张国耀
中国建筑第八工程局有限公司总承包公司 上海 200135
摘要：深基坑支护施工是建设工程施工中关键重要环节，在深基坑支护施工中，一般采用三轴水泥搅拌桩作为基坑止水帷幕，其施工质量对工程的整体质量和周边既有建（构）筑物的稳定性有着直接的影响。本文结合南京中建G02地块项目实例，对该工艺的重难点、施工流程、技术要点进行分析。实践表明，三轴水泥搅拌桩的应用可以有效地保证基坑的稳定性，值得推广。
关键词：深基坑；支护设计；三轴水泥搅拌桩；施工技术
1工程概况
南京中建G02地块项目，位于南京市浦口区康华路自来水厂旁，东侧为规划道路，南至珠泉路，西至合宁高速，北至康华路。本工程项目的开挖深度为7.8m，基坑的周围应用三轴深层搅拌桩作为围护。工程项目一共计划设置365根灌注桩，其中77根桩直径为800@1000mm，262根桩直径为900@1100mm，28根桩直径为1000@1200mm，围护灌注桩螺旋箍为HPB300级8@200，加强箍为HRB400级2跟14@2000，主筋均为14根HRB400级25（直径1000mm围护灌注桩主筋为26根HRB400级25），混凝土超灌不小于1倍桩径，桩顶嵌入圈梁50mm，主筋锚入圈梁750mm。止水帷幕三轴搅拌桩桩径Φ650@900，桩长18m～19.5m，桩数447根水泥掺量为20%。
为了减小管桩挤土效益，基坑南侧及西侧在2016年12月28日后未施工的止水帷幕，暂停施工，三轴桩基退场，剩余部分应用双轴搅拌桩机进行双排套接施工，桩体间距控制为50cm，桩长同三轴搅拌桩设计桩长，水泥掺量为15%，水灰比控制在0.45～0.55之间。在已经完成的止水帷幕处进行搅拌桩搭接施工，采用“四搅二喷”施工工艺。
2工程施工重点分析及应对措施
2.1三轴搅拌桩下钻速度和压力控制
根据地质勘察报告，杂填土，土壤疏松。上部主要为混凝土和砖块，下部为粉质粘土，在下钻过程中容易卡钻，喷浆不均匀。在该地层施工过程中受力不均匀，会导致下钻速度和压力难控制。针对这一地层的特殊性，分别采用以下控制措施：⑴采用跳打方式进行施工。⑵减小喷浆压力。⑶在搅拌或旋喷在该地层时，适量添加粉煤灰。⑷加快提升速度。
2.2三轴搅拌桩施工过程中易夹泥和容易造成缩孔
本工程粉质粘土层，易发生缩颈及夹泥现象，因此，缩颈与夹泥的控制是本工程一个重点。控制措施：采用增大喷嘴的喷射半径和适当的加搅拌叶片，通过换抵挡来降低提升速度，从而保证在施工过程中的孔径，确保了成桩效果，达到更好的止水目的。
3基坑支护设计
本基坑长133.4m，宽98.4m，周长393.2m，面积约11363.8㎡，场平（含清淤换填、清障）后现场除施工道路外平均绝对标高+7.41m，工程在进行基坑设计时，将绝对标高设计为-0.4m，同时将支护结构的安全等级设为二级。整体围护形式如下：应用一层混凝土和灌注桩进行支撑；基坑外侧采用三轴深层搅桩套接施工进行止水，内部设置管井排水；坑内需加固部位应用双轴搅拌桩形式，在工程项目的北侧位置，考虑到自来水厂局部位置需要加强保护工作，应用高压旋喷桩形式。
基坑开挖深度7.81m,局部集水坑、电梯井区域加深1.5m、2.0m、3.4m，支撑以上首层土在支撑施工前出土完成，土方量总共为90000m3左右。同时在坑内设置如图1所示的水平支撑，并搭设基坑栈桥。
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图1支撑栈桥平面布置图
4三轴水泥搅拌桩施工技术
4.1三轴搅拌桩施工工艺
4.1.1开挖沟槽
在进行沟槽开挖时，应以测量时放出的控制线为基准，采用挖掘机开挖，及时清理开挖余土，保证后续施工顺利进行。
4.1.2设置导向定位型钢
将2根定位型钢沿着平行沟槽方向放置，然后对其进行固定，定位型钢示意图见图3。
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图3定位型钢示意图
4.1.3桩机就位、校正
在机器就位前由当班班长进行指挥并应检查桩的就位情况，如发现障碍物，应及时排除障碍物，确保桩机平稳就位。在桩机移动到指定位置后，应检查其定位的情况，如果发现定位问题应及时做出调整，保证桩架垂直度在1/250以上。然后应用经纬仪、铅锤等工具校直钻杆，使钻杆的垂直度偏差控制在1/250范围内。
4.1.4成桩
配制水泥浆液时，应保证其搅拌时间在2min以上，然后对其做滤浆操作，将过滤后的水泥浆液倒入存浆桶之中，并对之做不断的搅拌处理，储存期间避免水泥产生离析，因此应连续进行灌浆施工，不能在施工过程中出现中断的情况。喷、搅施工应用一次往返喷搅工艺，配制水泥浆应分为下沉和上升两个阶段喷完，分别用量占比为60%、40%，施工示意图如图4所示。
在成桩施工中，先进行预搅下沉施工，打开搅拌机，进行搅拌和切割施工处理，并用砂浆泵将水泥浆压入基础。在达到设计深度要求之后，再逐渐开始向上提升，同时保持水泥浆液压入，直到地面完成一个施工单元。在完成一个施工单元后应及时对管路进行清洗，最后关闭搅拌机以及灰浆泵，移到下一个桩位，重复施工。
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图4成桩示意图
4.1.5三轴搅拌桩施工要点
本工程项目在对三轴水泥搅拌桩进行施工时，一次搅拌工艺的应用应保证施工前水泥与原状土搅拌均匀，下沉与提升过程采用喷射混凝土搅拌法，且注意控制钻具的钻进和提升速度，保持匀速状态，同时在钻进或提升的过程中，注意根据土质类型控制搅拌速度，在粘性土层中速度控制在0.6m~0.8m/min范围内，在粉土、砂性土层中将速度控制在1.0~1.2m/min范围内。在位于桩底的位置处，应进行重复搅拌注浆施工，此外应观察周边地基情况，不能引起周边地基下沉。
在进行搅拌桩施工时，必须注意监测基坑周边的情况，如：沉降量、位移量等，然后根据监测到的数据资料对搅拌桩施工的注浆压力、注浆速度等进行控制。在进行桩施工的过程中，应采用错开搭接施工方式，相邻两桩的施工时间间隔应控制在24小时内。当搭接时间过长，会导致搭接不能顺利进行或造成搭接质量问题，应将其作为冷缝进行记录，然后由监理人员、设计人员现场检查确认，然后针对该位置做补救处理。在施工过程中，如果拌制的浆液搁置时间超过2h，严禁将其再使用到工程之中。同时在施工中还应注意控制桩的垂直度（＜1/990）、桩位偏差（≤50mm）、桩底标高偏差（-50mm~﹢100mm）以及桩径偏差（±10mm）等.
4.2三轴搅拌桩施工技术
4.2.1三轴搅拌桩施工过程中，水泥浆的灌注应与搅拌钻孔和提升同时进行，且注意控制搅拌速度和水泥掺量，此次工程依照设计规范将水泥掺量控制为20%，同时在钻进过程中根据土层情况控制搅拌速度，保证整体搅拌速度处于匀速状态。在桩的底部位置处注意进行适当的复搅注浆，同时在成桩施工中做好记录工作，有效保证成桩质量。
4.2.2在施工现场搭设专门的施工平台拌制泥浆，在正式施工前进行搅拌，同时在进行钻进施工之前做好技术交底方面的工作。本次工程项目施工应用的是PO.42.5级普硅酸水泥，具体拌制标准以试块的报告作为参考标准。
4.2.3施工工艺参数的控制
三轴搅拌桩试验时严格记录好各项施工参数，通过比较，获取最优施工参数。大面积展开施工时须严格按照前面试验所获取的最优施工参数进行。试块制作后，进行编号、记录、养护，到龄期后，送实验室做抗压强度实验。
4.2.4确保桩身强度和均匀性
为保证桩身的强度达到要求，主要可从以下几点进行控制：（1）对浆液的水灰比、掺量进行控制，使其满足设计的要求；（2）对下沉速度进行有效控制，同时保证搅拌的均匀性，确保原状土能够在搅拌过程中与水泥浆液充分混合；（3）水泥浆应严格按配合比进行配制，不能出现离析的现象，同时在将之倒入存浆桶前应充分搅拌180s时间；（4）在进行注浆施工时应保证其连续性，不能出现注浆中断的情况；（5）当出现管道堵塞的情况后，应当立即停止注浆泵、搅拌钻机，待处理完成之后将搅拌钻机做适当提升或下沉，然后维持10-20s搅拌时间后恢复正常施工，避免出现断桩的情况；（6）在施工中外溢的泥土应及时运离现场。
4.2.5水泥控制措施
（1）应做好应用水泥的质量控制，采取单车验收方式，如果为散装水泥，应及时收集磅单，并以此计算出净重，以保证水泥用量得到控制，另外要求水泥供应车辆随车提供质量证明书，水泥进场前应送检；（2）在制水泥浆液时，应依照每桶所需浆液多少进行对应数量的控制，并安排专门人员对供浆情况进行记录；（3）完成浆液配制工作。依据相关公式计算出三轴搅拌桩单根桩所需要的水泥用量，然后予以对应的水泥量配制。
5结语
三轴水泥土搅拌桩施工技术在基坑支护施工中的应用。该技术的应用不仅提高了深基坑开挖过程中的止水效果。三轴水泥土搅拌桩作为一种可靠稳定的基坑支护技术，其施工周期短，施工效果良好。通过对施工过程中的技术要点和管理方法的评价，发现三轴搅拌桩的基坑支护稳定可行，值得推广应用。
参考文献：
［1］《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-2012）；［S］
［2］《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）；［S］
［3］《软土地基深层搅拌加固法技术规程》；YBJ225-2001［S］
［4］邴孝立.基坑支护工程项目中的三轴水泥搅拌桩施工技术.［J］.工程建设与设计，2020(09)：215-217.