试论大庆深层水泥搅拌桩在大庆西客站深基坑止水帷幕工程中运用

论文导读：水泥与土发生水解和水化反应，生成水泥水化物并形成凝胶体，将土颗粒或小土团凝结在一起形成一种稳定的结构整体，这就是水泥骨架作用，同时，水泥在水化过程中生成的钙离子与土颗粒表面的钠离子进行离子交换作用，生成稳定的钙离子，从而进一步提高土体的强度，达到提高其复合地基承载力和防渗止水的目的。深层水泥搅拌桩施工过
［摘要］ 大庆西站改扩建工程基坑锚固施工采用桩锚联合支护，由于地质结构复杂，前期施工采用高压旋喷止水帷幕效果不甚理想，经过方案优化，后期采用双轴双排深层水泥搅拌桩施工效果显著。本文介绍了深层搅拌桩复杂地质条件下的的施工工艺。
［关键词］基坑支护施工复杂地质条件止水帷幕深层水泥搅拌桩
大庆西站位于大庆市西部，原大庆让湖路火车站，中三路框构桥的西南侧，地面绝对标高在147.46-149.10m之间，地表径流条件较差该场地地貌单元属松嫩二江冲积一级阶地。
大庆西站基坑工程由南站房、北站房以及连接通道组成。场地勘察深度内所揭露的地层为第四系松散地层，地层结构特点为松嫩二江一级阶地冲积，淤积地貌单元的地层特征，拟建场地表层由杂填土组成，其下为粉土层和粉砂层，粉土层下部为黄褐色的粉质黏土层呈可塑状态，其下的灰色粉质黏土层，土的力学性质较差呈软塑状态，该层土属软卧下卧层，15m以下为性质稳定的黏土层，整个场地15m以下摘自：毕业论文格式字体www.7ctime.com
的土层分布均匀稳定。
依据业主提供的相关资料及岩土工程勘察报告，本基坑的特点如下：开挖范围较大、开挖深度较深（最深为14.1m、最浅为10.8m）、水位高（实测水位埋藏深度为1.5-2.3m之间）、地质条件复杂、周边环境复杂（侧距北站房支护桩距离约为10米）和周边存在大量主体结构工程桩。依据上述特点分析后，本基坑开挖的支护结构采用桩锚组合形式，支护桩直径600mm，桩间距1200mm；为防止既有线铁路降水施工产生路基沉降影响铁路行车安全，基坑内降排水采取封闭止水帷幕施工方案，在坑顶和坑内设置排水沟和集水坑排除部分渗水和降雨、坑内设置少量疏干井。
原止水施工方案采用桩径为800mm高压旋喷桩切咬护坡桩止水，因止水效果不甚理想，出现涌砂和流砂现象（如下图）：

高压旋喷桩止水帷幕效果
原因分析，一是高压旋喷止水帷幕桩效果受护坡桩施工质量约束，如果护坡桩施工过程中桩位偏离或者垂直度偏差过大就会产生挤桩或八字桩，进而导致高压旋喷桩失位或咬切不足，兼之粉细砂和粉土的水敏感性较大，在基坑外水压作用下容易形成漏点，发生流砂现象；二是基坑开挖范围有六层土交替分布，各土层力学性能殊异，强弱不均，高压旋喷桩施工过程中水泥浆压力不易掌控，容易形成桩径不均匀而产生切咬不足导致漏水。
后经方案优化决定采用桩径600mm双轴深层搅拌桩做止水帷幕。由于深层水泥搅拌桩位置偏离护坡桩自成体系，而且其原理为钻头与土体切割搅合，帷幕体厚度、咬合范围、水泥参量均可量化控制，因此深层搅拌桩施工可以有效杜绝高压旋喷桩的缺陷，从而保证了帷幕的止水效果。

深层搅拌桩止水帷幕效果
深层搅拌桩多用于软土层较厚的地基加固处理和防渗止水工程中，其基本原理是基于水泥加固土的物理化学反应过程，可通过专用机械设备将固化剂灌入需处理的软土地层内，并在灌注过程中上下搅拌均匀，使水泥与土发生水解和水化反应，生成水泥水化物并形成凝胶体，将土颗粒或小土团凝结在一起形成一种稳定的结构整体，这就是水泥骨架作用，同时，水泥在水化过程中生成的钙离子与土颗粒表面的钠离子进行离子交换作用，生成稳定的钙离子，从而进一步提高土体的强度，达到提高其复合地基承载力和防渗止水的目的。
深层水泥搅拌桩施工过程中要认真组织、精心操作、严格遵守施工规范，才能保证施工质量，充分体现其社会效益和经济效益，为经济建设做出贡献。

一、施工准备

1、平整场地、清除地下障碍物

2、完成原材料试验，确定水灰比

3、技术人员向机台人员进行技术交底，内容包括：桩长、桩径，水灰比及其它注意事项

4、施工机具准备，机械组装及试运转

5、材料准备，及时购入设计选定水泥，进行化验

6、校验建筑物轴线、定位点，并进行桩位布设

二、施工工艺流程

1、定位，桩机设备对准桩位，保证垂直度；

2、浆液搅拌，按设计水灰比，人工掺入水泥,机械搅拌均匀；

3、调节桩架高度,轴心间距和桩径

4、从现有槽底启动钻机泵送灰浆至设计深度，二次全程复搅，第三次复搅至设计深度一半。

5、移位并重复施工。

施工工艺流程图

三、施工技术要求

依据地基处理技术规范和设计要求，严格控制桩径、桩长、桩身强度论文导读：个施工班组。2、应事先由实验室进行水灰比试验，确定水灰比，以保证桩身强度达到设计要求。3、施工所测放的轴线经甲、乙及监理三方复核后应妥善保护，桩位布置与设计图纸误差偏移不得大于2cm。4、机安装调试后应进行试运转，确定电机的旋转方向（正旋）是否正确，然后开动桩机进行就位，将钻头对准桩位，偏差不超过2cm，在
及搅拌均匀性，确保不断桩、不缩径。保护桩长＞50mm，处理后达到止水效果,施工偏差按《建筑地基处理技术规范》执行。垂直偏差＜1%，桩长偏差＜10cm, 桩径偏差±2cm，桩位偏差不大于0.25—0.4倍桩直径，用灰量为50±2kg/m。

四、施工技术措施

1、施工前必须做好施工机具准备，进行机械组装和试运行，根据设计编制的施工劳动组织每套机具配备二个施工班组。

2、应事先由实验室进行水灰比试验，确定水灰比，以保证桩身强度达到设计要求。

3、施工所测放的轴线经甲、乙及监理三方复核后应妥善保护，桩位布置与设计图纸误差偏移不得大于2cm。
4、机安装调试后应进行试运转，确定电机的旋转方向（正旋）是否正确，然后开动桩机进行就位，将钻头对准桩位，偏差不超过2cm，在调整支腿油缸，检查桩机立柱正侧两面垂直度，保证成孔垂直度偏差小于1%（在两个方向上用线锤或水平尺控制），成桩桩位偏差不大于0.4倍桩径。

5、启动桩机动力带动钻头，同时泵送浆液钻至设计深度。

6、提至地表后，进行第二次全程复搅。

7、二次复搅提至地表后，桩机移位。

8、及时检查钻头，当其磨损小于桩径尺寸要求的2cm时，需及时更换或修补处理，以保证桩径偏差≤2cm。
9、前台指挥与后台浆泵应密切配合，明确联络信号，钻杆提升速度和浆泵供料速度应协调一致，保证桩体均匀。如果因故停止泵送浆液，必须立即通知前台，为防止断桩，应将钻杆重复钻进至停灰面以下1米处，待恢复高压泵送浆液时再提升。
10、施工记录应有专人负责，必须详细记录钻进时间，泵送浆液时间，复搅时间，钻进深度及水泥用量。记录时，深度误差不得大于10cm，时间误差不得超过1分钟，并在备注栏中注明施工中发生的问题及处理措施。
结语：深层搅拌桩在深基坑止水帷幕的应用中有其独特优势，但也有其不足之处，一是深层搅拌桩施工对场地平整度要求较高、作业面较大，不适合于地面起伏较大地形和狭小作业空间，二是不适用于砂卵石等坚硬土质及土体中含强度较高体积较大固态物土质，三是对于超深基坑受设备高度限制而局限，因此在方案选择上要因地制宜、扬长避短才能相得益彰。