廣泛的應(yīng)用。并且，三軸水泥攪拌樁的施工技術(shù)更加適合在施工難度要求高的項(xiàng)目中使用，針對(duì)這一技術(shù)進(jìn)行研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 三軸水泥攪拌樁與止水帷幕

三軸水泥攪拌樁屬于長(zhǎng)螺旋樁機(jī)，帶有3個(gè)螺旋鉆孔，在施工的時(shí)候，通過3條螺旋鉆孔向下施工，屬于有效的軟基處理形式之一，通過攪拌樁機(jī)直接將水泥噴入土地，然后實(shí)現(xiàn)充分?jǐn)嚢?，確保水泥與土之間產(chǎn)生一定的物理化學(xué)反應(yīng)，達(dá)到軟土硬結(jié)的要求，最終提高地基的實(shí)際強(qiáng)度[1]。

止水帷幕概念是工程主體外界止水系列的總稱，其本身是基于阻止側(cè)壁或坑底地下水直接流入到基坑中，從而減少或者阻止?jié)B水的一種連續(xù)性的治水體。

2 工程概況

廣州市軌道交通十八號(hào)線自萬(wàn)頃沙至廣州東站，經(jīng)南沙區(qū)、番禺區(qū)、海珠區(qū)及天河區(qū)，全長(zhǎng)62.7 km，設(shè)站9座，換乘站8座，平均站間距7.6 km。全線共設(shè)置一段一場(chǎng)，分別為萬(wàn)頃沙車輛段、隴枕停車場(chǎng)。

萬(wàn)頃沙車輛段位于南沙區(qū)萬(wàn)頃沙鎮(zhèn)，規(guī)劃南沙樞紐東南側(cè)、七涌南側(cè)、蕉門水道西側(cè)?？傉鞯孛娣e50.69 hm2周邊無(wú)控制性管線，現(xiàn)狀地面以農(nóng)田及魚塘為主，場(chǎng)地較為平坦，平均標(biāo)高約4.5 m。本場(chǎng)地場(chǎng)坪標(biāo)高（廣州城建高程）7.15 m，軌面標(biāo)高7.80 m。

萬(wàn)頃沙車輛段周邊地基（不含預(yù)留白地）采用格柵式三軸攪拌樁處理，處理長(zhǎng)度5236 m，單軸直徑850 mm，搭接長(zhǎng)度250 mm，格柵寬度6.85 m，樁長(zhǎng)應(yīng)穿過軟土，進(jìn)入臥硬層（砂層）不小于1 m。

3 施工技術(shù)質(zhì)量控制要點(diǎn)

3.1 控制原材料

在本次施工中，主要選用P.O42.5的普通硅酸鹽散裝水泥。在進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)之前，要求做好對(duì)應(yīng)的檢測(cè)分析，搭配質(zhì)量保證書的檢查，并通過實(shí)驗(yàn)室上報(bào)監(jiān)理工程師進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)取樣與送檢，確保各項(xiàng)性能指標(biāo)滿足要求后才能夠在施工中使用[2]。

3.2 控制水泥摻量

基于設(shè)計(jì)的實(shí)際要求，針對(duì)每一幅三軸攪拌樁的水泥用量進(jìn)行計(jì)算。水泥用量=S×樁長(zhǎng)×土體比重×水泥摻量，Φ850 mm三軸攪拌樁的加固截面積S為1.495 m2。在施工之前需要按照軸斷面的差異性，對(duì)深度和設(shè)計(jì)的水泥參量加以分析，明確攪拌樁對(duì)應(yīng)的水泥用量，然后基于試樁試驗(yàn)處理，最終將施工的詳細(xì)參數(shù)全部落實(shí)[3]。

3.3 控制施工工序（圖1）

圖1 三軸攪拌樁施工工藝流程

3.3.1 場(chǎng)地處理

對(duì)施工場(chǎng)地進(jìn)行平整和加固處理，清除施工場(chǎng)地的地上、地下障礙物，清除表土和淤泥后，采用50 cm厚6%水泥改良土進(jìn)行回填壓實(shí)，并且樁機(jī)位置滿鋪2 cm厚鋼板，保證樁機(jī)施工場(chǎng)地能夠承載120 t樁機(jī)行走。

3.3.2 測(cè)量放線

基于設(shè)計(jì)圖和坐標(biāo)基準(zhǔn)點(diǎn)的分析，落實(shí)放樣定位與高程引測(cè)工作，設(shè)置臨時(shí)標(biāo)志。在完成定位放樣處理之后，完善車輛技術(shù)的復(fù)核單，通過監(jiān)理來(lái)進(jìn)行對(duì)應(yīng)的復(fù)核驗(yàn)收處理，確保沒有錯(cuò)誤之后，才能夠開展后續(xù)的攪拌。

3.3.3 開挖溝槽

在對(duì)基坑圍護(hù)的內(nèi)邊控制線分析中，主要以PC200挖土機(jī)來(lái)開挖溝槽，清理好地下障礙物（圖2）。通過仔細(xì)的處理之后，才能夠滿足正常的施工要求。

圖2 三軸攪拌樁溝槽

3.3.4 樁機(jī)定位

垂直溝槽設(shè)置1.6 m定位線，并根據(jù)樁間距1.8 m設(shè)置好刻度（圖3）。

圖3 樁機(jī)定位和樁位控制

（1）統(tǒng)一指揮。在樁機(jī)就位后，可以選擇上下左右地移動(dòng)，了解現(xiàn)場(chǎng)情況，出現(xiàn)障礙物時(shí)應(yīng)該及時(shí)處理，并在完成移動(dòng)后及時(shí)了解定位情況。

（2）樁機(jī)本身要求平正、平穩(wěn)。經(jīng)過經(jīng)緯儀實(shí)現(xiàn)樁架的校直處理，裝設(shè)吊錘來(lái)控制垂直度。在校正中，直接在樁機(jī)上焊接鐵拳，要求其半徑為5 cm，在10 m的位置上懸掛鉛錘，然后使用全站儀校直其垂直度，確保鉛錘能夠正好通過鐵圈的中心位置。在每一次施工之前，都應(yīng)該進(jìn)行調(diào)節(jié)，要求垂直度的誤差控制在1%之內(nèi)。

（3）三軸水泥攪拌樁樁位定位后再進(jìn)行定位復(fù)核，偏差值＜2 cm。

（4）標(biāo)記。為便于控制成樁深度，施工之前也要做好對(duì)應(yīng)的標(biāo)記處理，并且要求攪拌樁的樁長(zhǎng)不超過設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)，然后將舊標(biāo)記直接擦掉，重新制作標(biāo)記。

3.3.5 水泥漿拌制

水泥使用的是P.O42.5普通硅酸鹽水泥，水灰比一般是0.6～0.8。嚴(yán)格按照水灰比進(jìn)行水泥和水量稱量，拌和時(shí)間≥5 min。水泥漿經(jīng)過一級(jí)攪拌池后，需經(jīng)細(xì)目網(wǎng)過濾再進(jìn)入二級(jí)攪拌池，二級(jí)攪拌池送漿過程嚴(yán)禁停攪。遇到停電停漿情況及時(shí)聯(lián)系鉆機(jī)停止施工，恢復(fù)后方能繼續(xù)下沉和提升，停漿時(shí)間過長(zhǎng)應(yīng)重復(fù)攪拌下沉0.5 m再進(jìn)行噴漿施工。

3.3.6 攪拌、噴漿成樁

在電機(jī)啟動(dòng)之后，基于土質(zhì)來(lái)計(jì)算速率?；跀嚢铇兜膶?shí)際要求，選擇使用“兩噴兩攪”，第一次噴漿量為60%，第二次為40%，在提升鉆桿的時(shí)候應(yīng)該考慮到水泥漿液的注入。一般鉆機(jī)鉆進(jìn)應(yīng)該保持0.75 m/min，提升速度為0.5 m/min?；谠O(shè)計(jì)的要求，能夠滿足水泥漿液均勻的注入與拌制。等待完成鉆桿提升后，要求水泥漿液也能夠完成注入。

鉆機(jī)下鉆至設(shè)計(jì)深度后，攪拌頭應(yīng)在樁端1 m范圍內(nèi)上下噴漿攪拌1 min左右然后提升，當(dāng)鉆頭提升至地面時(shí)應(yīng)停止噴漿。

3.3.7 三軸攪拌樁施工順序

三軸水泥攪拌樁采用跳打搭接250 mm的方式施工（圖4）。

圖4 三軸攪拌樁施工順序

3.4 控制冷縫處理

如施工過程中由于停電、停水或施工過程出現(xiàn)交叉等待或者機(jī)器出現(xiàn)故障，容易出現(xiàn)施工攪拌不連續(xù)，則會(huì)產(chǎn)生施工冷縫。在排障后當(dāng)有冷縫出現(xiàn)，可以選擇補(bǔ)攪素樁方案：等待圍護(hù)樁達(dá)到強(qiáng)度要求后，就可以開展補(bǔ)樁處理，這樣可以規(guī)避偏鉆問題的出現(xiàn)，同時(shí)也能夠提升補(bǔ)樁的效果。也可以在攪拌樁搭接的時(shí)候，選擇利用三根雙管高壓旋噴樁的方式來(lái)處理冷縫，要求高壓旋噴樁的樁徑為600 mm，相互之間的間距為350 mm，并且其對(duì)應(yīng)的樁底標(biāo)高也應(yīng)該和三軸攪拌樁保持相互一致[4]。

3.5 控制關(guān)鍵部位三軸攪拌止水帷幕施工

針對(duì)關(guān)鍵部位施工，主要是因?yàn)榍捌谠谶M(jìn)行鉆孔灌注樁施工的時(shí)候出現(xiàn)了鼓包，最終導(dǎo)致三軸攪拌樁無(wú)法根據(jù)設(shè)計(jì)的部位進(jìn)行施工。所以在針對(duì)關(guān)鍵部位的施工之中，當(dāng)鉆孔灌注樁侵占三軸攪拌止水帷幕位置的混凝土鼓包在地下5 m以上，在這一階段就可以考慮破除開挖，清理破除開挖的混凝土，做好回填處理。如果其實(shí)際的深度超出了5 m、無(wú)法進(jìn)行開挖破除，就要通過套打來(lái)繞開鼓包，或是測(cè)量鼓包位置的坐標(biāo)，在后期使用雙排高壓旋噴樁進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)處理，明確三軸攪拌樁與高壓旋噴樁之間的有效搭接。周邊臨近小區(qū)的位置，直接選擇雙排高壓旋噴樁進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)處理，以提升土體的實(shí)際抗?jié)B性能指標(biāo)，避免在開挖基坑的時(shí)候因?yàn)楣こ探邓畣栴}，導(dǎo)致建筑物出現(xiàn)不均勻的開裂或沉降，提高該處土地的實(shí)際強(qiáng)度。

4 結(jié)語(yǔ)

本文結(jié)合實(shí)際工程敘述了整個(gè)三軸攪拌樁的施工過程，通過施工中具體的施工技術(shù)措施的分析，嚴(yán)格按照要求施工，做好施工質(zhì)量的有效控制，確保整個(gè)施工成果滿足實(shí)際的要求，推動(dòng)建筑行業(yè)走上可持續(xù)發(fā)展之路。