三轴搅拌桩围护截水方案的具体设计采用双排三轴搅拌桩止水帷幕, 止水帷幕选用Φ850@1 200 mm三轴搅

拌桩, 施工过程中对测量定位、水泥掺入比、搅拌下沉上升速度、冷缝等严格控制, 经检测成桩质量符合

规范和设计要求。地下工程施工期间, 地下围护结构止水状况良好, 保证地下工程安全施工, 可以为后期

类似深基坑作业三轴搅拌桩围护施工积累宝贵的经验。

1 工程概况
项目位于苏州市姑苏区西环路, 总建筑面积90 260 m2, 地下2层, 建筑总高度98.7 m, 地下室最大开挖深

度达12 m, 属一级基坑。项目周边关系如表1所示。

表1 项目周边关系及地下管线调查统计     下载原表

 表1 项目周边关系及地下管线调查统计
1.1 工程地质条件
项目位于市区内, 原有建筑已经拆除, 场地比较平坦, 具备较好的施工条件。基础持力层为粉质黏土层,

土质密实, 工程特性较好。

(1) 填土:杂色, 稍密～松散, 主要成分为碎石、碎砖等建筑垃圾, 夹有少量黏性土, 原道路表层为15 cm

左右厚的砼, 下部以碎砖石、灰渣为主, 底部局部夹有少量灰黑色淤泥及生活垃圾, 静力触探孔在施工时

部分孔进行人工引孔。层厚0.40～3.90 m, 层底标高-1.06～2.97 m, 该土层场地内多有分布, 压缩性极不

均, 工程特性差。

(2) 粉质黏土:灰色, 软塑～流塑, 层厚0.80～15.80 m, 层底标高-40.70～-22.36 m, 该层场地内局部缺

失, 压缩性中等, 工程特性一般。

(3) 黏土:暗绿色～灰绿色, 可塑～硬塑, 均质致密, 下部夹有灰黄色条纹, 层厚1.20～3.90 m, 层底标高

-26.11～-24.28 m, 该层场地内局部缺失, 压缩性中等, 工程特性良好。

(4) 2号粉质黏土:灰绿～灰黄色, 可塑, 局部粉粒含量偏高时呈软塑, 含少量钙质结核。层厚1.40～8.20

m, 层底标高-36.41～-28.70 m。该层场地内大多有分布, 压缩性中等, 工程特性较好。

(5) 粉土:灰绿色～灰黄色～灰色, 饱和, 中密～密实, 上部夹有薄层粉质黏土, 含云母碎屑, 层厚1.70～

9.40 m, 层底标高-38.77～-36.84 m, 该层场地内局部缺失, 压缩性中等偏低, 工程特性良好。

1.2 水文地质条件
(1) 地表水。拟建场地区域地表水主要为场地东侧及南侧河道 (河道与西侧京杭大运河连通) 中水, 勘察

期间测得河道水面标高为1.35 m, 河道水深在1.20～4.00 m之间, 淤泥厚度在0.50 m左右。

(2) 地下水。潜水主要赋存于1杂填土、2素 (回) 填土 (黏性土为主) 层中。微承压水主要赋存于粉土夹

粉砂、粉砂、粉质黏土夹粉砂层中, 稳定水位标高在1.07～1.20 m。

第I承压水主要赋存于粉土层中, 其富水性及透水性均较好, 该层埋深在自然地面30 m以下, 其上有较好的

隔水层2号粉质黏土、粘土、2号粉质黏土层, 具有相对较好的封闭条件, 对本工程基本无影响。据我院区

域水文地质资料, 承压水同样呈现气候型动态特征, 其常年稳定水位标高在-2.70～-3.00 m之间, 变化幅

度很小, 年变幅0.50 m左右。

1.3 围护形式概述
基坑支护采用钻孔灌注桩配合双排三轴搅拌桩, 外加一道钢筋混凝土支撑坑内管井疏干支护方案:止水帷幕

选用Φ850@1 200 mm三轴搅拌桩, 采用套接一孔法施工, 其中内排三轴搅拌桩Ф850@1 200。[1]有效桩长

28.5/32 m, 内插6 000@500 mm钢管, 上部200 mm厚混凝土压顶, 共计413幅;外排三轴搅拌桩Ф850@1 200,

有效桩长22.5/24.5 m, 上部200 mm厚混凝土压顶, 共计417幅。水泥采用P.O42.5级普通硅酸盐水泥, 水泥

掺入量为20%, 水灰比应严格控制在1.2～1.5之间, 水泥土搅拌桩桩体28天无侧限抗压强度不小于0.5 MPa,

墙体抗渗系数小于10～7 cm/sec, 膨润土掺量为5%～8% (质量比) 。

2 止水帷幕施工工艺
2.1 工艺流程
本工程止水帷幕采用双排三轴搅拌桩, 内外排三轴搅拌桩搭接200 mm。采用ZKD85动力头配备JB160型及

SF808型打桩架进行作业。为了确保三轴搅拌桩的成桩质量, 施工前进行相关试验, 确定水泥的掺入比等相

关工艺条件。三轴搅拌桩帷幕采用“一喷一搅”工艺。

2.2 工艺步骤及开挖要求
(1) 测量放样。根据建设方提供的地下室外墙轴线、水准点, 严格按照设计图进行桩位中心轴线定位放样

及高程引测工作, 作好轴线控制点标志, 并将基坑的转角等特殊部位采用木桩标记好。

(2) 开挖沟槽。为满足三轴搅拌桩的施工条件, 保证施工的顺利进行, 开挖前需要用0.6 m3挖机开挖1 000

×1 000 mm搅拌桩槽沟进行边线测放。开挖的同时, 清除沟槽内垃圾和土体。

(3) 障碍物清理。施工前根据地质勘查报告和物探报告, 对施工区域地下障碍物进行清理, 以满足施工条

件和施工的连续性。[2]

(4) 设置导向定位线、分幅。按照设计要求设置导向定位线、分幅。特别注意的是转角处采用“十”字接

头的形式, 即在接头处两边都多打出半幅桩, 以保证转角处的止水效果。

(5) 桩机就位。由当班机长统一指挥桩机就位, 桩机就位前应对桩机行走路线上的场地进行平整压实, 铺

设路基板, 保证行走场地耐力大于100 kPa, 以满足大型机械施工承载力的要求。桩机就位后应校正、复核

桩机底盘水平度和钻塔导向架的垂直度。

桩机就位应平稳、平正, 并用线锤从互相垂直的两个方向对龙门立柱垂直定位观测以确保桩机的垂直度,

立柱导向架的垂直度偏差应小于1/250, 施工过程中经常进行观测, 如发现垂直度偏差较大应及时纠正, 符

合要求后才可以进行钻孔施工。

每幅桩施工前以中间钻杆上的中心点对准导向定位线上的分幅标记, 以螺旋叶片外缘切上施工线为标准,

三轴水泥搅拌桩桩位定位偏差应小于1 cm。桩机就位完毕后再进行桩位复核, 偏差值不应大于5 mm。

(6) 制备水泥浆液。在施工现场搭建拌浆施工平台, 所有作业人员必须按要求进行作业。计量工具要进行

标定合格后方可投入使用。拌浆时间不少于2分钟, 现拌现用。因故搁置超过2小时以上的拌制浆液, 应作

为废浆处理, 严禁再用。膨润土掺量严格控制, 保证膨润土掺量不少于8%。水泥、水、膨润土投放要严格

计量并如实记录, 对材料投放量应经常进行检查。

(7) 成桩和注浆。定位后开动桩机使钻头下沉, 同时喷浆、喷气切割搅拌土体。到达设计桩底标高后重复

搅拌注浆, 随后钻头提升, 水泥浆液同时注入。

施工中必须控制好钻具下沉及提升速度, 结合地质条件及施工经验, 钻机钻进搅拌和提升速度控制在0.6～

0.8 m/min, 在桩底部分重复搅拌注浆。下沉与提升时间应详细记录, 避免出现真空负压、孔壁塌方等现象

。桩施工时, 不得冲水下沉。[3]成桩检测须满足设计要求。

(8) 桩间套接一孔搭接措施。施工采用套接一孔搭接措施, 由于施工地地质条件相对复杂, 选择双孔复搅

和单侧挤压结合的施工方式。

3 技术措施
(1) 挖机配合措施。现场配备挖掘机以配合三轴搅拌桩进行施工。

(2) 钻进缓慢处理措施。遇到预搅下沉困难、电流值偏高、进尺缓慢等情况时, 若地层内含有砂层或硬质

土层, 阻力大, 应更换或在钻头加焊合金刀片并辅以稀水泥浆搅拌下沉;若桩机振动, 地下可能存在障碍物

, 要采取开挖并回填的方式解决。

(3) 遇地下障碍物的处理措施。施工前根据勘查报告和物探报告, 清理影响施工的地下障碍物, 如果埋深

较深无法清理, 需联系监理单位和设计单位采取补桩措施。

(4) 垂直度控制及纠斜措施。施工前需进行场地平整压实, 保证桩机的垂直度。若施工作业面内存在承载

力比较差的回填土或淤泥质土等不利作业条件, 应进行换填处理, 要求将不利土层全部挖除, 换填成黏性

土、砂土等承载力较好的土, 适当掺加石灰粉分层压实, 桩机施工时铺设钢板或路基箱, 从施工场地源头

上控制设备和成桩的垂直度。桩机就位后, 其钻杆中心与桩中心需在一个垂直面上, 钻杆垂直度要符合施

工要求。钻进过程中桩体垂直度偏差不大于1/250。

(5) 浆管堵塞、断浆处理措施。如果在施工的过程中出现浆管由于水泥结块等原因造成的堵塞甚至断浆等

问题, 应及时拆洗输浆管, 检查喷浆是否达到设计标高, 问题解决后重新进行喷浆施工。

(6) 意外停机时的应急措施。打桩因故中断而续打时, 为防止断桩或缺浆, 应使搅拌轴下沉至停浆面以下

0.5 m, 待恢复供浆后再继续喷浆提升。对由意外造成停机时间超过24小时的桩, 则需采用补桩措施进行冷

缝处理。

(7) 冷缝处理措施。搭接施工的相邻桩的间歇时间超过24小时的部位应进行接头冷缝处理。

(8) 断桩、开叉等的补救措施。在基坑开挖中发现三轴止水帷幕有断桩、开叉处, 则采用在基坑外侧注浆,

必要时在外侧采用旋喷桩止水封闭。

(9) 超前注浆钢管施工措施。超前注浆钢管按照设计要求制作布置。注浆钢管沿内排三轴搅拌桩, 每500

mm设置一道, 每根长度6 m。注浆钢管宜在三轴搅拌桩施工完成后6小时内施工。钢管土钉注浆材料选用水

泥浆, 水泥浆液配合比为水泥:水=1:0.4～1:0.45, 注浆压力0.5～0.8 MPa。

4 成桩质量检测
水泥土搅拌桩的质量控制应贯穿在施工的全过程, 施工过程中必须随时检查施工记录和计量记录, 对照规

定的施工工艺对每根桩进行质量评定。[4,5,6,7,8,9,10]检查重点是:水泥用量、桩长、搅拌头转数、提升

速度、停浆处理方法等。

三轴搅拌桩施工两周后进行开挖检查, 开挖深度停浆面下0.5 m, 目测桩的搅拌均匀性, 量测成桩直径, 检

查数量为桩总数的5%。经检查, 桩的均匀性和成桩直径满足设计和规范要求。

水泥土搅拌桩进行现场取芯试验, 取芯总数量为总数的2%, 并不少于5根, 检验施工成桩质量的连续性、均

匀性、抗压强度。经检测质量符合标准, 连续、均匀、28d无侧限抗压强度标准值≥0.5 MPa, 说明三轴搅

拌桩施工成桩质量较好, 满足成桩标准的要求。

5 结束语
地下结构施工期间, 三轴搅拌桩止水帷幕的止水效果良好, 施工期间采取的技术措施有效地解决了搅拌桩

施工过程中出现的预搅下沉困难、进度缓慢、垂直度难以控制、浆管堵塞甚至断浆、意外停机等问题, 并

合理布置超前注浆钢管, 保证了三轴搅拌桩成桩质量。经检测, 成桩质量满足成桩标准的要求, 表明三轴

搅拌桩工艺是工程止水帷幕施工质量控制的有效方法。