王虓

机施五分

【摘要】 随着沿海软土地基深基坑工程发展，桩径为1000mm，深度超过30m的大直径超深三轴搅拌桩技术成为深层承压水控制的有效措施。通过工程实例介绍 了大直径超深三轴搅拌桩在深基坑工程中的应用。阐述了大直径超深三轴搅拌桩的施工工艺、施工要点和质量控制措施。结合上海地区的工程实例进行了说明，验证了大直径超深三轴搅拌桩技术的可行性和可靠性。

【关键词】 大直径；超深；三轴搅拌桩；先导孔；止水帷幕；深基坑

1 引言

随着上海城市地下空间开发利用深入发展，围护结构的设计与施工工艺也得到了很大程度的发展，目前越来越多的地下项目为获得更大的地下室面积采用了围护结构作为永久地下室结构的设计，由于三轴搅拌桩止水帷幕具有施工周期短、工程造价低、适应土层广、抗渗性能好等优点，因此在虹桥商务区08地块D23街坊便采用了桩径为1000mm，深度达到38m的三轴搅拌桩作为止水帷幕。因此解决大直径超深三轴搅拌桩止水帷幕的施工成为了当务之急，通过引进大功率单轴钻孔机、DKZ-1000型三轴搅拌机、JB160A桩架及整套施工技术，为复杂地层开发大直径超深三轴搅拌桩技术创造了条件。

2 大直径超深三轴搅拌桩施工技术

2.1 施工设备

    主要设备有：JB160A型步履式桩机、DKZ-1000型三轴搅拌机、大功率单轴钻孔机、BW-200压浆泵、12m3空气压缩机及自动拌浆系统等。

2.2 施工技术

2.2.1 预钻先导孔施工

    适用于N 值在30 击以上的非常紧密的土质和N值在30 击以下，但混有Ф100 mm 以上砂砾的土质。进行超深三轴搅拌桩施工时，需先用装备有强力减速机的单轴全螺旋钻孔机按下图所示预先钻出a1，a2， a3,…孔，使地基有一定的松动并将石块等粉碎，然后再用三轴搅拌机将a1，a2，a3,…孔连接起来，形成连续的超深三轴水泥土地下连续墙体。

2.2.2 大直径超深三轴搅拌桩施工

常规超深三轴搅拌桩施工采用的是连续加接钻杆的施工工艺，由于虹桥商务区08地块D23街坊采用的是桩径为1000mm的三轴搅拌桩，普通的连续加接钻杆工艺很难适用。因此，通过对原有设备的改进，采用了JB160A型桩机配备DKZ-1000型三轴搅拌机进行成孔，无需再进行钻杆的加接，能够有效减少加接钻杆对成桩垂直度的影响，同时能大大加快施工进度。

2.3 施工流程

2.3.1 预钻先导孔施工流程

2.3.2 大直径超深三轴搅拌桩施工流程

3 大直径超深三轴搅拌桩施工要点

3.1 预钻先导孔

3.1.1 施工参数

预钻先导孔主要起到的是搅松土体的作用，为防止对土体的过大扰动对后续三轴搅拌桩施工时地基稳定性的影响，因此在预钻先导孔中除了额外掺入水泥及粉煤灰，加强其强度，具体配浆参数如下:

同时在预钻先导孔施工时需严格控制桩架垂直度，采用2台经纬仪同时对桩架垂直度进行校验，从而确保后续三轴搅拌桩施工的垂直度。

3.2 三轴搅拌桩施工

3.2.1 地耐力

本工艺采用一次性成孔施工，因此三轴搅拌桩架高达45m，在施工前应先进行场地平整，修筑施工便道、清障；遇暗浜、暗塘或低洼地等不良地质条件时，应采取抽水、清淤、回填素土并分层夯实；同时根据需要采用钢板或路基箱对原有路面进行加固，增强地耐力。

3.2.2 测量、定位

根据三轴水泥土搅拌墙的轴线开挖导向沟、铺设钢板，在沟槽边放置搅拌桩定位型钢，并应在定位型钢上标出搅拌桩位置。超深三轴搅拌桩施工时桩位应对中，在成孔施工前需采用2台经纬仪对桩架进行垂直度校验，以确保成桩达到1/250 的垂直度。

3.2.3 试成桩

施工前应进行试成桩，确定各项技术参数，成桩工艺和步骤，土性差异大的地层，需根据地质报告验证分层技术参数。根据试成桩结果，对于砂层土可采用增加复搅次数加强其强度。

3.2.4 施工冷缝

施工时应避免出现施工冷缝，如相邻幅施工间隔超过24小时，则需采用如下方式对冷缝进行加固。

3.2.5 应急措施

超深三轴搅拌桩施工，由于其施工时间长，钻杆扭矩大，动力头功率大等原因，容易由于用电量不足、电压不稳等情况导致动力头失去动力，因此现场必须配备用发电机组，在供电不正常的情况下，可及时恢复供浆、压气、正常搅拌作业，避免延误时间造成埋钻事故。

4 大直径超深三轴搅拌桩质量控制

4.1 测量定位

搅拌桩桩机就位后应复测桩位，如有误差或偏位必须调整桩机重新就位，只有桩位对中准确无误，且桩机保持垂直度偏差≤1/250，方可进行搅拌桩施工。

4.2 垂直度控制

在成桩过程中严格控制钻杆的垂直度，防止成桩时与相邻幅出现“开叉”，通过机身悬吊铅垂及2台经纬仪组合校正及桩架自身仪表盘控制器垂直度。

4.3 拌浆系统控制

严格控制自动拌浆系统的各项参数，包括水泥浆配比、气压和浆压等，各项参数输入系统后不得随意更改。

4.4 下沉、提升速度控制

严格控制下沉和提升速度，并保持匀速下沉或提升。注浆泵流量控制应与超深三轴搅拌桩下沉（提升）速度相匹配。在无特殊情况下，超深三轴搅拌桩施工必须连续不间断的进行。施工时如因故停浆，应在恢复供浆前将钻头提升或下沉0.5 m 后，再喷浆搅拌。

5 工程实例

5.1 工程概况

虹桥商务区08地块D23街坊基坑总面积约41300m2，基坑总延长约900m，开挖深度约为17.0m。周边围护体采用灌注桩排桩围护墙结合外侧三轴水泥土搅拌桩止水帷幕，止水帷幕为Φ1000@750三轴搅拌桩采用套接一孔法施工，深38m，深入⑤2 层砂质粉土。

5.2 施工策划

根据原有设计建议，采用预钻先导孔配合连续加接钻杆的施工工艺，但考虑到本工程采用Φ1000@750三轴搅拌桩，因此连续加接钻杆可能产生垂直度较难控制及施工埋钻等问题。

因此最终采用了JB160A型桩机配大功率单轴钻孔机进行先导孔施工，而后采用DKZ-1000型三轴搅拌机进行一次性成孔的工艺进行施工。

5.3 实施情况

5.3.1 预钻先导孔

    预钻先导孔打设深度为38m，以下为具体施工参数：

三轴搅拌桩止水帷幕深38m，由于基坑西侧土层⑤2埋深较浅，且厚度较厚，因此在该段三轴搅拌桩施工时底部20m额外进行了复搅，从而加强了其底部强度及抗渗性能，以下为具体施工参数：

由于基坑降水引起的地面沉降、管线损坏等事故时有发生，而超深三轴水泥土搅拌桩是一条可有效截断或部分截断承压水层与深基坑水力联系的可靠途径。本文详细介绍了大直径超深三轴水泥土搅拌桩的施工工艺、要点及质量控制措施；并结合其在上海虹桥商务区工程实例中的应用，对其在解决超深基坑开挖工程中承压水问题方面的适用性有了更进一步的认识。工程实践表明：大直径超深三轴水泥土搅拌桩在今后深基坑中的应用有其较高的推广价值。

【参考文献】

⑴ DB/TJ08–61–2010 基坑工程设计规程[S]. 2010. (DB/TJ08-61-2010);

⑵ 孔德志. 劲性搅拌桩性能分析与理论研究[D]. 上海: 同济大学, 2004;

⑶ 刘国彬, 王卫东. 基坑工程手册[M]. 北京: 中国建筑工业出版社, 2009;

⑷ 型钢水泥土搅拌墙技术规程 JGJ、T199-2010下载本文