摘要：本文介绍的工程实例为将部分位置的三轴水泥搅拌桩作为支护桩间的止水帷幕，替换成高压旋喷桩拌桩的止水效果进行对比。原设计图纸均为三轴水泥搅拌桩，后因施工场地老桩较多，西侧双排三轴水泥搅拌桩无法连续施工，将该部位改用旋喷桩进行施工。但基坑开挖后发现，旋喷桩与老桩之间结合较差，漏水严重，在水流较大的部位进行土体反压、压密灌浆，增加项目成本。经实践证明，使用双排三轴水泥搅拌桩作为止水帷幕的效果较好。
关键词：高压旋喷桩；水泥搅拌桩；施工质量；止水帷幕
一、工程概述
该工程位于温州市蒲州街道屿田村，工程使用位置为原化工厂，存在老基础筏板及老桩。项目北侧为规划道路，东侧为空地，南侧隔河流为机场大道，西侧为规划道路。该项目总用地面积约25567m2，由7幢31~32F高层及2F地下室(局部)组成，全场下设1F地下室，西侧局部设2F地下室。
基坑围护桩为钻孔灌注桩，桩径900mm，中心间距1100mm，桩间采用三轴水泥搅拌桩进行止水。施工时发现存在老桩，搅拌桩无法连续进行施工，经与设计沟通及专家讨论，认为该部位按照原设计方案进行施工无法形成封闭的止水帷幕，基坑内外砂层相连通，随着基坑开挖深度的加大，基坑内粘土层被水压力冲破，最终导致管涌现象的产生，经原设计同意决定将双排三轴水泥搅拌桩改为旋喷桩施工。
二、施工区域地质条件与水文概况环境
场区内工程地质及水文地质情况：根据《岩土工程勘察报告》，基坑开挖深度影响范围内的土层自上而下依次为：杂填土、粘土、淤泥、中砂夹淤泥、淤泥。全场分布土层的物理力学参数见下表1。
表1全场分布图层的物理学参数表
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注：上述土体的物理力学指标根据该场址的岩土工程勘察报告提供的设计参数，c、φ值为岩土工程勘察报告提供的土层固快指标，()内为计算值。
勘察场地地下水浅部为孔隙潜水，中部为承压水，底部为基岩裂隙水。浅部的孔隙水潜水，赋存介质主要为杂填土、黏土、淤泥中，除杂填土中孔隙潜水水量较大，对基坑开挖影响较大，黏土和淤泥层水迳流条件较差，水量小。主要接受大气降水的补给，排泄以蒸发为主，地下水位埋深较浅，具明显的季节相关性。
三、施工工艺
（一）、止水帷幕施工方案
基坑开挖前本项目原止水帷幕方案为：基坑西侧二层地下室部分采用双排钻孔灌注桩结合一道钢筋混凝土进行围护，东北角局部区域采用钻孔灌注桩结合二道钢筋混凝土支撑进行围护；一层地下室部分：南侧、东南角、北侧及东北角采用SMW工法桩结合一道锚索进行围护,东侧中段采用三轴水泥搅拌桩复合土钉墙进行围护；一二层地下室交界处采用三轴水泥搅拌桩重力式挡土墙进行围护，售楼处北侧、南侧采用双排桩进行围护，西侧采用双排钻孔灌注桩结合土方保留进行处理；基坑主动区采取水泥搅拌桩桩径为Φ850，围护桩桩间搭接250mm，工法桩及二层地下室用于止水的三轴水泥搅拌桩按套接一孔法施工,相邻的三轴水泥土搅拌桩相互套打一孔；被动区水泥搅拌桩桩径为Φ650，桩间搭接150mm；一二层交界处三轴水泥搅拌桩重力式挡土墙桩径为Φ650，桩间搭接150mm。
但在搅拌桩施工过程中发现西侧存在老桩，无法使用搅拌桩继续施工，遂在与老桩接触部位改为旋喷桩。三轴水泥搅拌桩与高压旋喷桩交界处搭接200mm，两种止水措施均需穿过砂层，进入不透水层。两种措施同时施工也能够缩短工期，争取尽快完成基坑的止水工作。
（三）三轴水泥搅拌桩施工
1.施工工艺
三轴水泥搅拌桩的施工程序为：钻机定位→预搅下沉→水泥浆配制→提升、喷浆、搅拌→重复上、下搅拌→清洗→移位。
（1）钻机定位
由现场测量员根据设计图纸和测量控制点放出设计桩位，桩位平面偏差不大于50mm，并根据设计间距在两侧定位架上用红色油漆做好标记，保证搅拌桩每次定位准确。
（2）开挖沟槽
开挖过程中，根据三轴水泥搅拌桩内边控制线，采用挖机开挖，并清除地下障碍物，开挖沟槽余土及时处理，以保证三轴水泥搅拌桩正常施工，并达到文明工地要求。
（3）桩机就位
移动搅拌桩机至作业位置，调整桩架垂直度误差达到至3/1000以下。桩机移位由当班机长统一指挥，移动前必须仔细观察现场情况，移位要做到平稳、安全。
（4）桩垂直度校正
在桩架上焊接一直径为3cm的铁圈，10m高处悬挂一铅锤，利用经纬仪校直钻杆垂直度，使铅锤正好通过铁圈中心。第一次开钻前必须适当调节钻杆，使铅锤位于铁圈内，搅拌桩桩位偏差不超过50mm，桩身垂直度误差不超过1/200，桩径偏差不大于10mm，桩底标高偏差不超过+50mm。
（5）桩长控制标记
施工前在钻杆上做好标记，控制搅拌桩桩长不得小于设计桩长。
（6）水泥浆液拌制
施工前应搭建好拌浆平台，对全体工人做好施工技术交底工作。水泥浆液的水灰比控制在1.5-2.0。
（7）注浆、搅拌、提升
成桩采用两喷两搅：第一次喷浆70%，第二次喷浆30%；水泥和原状土需均匀拌和，下沉及提升均为喷浆搅拌，下沉速度为0.3~1.0m/min，提升速度为1.0~2.0m/min；下沉时喷浆量一般为额定总浆液量的70~80%;压浆速度应和提升（或下沉）速度相配合，确保额定浆量在桩身长度范围内均匀分布；提升时不应在孔内产生负压造成周边土体的过大扰动，搅拌次数或搅拌时间应能保证水泥土搅拌桩的成桩质量。
（9）清洗
向集料斗中注入适量的清水，开启灰浆泵，清洗全部管路中残余的水泥浆，直至基本干净。并将粘附在搅拌头上的软土清除干净。
（10）移位
将深层搅拌机移位，重复上述1-6步骤，进行以下根桩的施工。
2.三轴水泥搅拌桩西侧施工位置
本项目西侧按照原方案全部为双排钻孔灌注桩支撑，中间为双排三轴水泥搅拌桩连续施工形成闭合的止水帷幕，示意图见图1。
（二）旋喷桩施工
1.施工工艺
老桩部位的高压喷射注浆旋喷桩(以下简称旋喷桩)的施工程序为：钻机定位Ўъ钻孔Ўъ插管（单管旋喷钻孔和插管合二为一）Ўъ喷浆Ўъ冲洗Ўъ移位。
老桩部位的高压旋喷桩在三轴水泥搅拌桩和老桩之间进行施工，距离老桩桩边200~300mm进行施工，将三轴水泥搅拌桩和老桩之间的缝隙填满，三轴水泥搅拌桩和老桩之间1m范围内约施工2~3根高压旋喷桩。
（1）钻机定位。移动旋喷桩机到指定桩位，将钻头对准孔位中心。
（2）移动旋喷桩机到指定桩位，将钻头对准孔位中心，同时整平钻机，放置平稳、水平，钻杆的垂直度偏差不大于1%～1.5%。
（2）制备水泥浆。桩机移位时，即开始按设计确定的配合比拌制水泥浆。
（3）钻孔。当采用地质钻机钻孔时，钻头在预定桩位钻孔至设计标高。
（4）插管。当采用旋喷注浆管进行钻孔作业时，钻孔和插管二道工序可合而为一。当第一阶段贯入土中时，可借助喷射管本身的喷射或振动贯入。
（5）提升喷浆管、搅拌。喷浆管下沉到达设计深度后，停止钻进，旋转不停，高压泥浆泵压力增到施工设计值（20～28MPa），坐底喷浆30s后，边喷浆，边旋转，同时严格按照设计和试桩确定的提升速度提升钻杆。若为二重管法或三重管法施工，在达到设计深度后，接通高压水管、空压管，开动高压清水泵、泥浆泵、空压机和钻机进行旋转，并用仪表控制压力、流量和风量，分别达到预定数值时开始提升，继续旋喷和提升，直至达到预期的加固高度后停止。
（6）桩头部分处理。当旋喷管提升接近桩顶时，应从桩顶以下1.0m开始，慢速提升旋喷，旋喷数秒，再向上慢速提升0.5m，直至桩顶停浆面。
（7）若遇砾石地层，为保证桩径，可重复喷浆、搅拌：按上述4～6步骤重复喷浆、搅拌，直至喷浆管提升至停浆面，关闭高压泥浆泵，停止水泥浆的输送，将旋喷浆管旋转提升出地面，关闭钻机。
（8）清洗。向浆液罐中注入适量清水，开启高压泵，清洗全部管路中残存的水泥浆，直至基本干净。并将粘附在喷浆管头上的土清洗干净。
（9）移位。移动桩机进行下一根桩的施工。
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图1西侧三轴水泥搅拌桩施工位置
2.旋喷桩西侧施工位置
本项目西侧老桩较多，在遇到老桩位置老桩两侧采用旋喷桩进行施工，旋喷桩西侧施工位置示意图见图2。
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图2旋喷桩西侧施工位置示意图见
五、施工对比中主要控制项目
为保证本项目中施工完成后止水效果存在可比性和真实性，搅拌桩和旋喷桩的质量控制尤其重要，需确保止水帷幕的连续性和完整性，由此对搅拌桩和旋喷桩施工时主要有以下控制项目：
（一）、搅拌桩施工质量的主控项目
（1）确保定位放线准确，采用套打的方式确保每幅成桩后有效搭接。
（2）严格控制桩机钻杆垂直度，防止成桩时与相邻幅出现Ў°开叉Ў±，通过机身悬锤、两台经纬仪组合校正及桩机自身仪表盘显示确保垂直度。
（3）严格控制自动拌浆系统的各项参数，包括水灰比、气压和浆压等，各项参数不得随意更改。
（4）三轴水泥搅拌桩在下沉和提升过程中均应注入水泥浆液，同时严格控制下沉和提升速度。在桩底2m～3m范围内重复喷浆搅拌一次。施工过程做好每次成桩的原始记录。
（5）施工时避免出现冷缝，如中断施工时间超过规定时限，则在冷缝处叠合一幅并保证有效搭接。
（二）、旋喷桩施工质量的主控项目
（1）施工中，采取基坑内涌水上涨至相对稳定水位，保持基坑内外水头压力平衡，减少基坑内外水头压力差对高压旋喷桩的影响，保证高压旋喷桩在砂层的成桩质量加大在砂层注浆的水泥掺入量。
（2）降低在砂层的旋喷桩下沉及提升速度。多项举措提高高压旋喷桩在砂层的成桩质量，保证旋喷桩的止水效果。
六、旋喷桩和搅拌桩止水帷幕效果分析及总结
现场以高压旋喷桩和水泥搅拌桩作为止水排桩后，在控制施工质量的前提下，均起到了明显地止水效果，但基坑开挖后高压旋喷桩桩间仍存在部分位置有漏水的现象，而三轴水泥搅拌桩之间无渗水现象。经实践证明，旋喷桩作为止水排桩所形成的止水效果比三轴水泥搅拌桩差。
参考文献
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