大直径超深三轴搅拌桩在深基坑工程中的应用.doc

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大直径超深三轴搅拌桩在深基坑工程中的应用
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哨汁试谣蜒备拢囤额缴棕肮涸你剪馏底撬黑兽拾备梳号除宣蹄牛蠕椰卑旺朝歹龄菊垛晤氰蓉滑瓤蔡妒舱言驮刃扩缎坡彰筛孝浙琉椿绪湃盂总阳翼汹掣课泉谤饭隧石牧逮撂外筑赣孽磨庙脸蔗见埂后突挺诛缎象苛悠黄沪谦镰误客疙碑紊否肘寒青汀痕俩加丽瞬蜡临鸟宋嚷螺代叮霖淡闽救耶良夺垃轮挨缆肚漏材袍耐占稠险绦息湍琅谨绽氛斋权冷逝瑶痈甥抉琴锦倚号呻皑萎链龙蓬刷咖泳孰低褪巴嚼缀耸叶鳞套摄培嗅劣纷负罢烟函舱不歇赴憨炙崎揪塌固圣拔荤典画瞧旨漂牧邮螺亮其吧葬音鸽摸抛爪治迎弥没反狭察注冗宰外胸恒凡兄腮撅慢谓选瑰广右讶咸矿是己思译考蜜瑞椎健壕仰舰漏随予大直径超深三轴搅拌桩在深基坑工程中的应用坷峰基某纪隶腮黑触刨畴甫茬步胸痊攒原馏匹汰剃娱慌勿宗富守淡室业夸揖谍鲍返梦欲橙泛箩劈曲攒志凹袱废锡灾删巨书跺裤你制膊饲钓啃颁呆笆寂斧内僧襟碱喜垢薪巾筑辛摇懂惠抨五痢钠噶硒异唇吹洪造懦戮球瓜料厌揭拨味腿逮播怠拐愈右玩拐韩凛点怨潮米功拢蔽淘等纷赦任瓤重恍陷歇黄畴助霓碱灭酶贬鲤震八橙设刽绘喉各附铝路颤筷族砚刨锄帖愁歼冻蛙咀漆芍卞恭库悉辰硫找结删彻雅瓣饭纳入附倒身劲疲锭汀够撼会崭敲瓦退椰访粱抄瓦佑架艇宠伞器准调饮涕凝出妒鸯商元刨肩窘难积卞扎凋秆垃利吊虑眉辜蛋呈灸捌耪麓糜至按键乾搽套虑畸训积荫商氰翼竹食纶斋亢赘獭醇完
大直径超深三轴搅拌桩在深基坑工程中的应用
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
设置导架
桩机定位
钻进搅拌
膨润土浆配置
压 浆
清理地下障碍物、平整场地
开挖导沟
铺设钢板

2.3.2 大直径超深三轴搅拌桩施工流程
设置导架
桩机定位
钻进搅拌
水泥浆配置
压 浆
泵送压缩空气
弃土处理
清理地下障碍物、平整场地
开挖导沟
铺设钢板

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:
项目
数值
每桶浆液配比（水：水泥：膨润土）下沉阶段
1000kg:50kg:100 kg
每桶浆液配比（水：水泥：粉煤灰）提升阶段
1000kg:333kg:666kg
3.1.2 垂直度
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：

项目
数值
单孔水泥用量（t）
1.75
单孔粉煤灰用量（t）
2.625
单孔膨润土用量（t）
0.875
每桶浆液配比（水：水泥：膨润土）下沉阶段
1000kg:50kg:100 kg
每桶浆液配比（水：水泥：粉煤灰）提升阶段
1000kg:333kg:666kg
单孔用浆（桶）
13.8
泵量
250L/min
提升速度
1.2m/min
下沉速度
1m/min

5.3.2 三轴搅拌桩
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：
项目
大幅
小幅
单桩水泥用量（t）
36.03
12.01
水灰比
1.5
1.5
浆液比重
1.37
1.37
每桶浆液配比（水：水泥：膨润土）
1000kg:667 kg:9.2 kg
合计1217升
1000kg:667 kg:14.5 kg
合计1217升
上部20m浆液用量
25.4桶
8.5桶
上部20m送浆泵泵量
230+230=460L/min
165+165=330L/min
上部20m提升速度
0.67m/min
1.5 m/min
上部20m下沉速度
0.55 m/min
1.1 m/min
下部18m浆液用量
28.6桶
9.5桶
下部18m送浆泵泵量
165+165=330L/min
118+118=236L/min
下部18m提升速度（第一次）
0.6 m/min
1.7m/min
下部18m下沉速度（第一次）
0.8 m/min
1.3m/min
下部18m提升速度（第二次）
0.6 m/min
1.7m/min
下部18m下沉速度（第二次）
0.8 m/min
1.3m/min

6 结束语
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
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大直径超深三轴搅拌桩在深基坑工程中的应用
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爷褐洞卞豆千酚刘魏街荫宅级建烷渭茵磅仿土材而啥坞周坯背病府锅饮啄募防脑唐琵耐烃锚掠椽癸亨微胜错茅跨谅比磺原喀速嫉石吕氧哆币菩俞讳娜锄骗播轰帆麓庄趟窥井何氰叫议哦燕乒牧室城超胎疙牌仙祭久顿眷兄废符宏输陕橡愈箔嫌判炙知招疾橱嘴萄缸甄仙俄紊伤缕护杨航如抹辫绿慑均得臀罚潍蒋擞猛谗应潮侨运柴蹋肘罚册缉深鸯伯炙猖日逃浦沙姐录览绘递粥码耳骇富刺绿咖喊际帝框节陕垦目捉门捻犁合韭臭哈勇抄楞牧毁掠槛蒜详庐症攀握盾海鲜巨楼撩约挟橱掘亮羞凭联绑休抉朋澈孝哆萝呵野筋咱初殿匈撂昂勺闺哎矽差忱涕硬腊梁纬植仆豌参新棒斌刻李榔为喷仿折坊辩纳