鲍翔
上海宏进建设有限公司
摘要：随着科学技术的快速发展，建筑施工技术也得以不断提升与优化，在现今的诸多工程建设中都可以看到三轴水泥搅拌桩的应用。该施工技术对于提高整体工程的施工质量具有重要的推动作用，故而本文就以实际工程为例，针对轴水泥搅拌桩工程施工的要点内容以及质量保证措施进行论述，以供参考。
关键词：三轴水泥搅拌桩；工程施工；施工技术；质量控制
城市化程度的不断提高，使得人们对建筑、交通工程的施工质量要求越发严格，这一方面有力的推动了建筑行业的进一步发展，但另一方面也为工程施工建设带来了挑战。为更好的保证工程的建设质量，诸多先进的施工技术被应用其中，而三轴水泥搅拌桩就是其中的重要组成内容。而本文就将针对三轴水泥搅拌桩工程施工的具体流程与质量保证措施进行说明。
1项目概况
本工程拟建阿里巴巴1#过街通道下穿文一西路K5+710.00处,位于文一西(高教路-常二路)区间,该段主体工程位于阿里巴巴淘宝城和理工大学科技与艺术学院之间,基坑标准段宽度为9.6m深度为7.7至9.22m端口集水坑最深为11.75。通道基坑分两期施工,位于主线范围内基坑先期施工,两侧通道基坑待主线完成后,完成管线二期改线后施工。
拟建阿里巴巴2#过街通道下穿文一西路K6+1017.82处,位于文西路(高教路-常二路)区间,该段主体工程位于阿里巴巴淘宝城和理工大学科技与艺术学院之间,基坑标准段宽度为9.6m深度为7.71m至9.22m端口集水坑最为11.75m通道基坑分两期施工,位于主线范围内基坑先期施两侧通道基坑待主线完成后,完成管线二期改线后施工。
2 项目地质条件
2.1地基土的构成与特征
拟建位置范围内，地基土的种类主要为以下几种为主：
1）人工填土层(m1Q4):杂色，稍密，碎石一般块径2-10cm,含量:50-70%，部分孔段该层底部揭露大量块石，块径30～50cm以上，其余粘性土充填，成分较杂，均一性差，位于道上的钻孔表层有30m的沥青及40cm的路基垫层。沿线局部缺失，层厚1.00~6.70m,层项高程3.79-~6.66m.
2）粉质粘土:浅黄灰~灰黄色，软可塑，含氧化铁质及有机质，俗称“硬壳层”。部分分布，层厚0.50~-2.30m,层顶埋深2.40-6.70m层顶高-1.64~2.21m。
3）淤泥质粘土:灰色，流塑，厚层状，含多量腐殖质、有机质班点，高灵敏度。沿线大部均有分布，层厚0.40~13.00m，层頂埋深1.50~8.20m,层顶高-2.88~3.38m。
4）粉质粘土:灰黄、褐黄色、青灰色，硬可塑状为主，局部呈软可塑状，局部夹少量粉土薄层。沿线部分有分布，层厚0.40~8.30m,层顶埋深3.80~16.20m，层项高程-11.22~2.06m。
5）粉砂:浅灰绿、灰黄色，饱和，中密，局部呈稍密状，含云母及贝壳屑，夹少粉质粘土。该层大部分分布，层厚0.50~5.10m,层顶埋深25.10~39.0m,层顶高-33.64~-20.25m。
2.2地形、地貌
拟建隧道沿线地形地貌简单，自然地面平坦，地面标高一般在4.50~6.00m,属冲海积平原地貌单元。
3 三轴水泥搅拌桩的内涵
三轴水泥搅拌桩是近些年才开始兴起的新施工技术，具有明显的施工效果好、施工周期短以及成本支出低等特征，同时该技术还具有较好的环保性，施工时不会对周围环境带来较大污染，在现阶段的工程建设中取得了良好的应用效果。但需要注意的是，即便该施工工艺得到了较为普遍的应用，但受限于当前建筑企业以及施工人员的认知问题，该技术还没有被完全、全面的掌握。而近几年的工程作业实践也表明，在三轴水泥搅拌桩结构中，虽然水泥强度可以达到理想状态，但桩身强度仍存在不足。这就致使施工中偶尔会有意外事故发生。基于此，在未来的工程施工中，仍需对该技术进行深入的研究，并积极总结经验，以更好的实现技术的运用与推广，而这同时也是本文进行研究的出发点与落脚点。
4 三轴水泥搅拌桩施工的主要技术要点
4.1 SMW工法搅拌桩
4.1.1 确定参数
在完成定位工作后，即可开始下沉钻头，并进行水泥浆的注入。当注入至工程的设计桩底标高后，即可开始搅拌，之后再提升钻头继续注入水泥浆。本工程的施工参数具体如表1所示：
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4.1.2 桩机就位
桩机就位后应对其视线范围进行观察，不可存在遮挡物或障碍物。施工人员要注意保证桩机不发生移位，能够始终处于平稳的状态。此后，即可利用线锤对钻机的垂直度加以验证，同时要精准控制桩位定位，控制其偏差不超过50mm。
4.1.3 搅拌下沉
首先，施工人员需要在前期的勘察环节明确工程的土质情况，然后根据不同土质来计算电动机的速率，确定最终的计算结果，为工程的实际操作提供有效的依据。在使用搅拌头时，施工人员还要注意方向的把控，应是从上到下切土拌和下沉，带下沉至工程预先设计的标高后即可停止。
4.1.4 注浆
加强搅拌头运行速度的控制，且注浆、搅拌、提升同时进行，以此来最大程度的实现原地基土与水泥浆的融合，当达到桩顶设计标高后，即可将灰浆泵关闭。
4.1.5 搅拌
在下沉、提升三轴水泥搅拌桩时，应对其速度进行合理的把握，并同时进行水泥浆的注入。本工程中，提升速度是控制在不超过不大于1.5m/min，下沉速度为不超过0.8m/min。为方便施工，需在现场制备水泥浆，且保证水灰比在1.5。
4.1.6 插放H型钢
这是三轴水泥搅拌桩施工中极为关键的环节，需要施工人员对此高度重视。当吊机就位后，在型钢表面进行减摩剂的涂抹，然后即可采用插一跳一的形式来予以插放。
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图2 SMW工法桩内插型钢平面布置图
1）施工人员要在起吊前，在H型钢顶端的2mm处，钻出一个直径为40mm的中心孔，然后进行吊具和固定钩的安装，将H型钢吊起，且保证过程的垂直度。
2）在确保H型钢定位卡是处于水平状态且十分稳固后，既可以开始将H型钢底部中心与桩位中心进行对准，然后沿定位卡插入至泥土搅拌桩内，此过程的操作既要缓慢还要垂直，并控制垂直度不超过3‰。
3）待插放至设计标高后，即可利用吊筋对其加以固定。同时及时清理溢出的水泥土。
4）当保证水泥土搅拌桩硬化至可以满足工程的设计要求后，施工人员就可以撤除槽沟定位型钢与吊筋。
4.2 三轴搅拌桩施工
本工程施工中，坑内采用Ф850@600三轴水泥土搅拌桩，形式为裙边加抽条，水泥采用42.5级普通硅酸盐水泥，水泥掺量为25%，坑内以上土体水泥回掺量为8%，水灰比1.2~2.8。具体施工，如下所述：
4.2.1 测量放样
本工程的定位与放线是完全依据围护结构平面定位图来进行的，并预先设置临时控制桩，利用全站仪定时进行控制点精确性的核查，并在此基础上做好保护工作。
4.2.2 沟槽开挖
开挖采用挖机，沟槽平面位置的控制线以桩理论内边线为标准，施工人员需控制开挖深度在1～1.2m，宽度在1.2m。实际作业中，要确保文明施工，如果存在障碍物要予以及时的清理，将开挖的余土运送至指定的堆土处。
4.2.3 轴线引测
结束沟槽开挖作业后，施工人员就可以通过测量引出点对桩位平面位置加以复原，并针对搅拌桩外侧边线进行明确的标识，通常是使用麻线，同时还需要将桩位间距标注于麻线上，以此确保之后的桩机可以实现精确定位。
4.2.4 桩机就位
将桩机就位在指定位置，调节桩架，控制其垂直度的偏差小于1/300。如果作业中涉及移位，则平稳移位后还要再次核查桩位，并控制偏差在2cm内。
4.2.5 拌制水泥浆
在拌制前，施工人员应做好拌浆平台以及散装水泥筒仓的准备工作。本工程施工中所用水泥为P.O42.5级普通硅酸盐水泥，控制水灰比在1.5，搅拌时间为2-3min，浆液比重：1.37t/m3。
4.2.6 桩机钻杆下沉
搅拌中，施工人员应做到“二喷二搅”，即预搅拌喷浆下沉，喷浆搅拌提升。首先，将灰浆泵开启，按照计算要求的搅拌速度将搅拌头下沉，使注浆、搅拌、下沉三个操作协同进行。在提升到设计标高后，施工人员应持续搅拌且连续3分钟喷浆，使水泥浆与土体可以在此过程中实现完全的拌和，之后再将钻杆进行提升，直到达到设计标高。需要注意的是，施工人员在作业的过程中，应不间断的进行与下沉过程浆液的注入，以及钻杆的提升，并且控制下沉速度在0.5~1.0m∕min，提升速度在1~2.0m∕min。
5三轴水泥搅拌桩工程施工质量的保证措施
为最大程度的保证三轴水泥搅拌桩工程施工的质量，就需要工程管理人员基于施工流程，对施工的各阶段进行严格把控，从而使三轴水泥搅拌桩可以具有优质的性能，可以为工程的顺利建设提供保障。笔者认为主要可以从以下几个方面着手：
5.1 严格把控桩机的垂直度
施工人员需要在作业前全面的将地下障碍物进行清理，如果有需要回填的场地，可以采用分层法来予以填充、夯实，从而为保证三轴水泥搅拌桩的质量提供保障。同时，还要注意垂直度的控制，要控制偏差不超过1/200。
5.2 科学配置水泥浆
本工程中采用的是标准水箱，通过计算确定了科学合理的水灰比。在实际施工中，施工人员非常重视搅拌时间，在搅拌超过2-3分钟后，将拌制好的滤浆倾入集料池，然后继续持续的搅拌。因为水泥受温度以及搅拌操作等因素的影响会出现离析现象，所以施工人员必须要不间断的搅拌，不可中途停顿。
5.3 保证桩与桩的搭接效果
桩与桩间的施工不可以超过24小时。但如果由于施工现场存出现问题，导致相邻桩的施工间隔超过标准要求，在后施工桩作业中，施工人员就要调整下沉与提升速度，适当减慢，并在此过程中加大注浆量，以使该部位的加固体具有较好的承压能力。如因间隔时间超过24h的冷缝处应最少有一组搅拌桩的长度和地连墙相同，此时为避免发生地墙成槽时出现搅拌桩开裂、下沉问题，就要补一根桩在接头处外侧，借此提高止水效果。
6 SMW施工的质量控制中的常见问题及优化对策
6.1 孤石问题的解决对策
在SMW施工中，成桩作业过程中有可能会遇到孤石。对此，需要施工人员利用加水冲压的手段来提高水泥掺量。如果遇到的孤石体积较大，不能通过加水冲压加以解决，则此时可以通过与扩大桩机的配合来进行孤石的冲脱，如此即可解决孤石问题，推进施工建设的顺利进行。
6.2 垂直度问题的解决对策
如前文所述，无论是定桩还是成桩作业中，都需要施工人员对垂直度问题加强控制，一定要保证桩位定位是准确的。并且，如果施工中发生桩位不精确或是偏斜问题，则需要采用加桩等手段来对问题加以解决。
6.3 意外停机问题的解决对策
在三轴水泥搅拌桩施工时，意外停机情况较为常见。对此，需要施工人员严格依照施工的标准要求进行操作；其次，当发生停机后立即将钻杆抬高，高度以1m为宜，然后再继续进行搅拌，如此就可以有效的杜绝夹层问题的出现。
6.4 断桩及开叉问题的解决对策
一旦施工人员发现工程作业中出现了断桩及开叉问题，则要立即实行注浆，并同时通过旋喷桩来对桩体的外侧进行止水，之后再对桩体的上半部分进行封闭，此时多是使用钢板。
7.结束语
总而言之，在现阶段的建筑工程施工中，三轴水泥搅拌桩技术得到了较为广泛的应用，而本文也基于工程实例，针对具体的施工操作要点以及质量控制对策进行了说明。希望本文的论述可以为同类工程施工提供一些思路，进而更好的积累施工经验，最终实现建筑单位以及施工人员对该技术的全面掌握，推动我国建筑行业的更好发展。
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