摘要：水泥搅拌桩是加固地基的一种方法，在这种方法中水泥被用作固化剂。通过机械搅拌使软土形成完整性、水稳性与一定强度的固体土，从而提高地基承载力。本文以松江广富林考古遗址展示馆为例，分析了水泥搅拌桩在基坑围护中的应用，希望能供类似工程施工参考。
关键词：考古遗址展示馆；双轴水泥搅拌；基坑支护；施工技术
1工程概况
松江广富林考古遗址展示馆位于上海市松江新城区的方松街道遗址保护区内，北临银泽路，南至农耕生态绿地，西邻银河，东至南北路。总用地约7788 m2，松江广富林考古遗址展示馆建筑面积约10350m2。基坑总面积约6098 m2，基坑延长米约320m。本工程±0.00=+5.00m，自然地坪标高为-1.50m，板底面标高为-5.70m，底板厚900mm，垫层厚150mm，基坑开挖深度为5.0m。
本工程基坑等级为三级，环境保护等级为三级。本工程基坑围护的西北角局部区域采用重力坝，采用Φ700@500双轴搅拌桩作为临时的止水和挡土结构，重力坝宽度为4.2m。双轴搅拌桩水泥掺量15%，长度为11.0m，底标高为-12.500。
因基坑基本上全部处于暗浜区域，西北角局部区域坑内被动土加固采用双轴搅拌桩进行加固，坑底以上采用8%水泥掺量，坑底以下采用15%水泥掺量进行施工，加固宽度为5.0m，深度均为坑底以下4m，-6.50~-10.50。在基坑第一、第二级放坡的平台位置，布置两排Φ700@500双轴搅拌桩，水泥掺量15%，用于基坑止水。
2工程水文地质条件
2.1工程地质
本工程遗址展示馆底板埋置标高约-1.00米，场地整平绝对标高3.50m，基坑深约5.0m，安全等级属三级，环境保护等级属三级，基坑开挖范围内有①1素填土、①2浜填土、②1粉质粘土、②3粘质粉土。基坑围护设计中各土层的有关指标见表1。
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2.2水文地质
本场地浅层地下水属潜水类型,主要补给来源为大气降水或地表水系。上海市潜水位埋深，一般离地表约0.3～1.5m，年平均水位埋深一般为0.5～0.7m。地基基础设计中地下水位高水位埋深0.5米，低水位埋深1.5米，地下水位埋深按不利组合取值。
2.3不良地质现象
根据勘察报告,建筑场地除西南角外，其余大部有暗浜分布，暗浜分布范围详见地质勘察报告的图2-1和图2-2。①2浜填土，深灰色，填粘性土，含有机质、腐木碎屑及贝克碎屑，层厚0.30～2.20米，层底标高-0.72～1.49米；南部建筑场地有一近东西方向的因取土形成的沟渠，沟渠东部有近0.6～0.7米深的水分布。
3水泥土搅拌桩特点
水泥土搅拌桩利用原状土通过钻孔搅拌机械下钻。提升时喷射水泥浆并与强制搅拌原土。水泥浆是将土壤硬化成具有完整性和一定强度的水泥加固土，水泥土搅拌桩有着下面的优点：(1)具体成桩速度快，而且可以连续施工，施工周期短；(2)施工作业相对简单，对周围环境影响不大；(3)与钢板桩、混凝土连续墙止水帷幕相比，工程造价相对较低，根据本工程特点，从基坑安全、工期、造价等方面考虑，采用双轴水泥土搅拌桩止水帷幕是合理的。
4基坑围护设计
本工程基坑呈不规则多边型，总体像椭圆形。总开挖面积6098 m2，基坑延长米约320m，基坑场地已平整完毕，地下一层，坑深5.0m。基坑围护结构形式采用：基坑周边普遍区域采用二级放坡开挖,西北角局部区域采用Φ700@500双轴搅拌桩重力坝，作为临时的止水和挡土结构，同时在一级放坡平台上施打两排搅拌桩作为止水结构。
5双轴搅拌桩施工方法
5.1施工准备工作
双轴搅拌桩施工作业前按照工程的建设规模、施工工期、施工现场状况和临时用电布置情况，合理确定机械设备及配套工具的投入量。
另外，施工前必修做好现场三通一平，场地平整。根据现场机械设备的功率确定用电量和电缆大小，并根据现场的用水情况接通水管。根据现场施工条件，结合施工各因素规划现场临时设施的布置，规划好现场水泥库位置。现场临时设施的布置必修利于施工，方便材料的运输。
其次，施工前应对仪器设备进行安装以及调试，测量和定位用的经纬仪和水准仪应在其有效使用寿命内，还应进行精度检验。施工前应对测量基准点、水准点、建筑物基准线进行复核，并采取相应的防护措施。施工过程中所使用的机械设备应进行维修保养，并具有良好的机械性能。施工现场应配备各种处理孔内事故所需的工具，并配备足够的易损机械附件以及施工原材料。
5.2施工工艺流程
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图1 工艺流程图
5.3定位放线、导流槽开挖
按照提供的坐标基准点和施工总平面布置图，采用GPS进行分段定位放样，并标出定位控制线。结合双轴搅拌桩控制线，放出导流槽分界线，开挖导流槽。该项目止水帷幕为两排直径为600mm的水泥土搅拌桩，桩中心距350mm，相互咬合250mm。开挖导流槽宽1.2m，槽深lm。
5.4桩机就位
桩机按定位坐标点进行就位，并由专人进行指挥，移动前应认真察看上、下、左、右的状况，如有障碍物要及时进行清理。桩机就位后应仔细复核定位并及时纠偏，双轴水泥搅拌桩位置偏差值应控制在5cm以内。桩机定位后应确保其平稳，并且要调整水平，龙门立柱用线锤进行垂直校核，确保桩机的垂直度。桩机的垂直度偏差值应控制在1%以内。
5.5水泥浆的拌制及注浆控制
5.5.1水泥浆制备
水泥浆液制备需在施工现场搭设拌浆施工平台，平台附近搭建约200m2水泥库或架设水泥罐。水泥浆液采用P.O42.5普通硅酸盐水泥进行拌制，水灰比控制在0.45～0.55之间，拌浆量和注浆量按照每钻的加固土体方量进行计算确定。浆液的拌制需要在桩机开机前应进行，开钻前技术管理人员应对拌浆操作人员做好技术交底工作。
5.5.2搅拌下沉和喷浆提升
搅拌下沉和喷浆提升应反复两次，第一次喷浆搅拌提升在搅拌头下沉至设计深度后开始。桩头转至设计深度后立即启动压浆泵，压浆泵的注浆压力控制在1.5Mpa～2.5Mpa之间。在浆液压送达喷嘴后，按照设计要求的提升速度边喷边提搅拌，当头喷提升至设计停浆面停止注浆。第一次喷浆搅拌提升完成后开始二次搅拌下沉，二次下沉时应关闭压浆泵，再次将搅拌头转至到设计深度。二次搅拌下沉后到设计深度后，在重复喷浆搅拌提升施工，边喷边搅拌提升搅拌头直至搅拌头升到地面即完成搅拌桩的施工。
5.6 填写施工记录
施工人员应同步填写施工记录，施工记录应真实、详细，严禁后补。详细记录止水帷幕施工部位、搅拌桩编号、桩长、桩截面面积、下沉(提升)搅拌时间、复拌时间、钻进深度、水泥用量、水灰比。施工记录是水泥土搅拌桩质量检查的重要依据，应当天收集整理，编入台账，以防遗失。
6 施工质量控制
6.1确保水泥用量
水泥土搅拌桩的水泥投入量较大，本工程中每组搅拌桩水泥用量为1．6t，确保水泥用量，对成桩质量起决定性作用。针对此情况，用于搅拌桩施工的水泥项目部可以单独存放，物资部门单独登记、备查。每天统计水泥用量与当天实际成桩数量，进行对比，检查督促水泥用量，施工现场配备水泥浆比重测定仪，随时抽查水泥浆的水灰比。该项目的水泥浆设计水灰比为0.6。
6.2控制搅拌桩桩长及钻进速度，确保复拌深度
根据钻杆长度、设计桩长，在钻机塔架上和钻杆上端分别做出醒目的标记物，以观察2个标记物的相当位移来直观地判断搅拌桩桩长和钻进速度，以判断和保证钻进深度、下沉和提升速度、停浆面、复拌深度等。勤查成桩施工记录。本项目双轴搅拌桩桩长15m，根据现场试验段施工统计，每组桩成桩时间约75min，据此检查施工记录表，可粗略判断水泥土搅拌桩施工过程质量是否受控。
6.3 保证连续压浆
在压浆时，搅拌桩机与水泥浆供应需紧密配合，供浆必须连续，一旦因故停浆，必须立即通知钻机暂停。如因故停浆3h，应记录好停浆面位置，将钻头提出地面，拆除、清理泵管，防止浆液堵塞泵管。因此水泥浆液制备应由专人负责，供水、供电应有保证。另外，水泥浆倒入集料斗时应过筛，以免水泥浆内有结块，导致泵体损坏，堵塞泵管。
7结语
采用双轴水泥搅拌桩加固软土地基是一种行之有效的方法。双轴水泥搅拌桩加固软土地基后，地基承载力会大大提高，可以有效增加地基的整体性。为满足设计承载力的要求，必修要通过合理的施工工艺和有效的管控措施，提升双轴搅拌桩的施工质量，提高其承载力和整体问题性，确保建筑物结构安全可靠。
参考文献：
[1]《基坑工程技术规范》(DG/TJ08-61-2010). [S]
[2]《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2012）.[S]
[3]《建筑地基基础施工质量验收规范》（GB50202-2002）.[S]
[4]《考古遗址展示馆项目岩土工程勘察报告》(S6G11-10-65). [S]
[5] 谈双轴搅拌桩施工技术与运用[J].倪维,袁勇.《工程建设与设计》.2019（z1）