三轴搅拌桩在温州市域铁路软土基坑加固的应用

王 文 博

(中铁二十一局集团有限公司，甘肃 兰州 730000)

软土由于含水率高、压缩性大、强度低及其他因素，在基坑开挖时风险较大。所以选择合理的支护方案对工程进度、质量、造价等很重要[1]。三轴搅拌桩在我国工程实践中应用较广，三轴搅拌桩机对土体进行切割的同时从钻杆中喷出调制好的水泥浆液，浆液与周围土体混合，形成具有一定强度的地下连续墙[2]。三轴搅拌桩处理软基主要应用于基坑围护，周围环境复杂的基坑加固，由于对周围土体扰动小，经济性指标较高，加固效果好等优点[3-5]。本文介绍了三轴搅拌桩在温州市域铁路工程基坑围护时的应用，阐述了三轴搅拌桩的施工工艺等。为后续类似工程提供参考。

1 工程概况

本工程为温州市域铁路S1线一期工程GB11B标段，位于温州市龙湾区境内，里程桩号为DK36+083.11～DK37+591.84，包含永强站，线路总长1 508.73 m，均采用明挖顺作法施工。永强站基坑深度约13 m，支护型式采用钻孔灌注桩加内支撑的方法。车站基坑坑底加固采用三轴深层搅拌桩加固，成桩直径φ850@600。裙边加固宽度为5 m，深度自坑底向下5 m；其余部分采用格栅式加固，加固宽度3 m，间距5 m，深度自坑底向下4 m。本标段区间隧道采用单层双孔矩形结构，结构宽度12.5 m～13.1 m之间，高度8.4 m。区间围护结构采用800 mm厚地下连续墙，区间基坑加固处理时采用φ650三轴搅拌桩来进行裙边和抽条加固，抽条宽3 m，深4 m，净距3 m；裙边宽3 m，深6 m。加固指标要求28 d无侧限抗压强度qu≥1 MPa(见图1)。

第11B标段(DK36+083.11～DK37+591.84,全长1 508.73 m)沿线下穿永强大道、海宁路、沙前街、蟾南西路、滨海大道等。本区间地质地层为淤泥质粉质黏土层，含粉砂淤泥质、灰褐色、灰青色、流塑状、高压缩性等状态分布，详见图2。①0为人工填土：杂色稍密，主要为建筑垃圾及碎石，②1和②2为淤泥：灰色，流塑，夹壁层粉砂具有水平层理，局部夹带少量腐殖质贝壳；④1为粘土：褐黄色～灰色，可塑性较高，局部含少量腐殖质贝壳。天然含水量在编号①4-1的地层高达52.58%，孔隙比平均1.49；渗透系数小于10-7m/d；基本承载力为50 kPa；岩土施工工程分级为Ⅱ级。

2 三轴搅拌桩施工工艺

2.1 施工准备

在用三轴搅拌机施工前，要对施工区域进行整平，清除场内的杂物和腐植草皮，并处理临时便道。做好交通疏导事项，迁改地下管线及架设线路，做好安全围挡围护等事项，确保施工用电、用水、照明等事项，做好排水系统相关事项，水泥罐及散装水泥或袋装水泥的准备，搅拌及压浆系统的准备。并做好相关技术准备，熟悉图纸，布置桩位位置，对拟投入的机械设备进行检查。

2.2 设计要求及施工成桩工艺

2.2.1设计要求

三轴搅拌桩对槽壁加固时的设计参数：水泥掺入量初拟值不小于20%，空桩水泥掺入量不小于8%，水泥等级不小于42.5普通硅酸盐水泥，结构尺寸的设计参数：槽壁加固的外侧侧壁搅拌桩的桩长为18 m，加固的纵向间距为1.35 m横向间距0.6 m均采用实桩加固；内侧槽壁单排加固的加固深度为8 m，桩间距为1.5 m。基坑底部的加固参数为：水泥掺入量的初拟值不小于25%，空桩不小于8%，水泥强度等级不低于42.5普通硅酸盐水泥，对基坑裙边及抽条加固时，加固的纵向间距为1.5 m，横向间距为0.6 m，其中裙边加固的深度为基坑以下6 m，宽度为3 m，基坑以上的均为空桩，基地以下6 m为实桩。抽条加固的深度为基坑以下4 m，宽度为3 m，基坑以上的均为空桩，基地以下4 m为实桩。

2.2.2施工顺序

施工流程图如图3所示。

1)场地平整。

清除场内的杂物和硬物，整平地面，整平后地面高出桩顶的设计标高0.5 m，有利于桩的施工。用JG60-8L小型挖机来开挖工作槽沟，槽沟宽度为1 m，深1 m。

2)三轴搅拌桩机就位。

桩机应保持平稳、平正，龙门立柱的垂直度用全站仪观测，并在施工时保持随时观测来保证桩基的垂直。

3)水泥浆制备。

按照设计要求拌水泥浆，水泥浆制备需要不小于3 min的搅拌时间，以保证水泥浆的均匀性，水泥浆从搅拌机制备好后进入储存罐要设置过滤网，为了保证水泥浆液不离析，在储存罐中需要不停的搅拌。施工中可在水泥浆液中适当增加2%高效减水剂的掺量，以减少水泥浆液在注浆过程中的堵塞现象。

4)成桩。

三轴搅拌机就位、泥浆准备好后，开始钻进。在钻进的过程中开始喷浆(按照以下计算数据)根据试桩制定的注浆参数，严格控制下沉速度，在桩底部分重复搅拌注浆，搅拌喷浆1 min～2 min，并作好原始记录。在提升过程中严格按照设计参数不大于0.5 m/min匀速提升。喷浆量在电子显示屏中显示，由此来控制桩基下沉、提升的速度。在施工过程中制备浆液的时间和喷浆量影响成桩质量，喷浆量应该在理论喷浆量的95%～105%。发现喷浆量不足时应该整桩复打，因客观原因喷浆中断的，复打重叠段不小于1 m。钻进时注浆量一般控制在总浆量的60%，提升搅拌时注浆量为额定浆量在总浆量的40%。

三轴搅拌桩施工方法见图4。

5)检测项目。

工艺性试验桩完成后，3 d后联系第三方检测做轻便初探试验，主要确定桩身的均匀性，根据规范要求检测试块的抗压强度，并报送业主监理。浇筑完成后，关于地下连续墙的质量检测采用钻芯取样及无侧限抗压强度来检测桩基是否满足设计要求。

3 结语

温州市域铁路项目根据检测报告得知，软土地基深基坑围护采用三轴搅拌桩技术取得质量效果好，达到了设计要求，采用裙边加固和抽条加固的方法，对基坑变形取得良好的效果。采用四搅两喷的施工方法，对基坑保持稳定具有良好措施，为防止灌浆中管道堵塞的措施之一，为后续类似工程施工提供一定参考。