搅拌桩与摆喷桩联合止水法在基坑中的应用

搅拌桩与摆喷桩联合止水法在基坑中的应用_深圳地质工程三十

搅拌桩与摆喷桩联合止水法在基坑中的应用

罗江波，黄汉盛^[1]

（深圳市勘察测绘院有限公司，深圳518000）

摘　要:水泥搅拌桩是基坑支护中常用的止水方法，由于机械设备和地层原因，其应用受到一定限制。本文介绍了将高压摆喷桩与水泥搅拌桩结合起来止水的方法，该方法充分利用两种止水方法的优点，共同进行基坑止水。结合工程实例，通过有效的施工质量控制措施，使该方法达到了很好的止水效果，创造了可观的经济效益。

关键词:水泥搅拌桩；高压摆喷桩；联合止水；施工质量控制

Applications of Cement Deep Mixing and Jet Grouting Joint Sealing Program in the Excavation

Luo Jiangbo，Huang Hansheng

（CCCC First Highway Consultants Co.Ltd.Shenzhen Branch，518000）

Abstract:Cement mixing is commonly method used in excavation sealing，because of mechanical equipment and ground，the application is subject to certain restrictions.Introduces the method of combining cement deep mixing and jet grouting，the method uses the advantage of two kinds of sealing，sealing excavation together.Combines the engineering examples，with effective quality control measures，achieve a good sealing effect，and creates considerable economic benefits.

Key words:cement deep mixing；jet grouting；joint sealing；construction quality control

1　概述

深层水泥搅拌桩搭接成壁状防渗墙作为基坑止水帷幕是当前深基坑防渗处理比较常用的方法，为避免搅拌桩搭接质量不好，通常也采用双排搅拌桩错位搭接。水泥搅拌桩止水帷幕具有价格低廉、技术成熟、施工效率高、止水效果好等优点，同时也具有一定的挡土效用。由于受到水泥搅拌桩施工机械的成桩长度及地层不均等因素的影响，水泥搅拌桩的应用范围受到一定限制，其主要表现在:①现在国内生产的搅拌桩机械，搅拌深度一般不超过20m，无法处理深厚透水地层；②遇到较密实的中粗砂、砾砂或砂卵石层时，搅拌头对地层的切割效率很低，甚至无法切割，造成该工艺在这些地层施工中效率极低，甚至无法施工，施工质量也较差。

对于受到深度和地层限制、水泥搅拌桩无法施工的，通常采用高压旋喷或摆喷桩止水帷幕方法代替，但是由于高压旋喷桩或摆喷桩造价较高，每米造价约为搅拌桩的6倍左右，同时效率也较低，若全部采用高压旋喷桩或摆喷桩，则整个基坑支护的造价会很高、进度会变慢。

在某基坑支护设计中，笔者将水泥搅拌桩与摆喷桩相结合，将下部搅拌桩难以施工的地层采用摆喷桩，上部采用搅拌桩，并考虑两种桩型的搭接，取得了较好的止水效果，同时节约了工程造价。

2　工程概况

某基坑总周长约500m，总面积约15 000m²，基坑深度10.90～11.10m。拟开挖基坑近邻道路、周边管线较多，对位移沉降限制较严格，存在较厚透水层，地下水位较高（稳定水位埋深约2.0m），基坑深度较大，基坑安全等级为二级。

场地内分布的地层为人工填土层（0～4.0m）、松散—稍密状中砂层（4.0～7.0m），粉质黏土层（7.0～9.5m），稍密—中密状含黏土砾砂层（9.5～18.0m），第四系残积层。

从地层情况来看，本场地地层中人工填土层、中砂层、砾砂层均为强透水层，特别是中砂层和砾砂层，含水量大、透水性强，基坑开挖时中砂层位于坑壁，而砾砂层部分位于坑壁，部分位于坑底，地下水来源丰富，需对基坑进行全封闭止水。

3　止水方案设计

根据勘察报告，砾砂层呈稍密—中密状，且该层局部地段底部见有石英质卵石，次棱—次圆状，直径一般2～6cm，含量不均，偶见漂石。

鉴于场地砾砂层较密实，厚度及埋深大，若采用搅拌桩止水，下部砾砂层很难施工，难以达到止水效果。若采用高压旋喷桩止水（桩径1.0m，桩间距0.8m，搭接0.2m），造价过高，且在黏性土及含黏土砾砂土层中很难切割成完整的桩体，桩间搭接效果差，若桩间距较大时，漏水严重。

从保证止水效果及经济角度出发，采用的设计方案如下（图1）:

（1）设计上部采用双排水泥搅拌桩，下部的砾砂层采用三重管高压摆喷。搅拌桩搅至地面以下13.0m，搅拌桩采用四喷四搅施工工艺，桩径为0.6m，桩间距双排双向均为0.5m，水泥用量控制在60kg/m。

（2）下部采用单排摆喷，摆喷孔距1.3m，与基坑向土一侧的水泥搅拌桩搭接1.0m，摆喷水泥用量350kg/m。摆喷要求入砂层下卧黏土层不小于1.0m，由于砂层层底差异变化，实际施工时，结合地质资料及桩体返浆变化情况控制摆喷的实际深度，确保桩底进入下部残积土层。

图1　基坑支护典型设计剖面图

4　施工质量控制

由于基坑四面都靠近已建成的市政道路及管网，基坑开挖后，因地下水降深大，会对周边市政道路及管网产生沉降等不利影响，基坑地下室施工时，也会存在受含水层影响而施工困难的情况，所以，本工程止水帷幕的施工质量显得尤为重要。

搅拌桩和摆喷桩联合止水方案的质量控制关键有3点:①搅拌桩的施工质量，主要控制搅拌桩桩长和桩径，以保证搅拌桩与摆喷桩的竖向搭接长度及搅拌桩之间的横向搭接质量；②摆喷桩的施工质量，主要控制摆喷桩桩长和桩径，以保证摆喷桩进入不透水层及横向搭接质量；③搅拌桩与摆喷桩之间的搭接质量，主要控制摆喷桩的标高，以及搭接处摆喷桩的施工质量。

为了达到预期的质量目标，在施工的各个阶段都进行了质量监控，采取了以下措施。

4.1　水泥搅拌桩施工质量控制措施

（1）测量放点时，根据测量测放的双排搅拌桩中心线各拐点引线，并平行引出两排搅拌桩各自的中心线，然后按照设计要求的孔距测放出孔位，用竹签做记号，孔位测放误差小于20mm，搅拌桩机就位误差小于50mm，保证搅拌桩横向搭接质量。

（2）在施工前，对每一台机械的机长进行技术交底，并根据该段搅拌桩的深度，在设备上做好中止施工高度的标记，便于机长掌握深度，也便于质检员随时检查搅拌桩施工深度是否达到设计要求。

（3）为保证搅拌桩有效桩径，钻头直径在每施工一根桩时检查一次，偏差大于-15mm时即进行补焊加大。为保证桩身垂直度，在平行和垂直方向用铁架（高2.5m左右）固定吊锤，经常检查是否有偏差，以消除误差。

（4）施工工艺严格按照设计要求的四喷四搅工艺进行，并严格控制施工速度，保证施工质量，下降、提升速度不大于1.2m/min，最后一次提升速度控制在0.5m/min左右，保证桩体质量。

（5）本工程摆喷桩跟在搅拌桩后面施工，在摆喷桩施工引孔时，随机抽取几根搅拌桩（每30根桩做一次）进行抽芯，一方面检验搅拌桩深度是否达到设计高程，另一方面对搅拌桩桩体质量进行检验。

4.2　摆喷桩施工质量控制措施

（1）摆喷桩施工时有大量浆液从孔口冒出，机架平台内已测放的点位均被覆盖，可在放点后，在桩位上插一根较深的Φ6钢筋，每次机架移动时，将此钢筋用铁锹挖出，钻头对准前面已测放的钢筋即可保证施工点位正确，保证摆喷桩的横向搭接。

（2）在施工前，对每一台机械的机长进行技术交底，并根据该段摆喷桩的深度，在设备上做好中止施工高度的标记，便于机长掌握深度，也便于质检员随时检查搅拌桩施工深度是否达到设计要求。

（3）保证引孔的钻孔位置与设计位置的偏差不大于10mm，垂直度偏差不大于0.5%，为了保障引孔的垂直度与施工进度，土层引孔采用三叶钻头，遇素混凝土部位引孔采用金刚石钻头。为保证桩身垂直度，摆喷桩施工时在平行和垂直方向用铁架（高2.5m左右）固定吊锤，经常检查是否有偏差，以消除误差。

（4）为保证桩体质量及桩身直径，高压水射流的压力应大于30MPa，水泥浆液流的压力大于1MPa，气流压力为0.7MPa，提升速度为0.1m/min，这几个参数要严格控制，经常检查。

4.3　搅拌桩与摆喷桩搭接处施工质量控制措施

搅拌桩与摆喷桩搭接处的施工质量是止水能否成功的关键，对于该部位的质量控制，采用了以下措施:

（1）在施工过程中严格控制搅拌桩终孔深度和摆喷桩始喷高程，保证两种桩能搭接1.0m。

（2）搅拌桩施工后立即进行摆喷桩施工，间隔时间不能大于7d，以避免搅拌桩桩体达到较高强度，导致摆喷桩无法切割搅拌桩桩体，从而造成两种桩无法搭接。

（3）在摆喷桩引孔施工时，随机抽取几根桩（每30根桩做一次）进行抽芯，检验搅拌桩深度是否达到设计高程，若没有达到设计高程，根据实际高度调整摆喷桩始喷高度。

5　施工效果检验

搅拌桩与高压摆喷桩联合止水方案施工后，基坑开挖过程中，基坑未出现漏水事故，基坑底部也未产生漏水现象，止水效果非常好。同时，该方案与采用高压旋喷桩的方案相比，节约造价约161万元（表1），创造了客观的经济效益，得到了业主、监理单位的一致好评。

表1　搅拌桩与高压摆喷桩联合止水方案节约造价表

6　结论

将水泥搅拌桩和高压摆喷桩结合起来作为基坑止水帷幕，可以利用两种桩型的优点，处理各种地层基坑的防渗止水，不仅具有较好的防渗堵漏效果，同时也有可观的经济效益，从实际施工的效果来看，这种形式的止水帷幕，在技术、经济、安全方面都是可行的。

在水泥搅拌桩和高压摆喷桩联合止水方法施工时，要注意以下两点:

（1）在施工过程中要严格控制搅拌桩终孔深度和摆喷桩始喷高程，保证两种桩的搭接长度。

（2）搅拌桩与摆喷桩的施工间隔时间不能太长，以避免搅拌桩桩体达到较高强度，摆喷桩无法切割搅拌桩桩体，造成两种桩无法搭接。为保证搭接质量，在摆喷桩引孔施工时，应随机抽取几根桩进行抽芯，以检验搅拌桩深度是否达到设计高程，同时可根据实际高度调整摆喷桩始喷高度。

参考文献

［1］中华人民共和国建设部.建筑基坑支护技术规程［S］.北京:中国建筑工业出版社，1995.

［2］中华人民共和国建设部.建筑地基处理技术规程［S］.北京:中国建筑工业出版社，2003.

［3］赵怀理.高压喷射注浆法在深基坑边坡支护中的应用［J］.建筑科学，2003，19（4）:1 002-8 528.

［4］时爱宝，冯士彦，窦红辉.水泥土搅拌桩止水帷幕施工工艺［J］.建筑技术，2007，38（3）:1 000-4 726.

［5］王斐.基坑内多种支护和止水方法的综合应用技术［J］.人民长江，2004，35（9）:1 001-4 179.

［6］张京生.高压旋喷桩支护帷幕相结合技术［J］.山西建筑，2003，29（6）:1 009-6 825.

［7］朱美花.高压旋喷桩在止水帷幕中的应用［J］.太原理工大学学报，1999，30（6）:1 007-9 432.

［8］张育平.某高层住宅楼深基坑支护及降水施工［J］.山西建筑，2005，31（3）:1 009-6 825.

［9］朱文彬.深基坑止水新尝试［J］.中国煤田地质，2002，14（1）:1 004-9 177.

［10］张朝峰，田志刚.深层搅拌水泥加固土止水帷幕在地铁工程中的应用［J］.天津建设科技，2004，14（6）:1 008-3 197.

【注释】

[1]作者简介:罗江波（1982— ），男，湖北枝江人，硕士，主要从事岩土工程设计与研究工作；黄汉盛（1965— ），男，广东揭阳人，博士，高级工程师，主要从事岩土工程设计与施工工作