基坑止水帷幕水泥搅拌桩施工技术

　　【摘要】：在深基坑支护工程中，止水帷幕的施工质量对基坑后续施工安全至关重要，本文结合广州白云新城基础设施工程项目—行人过街设施总承包工程桩基施工情况，对水泥搅拌桩的施工工艺作了探讨，介绍了搅拌桩施工注意事项。
　　【关键词】：地质水文条件，水泥搅拌桩，施工工艺，施工注意事项
　　【前言】：广州白云新城基础设施工程项目—行人过街设施总承包包括3条人行过街隧道的施工，分别为：横四路1号人行通道、云城西路2号人行通道、云城西路3号人行通道。本工程水泥搅拌桩主要有两个施工目的：一是形成封闭的水泥搅拌桩桩止水帷幕，二是对边坡侧壁土体进行支护前固土作用，防止坑壁土体的渗流（砂层）和坍塌（填土）。在施工该项工作中，要按设计及有关规范要求控制好搅拌桩的成桩质量和控制桩长，以满足止水帷幕的使用要求（基坑止水和地下通道施工的止水），因此要求在该项施工中最主要的是注意控制搅拌桩基础的搭接效果（主要是桩间距和桩垂直度控制）和桩底是否按要求达到要求的桩长（穿过粉砂层底）。
　　【正文】：一、工程地质水文条件
　　1、1地质条件：区域地质资料显示，场区东面白云大道南附近、北端黄石路南面；南端广园路北面分别为广从断裂、黄婆洞断裂、温泉断裂通过，同时资料显示，在新广从公路以西、广园中路以北、机场路以东、黄石路以南约9平方公里区域，白云机场核心区内灰岩基岩分布很广，岩溶现象发育，被第四纪地层广泛覆盖，为埋藏型岩溶状态。
　　1、2水文条件：根据钻探揭露，场地地下水主要赋存和运移于冲洪积成因的粉细砂〖2—3〗和中粗砂层〖2—4〗中，透水性较好，地下水较丰富，此外，人工填土层含有一定的上层滞水，由于场地强风化岩裂缝很发达，故基岩也含一定的裂隙水。场地地下水主要补给来源为大气降水和河流水的渗入。勘察期间测得各钻孔的静止水位为0.5～2.2米。B．地下水的腐蚀性：根据所取的四组水样腐蚀性分析报告，地下水化学类型为Ca2+—HC03－，按《公路工程地质勘察规范》（JGJ064－98)表D.O.7－1、表D.O.7－2，表D.O.7－3，综合评定本场地下水对混疑土的腐蚀等级为无腐蚀，防腐等级为常规，但环境介质（水、土）对混疑土会产生物理性腐蚀。
　　
　　二、施工设计要求
　　2、1本工程基坑止水方式为φ600水泥搅拌桩止水，搅拌桩桩间搭接长度15cm。采用四搅四喷法施工：水泥掺入比为13％～15％(每米桩体水泥用量约55～60kg)。
　　三、施工工艺
　　3、1施工准备
　　①依据设计图纸，做好开工前技术交底工作，细心领会设计意图。
　　②水泥搅拌桩施工前，应使用管线探测仪探明桩位范围是否遗留地下管线，如有遗留应予以迁移；同时清理地面及空中障碍物，以利施工安全。当场地过软不利于搅拌机行走或移动时，应铺设粗砂或细石垫层，不得用粗粒碎石铺填。
　　③开挖排水沟网，便于及时疏干雨水等，保持一个较为干燥的工作面。
　　④按布桩图进行现场测量放线，定出每一个桩位，并做出明确标示；基线、水准基点等应复核测量并妥善保护。
　　⑤正式开工前，对搅拌桩进行现场成桩试验，确定提升速度、下沉速度、每米喷浆量、喷浆速度和压力等参数进行试验，以确定最佳的施工工艺，并对桩身取样对强度进行检测，保证搅拌桩桩身强度不小于设计值。
　　⑥搅拌机采用符合设计要求类型的搅拌机，配置相应的起吊设备及导向、量测、固化剂制备等系统。本工程选择GPP-5B型桩机，该类型桩机是一种适合多种地基加固方法的施工机械，所施作的搅拌桩桩身质量稳定。
　　3、2施工工艺流程
　　①定位：深层搅拌机到达指定桩位，对中。当地面起伏不平时，采用搅拌机的液压平衡装置使起吊设备保持水平。
　　②预搅下沉：待深层搅拌机的冷却水循环正常后，启动搅拌机电机，放松搅拌机吊索，使搅拌机沿导向架搅拌切土下沉，下沉速度可由电机的电流监测表控制。工作电流不应大于70A。如果下层速度太慢，可从输浆系统补给清水以利钻进。
　　③制备水泥浆：待深层搅拌机下沉到一定深度时，即开始按设计确定的配合比拌制水泥浆，待压浆前将水泥浆倒入集料斗中。
　　④提升喷浆搅拌：深层搅拌机下沉到设计深度后，开启灰浆泵将水泥浆压入地基中，并且边喷浆、边旋转，同时严格按照设计确定的提升速度提升深层搅拌机。
　　⑤重复上、下搅拌：深层搅拌机提升至设计深度的顶面标高时，集料斗中的水泥浆应正好排空。为时软土和水泥浆搅拌均匀，可再次将搅拌机边旋转边沉入土中，至设计加固深度后再将搅拌机提升出地面。
　　⑥清洗：向集料斗中注入适量清水，开启灰浆泵，清洗全部管路中残存的水泥浆，直至基本干净。并将粘附在搅拌头的软土清洗干净。
　　⑦移位：将机移至下一桩位，重复上述步骤。
　　水泥搅拌桩施工流程示意图：
　　
　　3、3搅拌桩的搭接施工
　　搅拌桩的搭接以及成型搅拌桩的垂直度补正是依靠搅拌桩单孔重复套钻来实现的，以确保搅拌桩的隔水帷幕作用。搅拌桩采用跳槽式双孔全套复搅式施工如下图所示。
　　
　　四、施工注意事项
　　①施工前应丈量钻杆长度，并标上明显标志，以便掌握钻入深度，复搅深度。同时施工中控制钻机下钻深度、喷粉高程及停灰面，确保水泥搅拌桩长度。
　　②为保证水泥搅拌桩桩体垂直度满足规范要求，在主机上悬挂一吊锤，通过控制吊锤与钻杆上、下、左、右距离相等来进行控制。
　　③水泥搅拌桩机就位准备好后，即开始按设计配合比拌制水泥浆。水泥浆不能离析，水泥浆要严格按照设计的配合比配置，水泥要过筛。为防止水泥浆离析，可在灰浆机中不断搅动，待压浆前才将水泥浆倒入料斗中。
　　④第一次下钻时为避免堵管可带浆下钻，喷浆量应小于总量的1/2，严禁带水下钻。第一次下钻和提升时一律采用低档操作，复搅时可提高一个档位。每根桩的正常成桩时间应不小于40分钟，喷浆压力不小于0.5MPa。
　　⑤为保证水泥搅拌桩桩端、桩顶及桩身质量，第一次提钻喷浆时应在桩底部停留30秒，进行磨桩端，余浆上提过程中全部喷入桩体，且在桩顶部位进行磨桩头，停留时间为30秒。
　　⑥施工时应严格控制喷浆时间和停浆时间。每根桩开钻后应连续作业，不得中断喷浆。严禁在尚未喷浆的情况下进行钻杆提升作业。储浆罐内的储浆应不小于一根桩的用量加50kg。若储浆量小于上述重量时，不得进行下一根桩的施工。
　　⑦在成桩过程中，凡是由于电压过低或其他原因造成停机，使成桩工艺中断的，为防止断桩，在搅拌机重新启动后，将水泥搅拌叶下沉半米再继续成桩。
　　⑧搭接施工的相邻桩的施工间歇时间应不超出10~12小时。
　　⑨现场施工人员应认真填写施工原始记录，记录内容应包括：施工桩号、施工日期、天气情况；喷浆深度、停浆标高；灰浆泵压力、管道压力；钻机转速；钻进速度、提升速度；浆液流量；每米喷浆量和外掺剂用量；复搅深度。
　　五、质量检测
　　①成桩施工期的质量检验包括机械性能、材料质量、掺合比试验等资料的验证，以及逐根检查桩位、桩长、桩顶高程、桩身垂直度、桩身水泥掺量、上提喷浆速度、外掺剂掺量、水灰比、搅拌和喷浆起止时间、喷浆量的均匀度、搭接桩施工间歇时间等；
　　②成桩7天后，采用浅部开挖桩头（深度宜超过停浆面下0.5m），目测检查搅拌的均匀性，测量成桩直径，检查量为总桩数的5%。
　　③成桩后3天内，可用轻型动力探测（N10）检查每米桩身的均匀性。检验数量为施工总桩1%，且不少于2根。触探击数不少于10击。
　　④成桩28天后，按0.5%频率或每一工点不应少于3根采用钻孔取芯法对其进行终检。
　　【结束语】：为确保水泥搅拌桩的施工质量，以满足止水帷幕的使用要求；在施工过程中要加强监督管理，实行全天侯、全方位旁站，特别是注意控制搅拌桩基础的搭接效果和桩底是否按要求达到设计桩长（穿过粉砂层底）。
　　【参考文献】：
　　广东省建筑设计研究院：白云新城核心区市政道路工程横四路1号，云城西路2、3号人行通道施工图设计号：07-131（17-3）
　　《建筑基础支护技术规程》JGJ120-99
　　《广州地区建筑基坑支护技术规定》GJB02-98

《基坑止水帷幕水泥搅拌桩施工技术》

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