水泥土攪拌樁止水帷幕在深基坑中的應用研究

童有高

浙江省建筑設計研究院 浙江 杭州 310000

隨著人們生活水平的提高，建筑的質量水平也會隨之提高。近年來，中國媒體經常報道建筑物出現裂縫、傾斜等問題，對國家經濟發展、提高人民生活水平和建立社會秩序造成嚴重破壞。因此，急需加強現代對建筑項目的質量控制，以確保建筑市場的健康、有序、穩定發展。筆者根據多年的專業經驗和理論研究，簡要介紹了水泥土攪拌樁址水帷幕技術在深基坑中的應用。

1 水泥土攪拌樁止帷幕的概述

1.1 水泥土攪拌樁止帷幕的特點

水泥攪拌樁即把水泥作為主劑的固化劑，通過特制的深度攪拌機，將固化劑和地基土在深基坑中直接混合，使軟土在坑內硬化，形成具有全面性、耐水性和高強度的樁體。水泥攪拌樁止帷幕技術具有以下特點：1、可以在工程初期最大限度地利用土地，降低工程成本。 2、無振動、低噪音、運輸過程中無污染情況。3、止水帷幕借助樁與樁之間的咬合作用形成緊密的水泥樁，具有非常高的止水性。4、由于樁體形成與養護均在地下，施工時不易暴露于外部環境，也就不易被影響。

1.2 水泥土攪拌樁基本內容

水泥土攪拌樁可以視為加固飽和粘性土地基的一種手段，其可以在包括淤泥、細砂土等地基土類型中應用。此外，也可以在處理支護基坑結構中應用。

在處理支護基坑結構中應用水泥土攪拌樁其主要目的是發揮圍護作用，主要功能是確保土方鉆孔后開挖支護的安全性和穩定性，并防止坍塌、水流和裂縫的發生。

水泥土攪拌樁以水泥骨料為固化劑，將水泥注入坑內，用深度攪拌機將地基土和水泥混合，慢慢形成水泥土。隨著時間的推移，軟粘土變硬，強度增加，抗水性進一步提高，軟粘土硬化后，逐漸形成水泥土擋墻。

1.3 水泥土攪拌樁抗滑原理

在進行施工時，水泥土攪拌樁與水泥的關系十分緊密，強制性的將水泥與土體進行混合時，在此過程中，它們之間發生一系列反應，使得軟土硬化，形成半固態物質。此外，水泥土的強度隨著時間的增長而變化，不同等級的水泥土也有不同的抗壓參數和不同的抗壓強度，擔起粘聚力根據不同等級的水機土的壓力進而與其形成正比，對基坑具有較強的穩定性和安全性保障。

2 水泥土攪拌樁止帷幕施工中應注意的問題

(1) 在施工時，發現局部出現了變形以及監測數據與實際不符，必須立即采取相關措施，快速評估原因，找到根本原因，徹底消除風險，禁止在未發現緣由時就匆忙處理事件。即使在那種情況下快速處理了事件，未來也可能再次發生安全事件。

(2) 對基坑周圍的建筑物、電線和道路進行監管。在基坑施工過程中，要對基坑周圍的建筑物進行仔細觀察和管理。尤其是在雨季之后，應加強觀察。雖然眼睛觀察雖然不如觀察儀器設備準確，但也是一種有效的觀察方法。

(3) 觀察土釘錨桿長度是否符合實際要求。施工時基坑周圍的建筑物和管道距離基坑太近，直線距離可能小于土釘錨桿的有效長度。在這種情況下，如果沒有按照設計圖進行施工，可能會導致緊急情況并對社會造成危害。因此，提前了解現場情況非常重要。即使這些問題突然出現，工地也應該停止施工。一旦確定了原因，也只能在確定解決方案后進行正常施工[1]。

3 水泥土攪拌樁施工工藝

3.1 施工工藝流程

整理場地→打樁→設備就位→鉆孔正式工作→泵送水泥漿提升→再次應用設備進行攪拌→再次攪拌提升→攪拌機關閉。

3.2 施工技術要求

(1)嚴格控制攪拌設備的位置，使水平方向的誤差不超過10mm，垂直方向的誤差不超過1/150。 (2)在攪拌樁施工時，應該使用Φ700雙鉆頭鉆機設備，起升速度不超過0.5m/min，每樁需攪拌4次。 (3)水泥土的圍護作用應將在整個 1 個月期間進行無限拉伸和壓縮強度作為基準，并且，強度至少為0.8 MPa ，超過 3 個月的無限拉伸和壓縮強度不小于 1兆帕。（4）樁身與土漿混合均勻，漿段沒有任何缺少泥漿情況。

3.3 水泥土攪拌樁應用參數

(1) 單軸水泥土攪拌樁的應用參數：單軸水泥土攪拌樁的使用一般根據規模和鉆井坡度分布，也用于用樁支撐槽基底部。該樁體的參與主要有兩種形式: 4排Φ600@500樁長9000mm以及8排Φ600@500樁長6000mm, 單軸水泥土攪拌樁在施工過程中較容易形成水泥土墻。此外，水泥硅酸鹽水泥混合半水泥的標準配比也應符合要求，需要注意的是水泥土攪拌樁的水泥土混合量也需按照標準化的比例。

(2) 三軸水泥土攪拌樁的應用參數：供水幕采用三軸水泥土連接，滿足相關要求。在 SMW 處理中，H 型樁被設計成穿透樁孔，850@600 樁直徑對應于 19000 和 18000 樁長，并使用所要求的水泥，以讓水泥達到標準的抗壓強度。

3.4 單軸水泥土攪拌樁施工控制要素

(1) 水泥攪拌樁施工過程中，為保證樁的質量要求，需要在施工前檢查攪拌頭的貫入深度和提升速度，設計高度后在原位停留一定時間。此外，要求攪拌樁的攪拌葉片在運行時控制在600mm以內，對性能差、數量不足的葉片進行定期檢查、維修和更換。

(2) 水泥漿應按適當比例混合，漿液應連續泵送，嚴禁分離。水泥攪拌樁是工程設備的主要部分，相鄰樁的噴漿過程也必須在施工過程中進行有效的時間控制。而且，還要注意框架的垂直度和機械的平整度，確保受運動質量垂直方向的影響，其精度可以得到保障，沒有誤差。

3.5 三軸水泥土攪拌樁止水帷幕施工的控制元素

(1) 確認位置，選擇機械位置的使用角度，以防止出現相近機械不連接的情況，攪拌樁的攪拌頭深度必須合適，并多次檢查機器數據。此外，使用自動漿料混合時，必須嚴格按照相關參數進行，不能隨意更改。

(2) 施工泵應連續運轉，保證相鄰施工樁的噴漆時間間隔，預防和消除相關問題，以確保避免出現相關問題。

3.6 技術措施

(1) 平整場地

機械進行場地清掃，將場地平整至水泥攪拌樁施工高程。根據試驗樁的條件，由于施工時水泥漿的比重不同，導致相鄰樁的地面不平整，這就需要人工平整相鄰樁。

(2) 樁位放樣

測量地面高度，測量樁的位置，并用竹簽標出位置（中心樁的位置誤差不得超過2cm，水泥土攪拌樁的位置不得超過2cm）。為防止無法清晰地辨認竹簽，需在竹簽上涂抹紅色染料。此外，還要注意為后期道路施工預留出位置。

(3) 樁機就位

水泥攪拌樁采用SJB-I型鉆機進行試樁，配備泥漿泵、制漿泵和鉆井攪拌機。水泥土攪拌樁采用自走式位置。測量底部以確保頂部是穩定的，避免水泥土攪拌樁發生偏移。調整框架坡度、鉆桿傾斜度≤1%，用鉛錘重新測量，如有偏差及時調整。測量鉆頭的長度，確保在進行施工時鉆頭的總長度超過2m，檢查鉆頭的直徑是否與樁徑中70cm的直徑要求相匹配。施工完成后，我們的專業人員會對出漿口、管線接頭等進行檢查，以保障施工過程的順利進行。

(4) 鉆孔下沉

對準鉆孔后，將鉆機鉆桿下放到標記好的設計樁底部，直至達到樁的設計深度，并控制下沉深度超出地面到下部樁底部長度的 0.5 m ，嚴格控制提升速度控制在0.5 m/min。

(5) 配置水泥漿

按設計的配合比，選用32.5普通硅酸鹽水泥，設定水泥漿水灰比為0.5:1，在攪拌設備中攪拌水泥漿。在攪拌罐的高度（直徑1m，高度0.8m）在罐內外畫線，并使用鋼尺復合控制用水數量。在這種情況下，儲存在常規罐中的泥漿的平均比重為 1.71 g/cm3。按照要求，每次投料的配置時間為90 秒，以避免出現漿液結塊現象。水泥漿混合后，由攪拌罐注入現場泥漿池，由泥漿泵泵送至泥漿池。在樁體試驗過程中，泥漿通過拌制罐出口處的臨時過濾器進行過濾，以防止泥漿中的雜物進入到儲漿泵，造成堵塞，影響樁的進一步作業和質量。

(6) 泵送泥漿提升

在進行壓漿之前，請檢查攪拌裝置和管道系統。如果配件嚴重損壞，則必須更換，以免壓漿過程不暢通。當鉆頭達到設計深度，噴嘴達到設計高度時，開啟水泥泵（出漿口與渣漿泵的距離不超過100m），同時提升混合。這時，進行邊噴漿、邊攪拌、邊提升操作以使水泥砂漿與土體徹底均勻混合。施工時采用流量泵控制噴漿速度，泵的總排放壓力保持在0.4～0.6MPa之間。當泥漿到達出口時，應在原位置噴灑 30 秒以內，泥漿流量也應控制在 50 cm/min，具體取決于提升速度。當噴射參數達到設定值時，鉆頭的攪拌和提升同時減速，鉆頭的轉速調整為59轉/分[2]。

(7) 清理施工場地并清理樁頭。施工完成后，完成樁頭的檢查并清理場地。

(8) 記錄施工日常。工匠負責施工過程中的施工日志，質檢員負責接收控制和記錄質量并解決問題，項目總負責人負責審核簽字做最后的決定。

4 施工質量及工藝控制

(1) 在水泥土深層攪拌樁的施工過程中嚴格要求控制起樁速度、成樁直徑，以保證水泥摻量和水泥強度。在施工時，采取四攪四噴工藝，注漿泵口的壓力一般控制在0.5MPa。按照規定，攪拌樁搭接施工的施工時間不應超過規定的時間，如超過則必須按照局部注漿或補漿等操作完善。

(2) 水泥土攪拌樁的有效長度必須滿足工程的要求。對水泥土攪拌樁進行局部加固，并使用微型樁及冠梁的施工方法。該方法主要是水泥攪拌樁完成施工后且達到了一定強度后，采用機械鉆孔來減少所形成的孔洞出現傾斜等情況。當完成成孔后，對其進行清理工作。然后，采取鉆具直接進行灌漿處理，往孔內居中安置工字鋼，之后再投入符合要求的碎石，在對其進行補漿。

(3) 樁的水平和垂直位置必須符合具體的工程和要求。當水泥土攪拌樁達到規定強度時，必須逐層鉆孔，必須嚴格控制坑深，鉆孔工作的各項參數必須符合相關施工要求。土釘的長度、距離調整和安置角度必須根據具體設計要求（先插入鋼管，再鉆螺紋鋼棒，之后再插入土釘）。為了完成掛網噴混凝土面層的施工任務，必須從斜坡的上部懸掛金屬絲網，至少覆蓋樁體的直徑。這時，為了便于雨水從坡面頂部快速排出，需要在坡面頂部設置排水槽。

(4) 為防止雨水在深水渠基礎頂部積聚，需要同時加固坡頂，并在坡頂做排水槽。一般情況下，深基坑支護工程屬于一般支護結構，對各類支護（子構件）的質量有非常高的要求，因此，應加強該環節的質量控制。如果每個部件的軸承質量與具體的設計要求相對應，就可以保證整個支撐結構的質量，確保通道支撐效果的基礎深度的整體安全。如果在深基坑支護過程中，由于地質變化或當地環境的變化，深基坑支護工程的設計需要改變，就會加大現場施工管理難度，設計人員必須考慮進行統一考量，想出深坑基礎工程整體防護效果的處理方案。

(5) 在施工過程中，要經常查看施工記錄，對每根樁的質量進行評估。對于質量不達標的樁體，必須在考慮特定條件（例如位置和數量）的情況下執行諸如加固附加樁體和補充樁體等措施。

(6) 攪拌樁在施工完成后 7 天內應使用輕便觸探器取樁體土樣，并觀察攪拌的均勻程度，控制檢驗的樁的數量應至少為成品樁的2%[3]。

(7) 在下列情況下應進行單樁荷載試驗或開挖作業試驗： 1）對輕擊穿試驗后樁深強度有問題的樁，采取原樁身芯樣，將其制作成試塊并檢測其強度是否達標。 2）對于場地復雜或結構問題的樁應進行單樁荷載試驗，評價其承載力。3）對于相鄰樁的要求嚴格的項目，如果樁養護到一定年齡，則選擇多樁進行開挖，并檢查樁頂部的質量。

(8) 基槽挖好后，要檢查樁身狀況、樁數和樁頂質量。

(9) 基坑檢查和安全評估。通過監測主基坑的支護結構和環境，以及識別土層的變化和支護結構的承載力和相鄰建筑物的變形情況來完成基坑檢查作業，并將觀察結果與設計的計算結果進行比較，比較和評估項目的設計值，并確保在不影響安全的情況下確保施工工作的安全?；訖z查通常分為兩個部分。首先，由基坑施工部門進行施工檢查，以便及時確定基坑的安全性和基坑的施工狀態。每天根據施工狀態進行監測，計算、分析、對比監測數據，及時了解基坑動態。如果基坑出現異常，加大監察力度，避免出現意外的安全問題。二是建設部門委托專業的監查機構進行現場監查，受委托的單位通常每周進行一次或兩次現場監測，完成檢測后應及時向監管部門提交監測報告，以便可以及時了解現場情況，更好地完成施工作業。在監測過程中，如果每日監測數據或累計數據超過規定，應及時報警。而且，必須立即采取緊急行動，以防止進一步增加基坑支護的危險性，并避免影響鄰近建筑物、地下管道和道路的安全。

5 結語

隨著我國經濟的迅速發展和人民生活水平的提高，我國建筑業也不斷取得良好地發展。所有施工人員都必須在日常工作時積累建設經驗和理論知識，才能為我國的建筑行業做出貢獻，促進現代化目標的實現。該項目使用水泥土攪拌樁作為止水帷幕，解決地下水導致的流砂和管涌問題，同時增加基坑邊坡的穩定性。同時，水泥土攪拌機止水帷幕具有適用范圍廣、施工效率高、結構低、加固效果好等優點，也非常適合應用于有地下水的工程建造。