1.工程概况

苏州中心广场项目位于苏州工业园区湖西CBD核心区域东端部。基坑面积约6.74万m2，地下3层，开挖深度约15m至24m，地块中间横穿运营中的轨道交通1#线，为了有效隔断承压水在塔楼坑中坑区设置双排Φ850@600三轴水泥土搅拌桩止水帷幕，三轴搅拌桩长约52m，属于苏州地区首次使用的超深三轴搅拌桩。

2. 地质概况

根据勘察揭示的142.30m以浅各土层由第四系冲湖积相沉积物组成，土层分布较稳定，呈水平成层的特点，根据土层沉积年代、成因类型、土性和状态，并参考本地区土层划分经验进行分层，可分为10个工程地质层。

3. 施工难点分析

①本工程超深三轴搅拌桩穿过第⑨2层粉土夹粉砂层隔断承压水，采用“一杆到底”施工工艺。无需在施工过程中加接杆，根据止水帷幕设计深度，提前将钻头、钻杆拼装完成，施工过程中钻头、钻杆下沉、提升一次性不间断完成，成桩垂直度高、连续性好，可较好的避免“开叉”、“冷缝”等质量问题的出现，且施工进度快，确保竖向止水帷幕的完整性和有效性。

②在三轴搅拌机设备上增加风速显示仪、垂直度电子监控仪，施工全过程对钻杆垂直度进行观测、校正，对成桩垂直度有很好的保证，因此能够做到60米超深三轴搅拌桩垂直度在1/300。

③针对苏州园区湖西CBD地区特有的“铁板砂”层土体，改进后的锥型镶齿螺旋钻头，具有极好的土层穿透能力，可以大幅度提高该土层的钻进速度，确保施工质量的同时，提高的工效，降低了成本。

4. 施工方法

4.1 设备选择

选用JB180全液压步履式有垂直度显示仪的三支点打桩架、配备ZLD85-3三轴动力头。

4.2 施工工艺

三轴水泥土搅拌桩采用二喷二搅成桩的施工工艺，工艺操作流程见图1。

4.3 施工控制点

4.3.1 施工放样

根据现场复核过的基准点，直线段部分放出将要施工的一排桩的中心线（首末2幅桩的一个边孔中心的连线），向外侧方向偏移并标记该引线，并标记该引线，以便于施工定位。

曲线段的桩位逐点放出，向外侧方向偏移并标记该引线，并标记该引线，以便于施工定位。

4.3.2 开挖沟槽、清除地面、地下障碍物

用挖机沿桩中心线开挖一沟槽，如有障碍物，则必须清理掉障碍物后，用粘土回填到离地面约0.8m处的地方。

4.3.3 桩机就位、校正，复核桩机水平和垂直度

施工时确保有足够的平整度和垂直度，移机时设备应平稳、平整，并用经纬仪进行观测校正，并与桩机的垂直度仪表显示盘中数据进行校对，使桩机机架的垂直度控制在不小于1/400，从而满足成桩的垂直度偏差更小的要求（1/300）提高三轴桩的止水效果，桩机机位与桩位偏差应小于20mm。

利用垂直度控制仪来实现施工全过程桩机钻杆垂直度控制，防止相邻幅出现“开叉”。并在施工前将设计要求的钻进深度使用红色油漆在钻杆上划出标尺线，以确保每根桩都能够按照设计要求达到设计深度。

4.3.4 搅拌水泥浆液、开启空压机、送浆至桩机钻头

水泥浆采用BZ-20环保型水泥自动搅拌注浆站搅拌，并通过空压机加压，将水泥浆输送至钻杆头部。

按照设计要求严格控制水泥浆拌合的各项参数，包括水泥浆配合比、气压和浆压等，各项参数按照要求输人控制系统，禁止修改。

水泥浆液的水灰比、水泥掺量不小于设计要求，停滞时间超过2小时的水泥浆做作废处理，杜绝不满足质量要求的水泥浆投入使用。

4.3.5 钻头喷浆、气并切割土体下沉至设计桩底标高

钻机在钻进全过程中，保持钻杆匀速下沉且下沉速度满足设计要求，使水泥浆与土在初凝前达到充分搅拌。

下沉速度应与注浆泵的泵量相适应，控制下沉喷浆量所占总水泥用量的比例，下沉速度还应考虑地质情况进行调整。

预搅下沉的过程中注意土体切削速度，一般不大于0.5m/min，喷浆提升时可在确保水泥掺量的前提下适当加快速度。

如果出现注浆阻塞或断浆现象，需要及时停泵，排除故障后，再进行复喷浆，以免断桩、空桩。

4.3.6 钻头喷浆、气并提升至设计桩底标高

钻头钻进深度到达设计标高后，持续搅拌注浆半分钟以上，提升搅拌头，边注浆、边搅拌、边提升，使水泥浆和原地基土充分拌和，在搅拌桩桩底部分需重复搅拌注浆后提升，直到提升至离地面50cm处或设计标高后再关闭注浆泵。

提升速度应与注浆泵的泵量相适应，控制提升喷浆量所占总水泥用量的比例。

4.3.7 施工结束、转下一组桩施工

施工完一根桩，根据跳打式施工的方法，将钻机移至下一根桩桩位，进行下一根桩施工。若长时间停止施工，应对压浆管道及设备进行清洗。

施工过程中由专人负责记录，记录要求详细、真实、准确。施工必须连续性，不在下钻、提升中途进行换岗接班。交接班时，建立交接班记录制度。

施工时若出现冷缝，冷缝处需叠合一幅，并保证有效搭接。超深三轴搅拌桩为双排错位布置，施工过程中的施工逢采用“Z”字形连接。

4.4 实施情况对比

通过优化施工顺序、施工参数及改进设备配置的方法，超深三轴搅拌桩施工速度及质量得到大大的提升，主要比较如下：

＞＞表1

＞＞表2

1）原设定参数：

水泥掺量：基坑开挖面以下20%、开挖面以上至地面10%。

下沉速度：在0.5～1.0m/min

提升速度：1.0～2.0m/min

注浆压力：0.8～1.0Mpa

钻头配置：螺旋钻

动力头： 180KW

实施结果：（如表1所示）

2）调整参数：

水泥掺量：基坑开挖面以下30%、开挖面以上至地面10%。

下沉速度：在钻进40m后<0.5m/min

提升速度：1.0～2.0m/min

注浆压力：1.0～2.0Mpa

钻头配置：锥型镶齿螺旋钻头

动力头： 220KW

实施结果：（如表2所示）

5. 结语

本施工方法适用于所有软土地区地下深坑止水帷幕的施工，特别适用于遇到地下土体粉砂层且不易钻进的不利地质条件的工程。要求桩体的垂直度达到1/300，为保证垂直度达到设计要求，并能顺利钻透⑨2层粉土夹粉砂层，故采取以下措施。

1）设备采用JB180步履式桩机，可利用桩机自身设备进行垂直度的控制，具体调整步骤如下：

①场地平整硬化完毕后（约100厚素砼），铺上钢板（钢板厚度25mm，宽2m，长6m），以防止桩机随地面沉降影响机身倾斜；

②根据电脑显示屏用桩机平台后面左右两侧斜撑油缸调整桩架的垂直度，将桩机垂直度调整到1/400之内。

2）经桩机自身调平以后，必要时利用全站仪在垂直的两个方向上对桩架垂直度进行复核。方法：以机身平台为基点，沿桩架一边垂直向上，观测垂直度，随钻杆的深入，实时观测，严格把误差控制在范围内，以确保钻杆垂直向下。

3）为了保证能穿透⑨2层粉土夹粉砂层必须配置220KW以上的动力头。

4）遇到硬质砂土层的地质不能使用螺旋钻头要采用锥型镶齿螺旋钻头。