黄兴锋 罗艺 中交四航局第二工程有限公司

近年来深层水泥搅拌桩格栅支护墙被广泛应用于软土地区的深基坑支护项目中，水泥搅拌桩格栅墙是指将搅拌桩搭接形成格栅状支护结构，在施工过程中需结合土层力学指标、基坑开挖深度等进行水泥搅拌桩格栅墙高度、厚度、插入基坑以下深度等参数的设计与计算，确保提升支护结构稳定性、达成施工目标。

1.工程实例分析

1.1 工程概况

以某船闸工程为例，该工程计划将深层水泥搅拌桩格栅墙作为船闸主体基坑支护形式，致力于提高地基承载力、完成软弱地基的加固处理。在施工参数设计上，拟围绕基坑一周布设宽10.2m的格栅墙，共应用到18770根搅拌桩、总长度为362261m；单根桩体直径为0.7m、设计桩长为19.3m，桩顶、桩底标高分别为-0.2m和-19.5m，桩距设为0.5m，其具体布设形式如图1、图2所示。

1.2 地质条件

通过观察船闸所处区域的地形地貌特征可以发现，工程地处珠江三角洲、地貌具有显著的河口三角洲特点，地形较为平坦，地面高程一般为0.8-3.5m。其主要地层为第四系地层与燕山期花岗岩体，自上而下划分为人工填土层、海陆交互相沉积物层、残积层三个层级，包含淤泥、淤泥质粉质粘土、粉质粘土、粉细砂、中粗砂、砾砂、砂质粘性土、全风化花岗岩与强风化花岗岩等成分。

图1 基底格栅墙桩位布置图

图2 基坑格栅墙桩位布置图

2.深层水泥搅拌桩格栅支护墙施工技术的具体应用探讨

2.1 施工方案与流程设计

根据施工现场特征与区域地质条件，计划采用同心双轴双向搅拌工机与“四搅三喷”工艺，选用同心双轴双向钻杆，将正、反向旋转叶片分别安装在内钻杆与外钻杆上、设置好喷浆口，通过旋转叶片同时转动进行搅拌，并利用外钻杆上的叶片起到压浆作用，使水泥浆在两叶片间实现充分均匀搅拌，提升桩体水泥浆的均匀性与密实度。施工工艺流程设计为：平整场地——施工准备，设备组装及调试——桩位放样——搅拌机就位——制备水泥浆，搅拌至设计深度——喷浆、搅拌、提升——重复搅拌下沉至设计深度——搅拌提升—淤土处理，钢筋下插——清洗管路与桩头——移位施工下一根桩。

在施工前期准备环节，应保障临时道路的畅通，为场地进出创设便捷条件；将施工场地进行平整压实处理，清理障碍物与杂物，做好凹陷部位的回填；依据施工设计进行放线定位，标明桩位；组织施工人员进行设计交底，明确施工方案与相关资料文件。在施工材料准备环节，选取4.25复合硅酸盐水泥，将水泥浆水灰比设为0.55、水泥掺量控制在18%左右；针对基坑支护的水泥搅拌桩，试块为边长70.7mm的立方体、龄期为28d、抗压强度达到0.8MPa；针对基底支护的水泥搅拌桩，试块龄期为90d、抗压强度为1.0MPa。

2.2 基坑、基底支护水泥搅拌桩施工

在水泥搅拌桩施工环节，待完成平整场地、调试搅拌机等设备后，利用全站仪放出桩体的中轴线、标记桩位，将搅拌机移至桩位进行对中，将桩身垂直方向的允许偏差控制在1.5%以内；将配置好的水泥浆倒入集料斗内，将搅拌机以0.6-0.8m/min的速度下沉至设计深度，启动搅拌机以40-60r/min的速度搅拌喷浆30s，待混合均匀后以0.8-1m/min的速度缓慢提升搅拌头，至设计桩顶标高上方0.5m为止，并且在喷浆口即将升至地面时停止提升、搅拌数秒，以此完成单桩施工、保障桩头的均匀密实。

随后进入到基坑现场桩位施工环节，依照1组2根的标准沿水平方向施打，在基坑两侧沿垂直方向布设3排搅拌桩，每一格栅复搅1根桩；分两幅进行施工，将第一幅的长、宽分别设为4m和7.5m，待完成第一幅施工后进行第二幅空白位置的施工，随后移向下一断面开展施工。在此基础上，以基坑最外侧搅拌桩为基准，选取2根12m长的φ20钢筋，利用搅拌桩机配合人工作业方式将钢筋插入各搅拌桩中，用于提高支护结构的抗剪切能力。针对基底部分的水泥搅拌桩格栅墙施工，其施工方法、工艺流程与基坑相同，在施工过程中需将钻杆空钻下搅至标高-6.365m，提前0.5m喷浆、开始向下搅拌。

2.3 纵向咬合桩与横向搭接处理

针对基坑与基底衔接部位的2排搅拌桩，需将其与支护施工保持同步，先利用6d施打横向的单数排，再利用4.5d施打双数排，随后调转桩基进行纵向双数排、单数排搅拌桩的施打，借此优化搅拌桩咬合质量。具体来说，在纵向咬合桩处理环节，采用分两幅、交替向前方式进行施工，首先完成支护桩外侧长7.5m、宽4m的阴影部分的施工，每台桩基施工22根/d、连续施工5d，并完成单排桩的复搅；随后完成支护桩内侧长7.5m、宽5.5m空白部分的施工，连续施工6d后进行下一断面的施工，借此使空白部分与阴影部分的桩体实现完全咬合，完成纵向咬合桩处理。在横向咬合桩处理环节，采用分段施工方法，针对纵横向搭接部位的桩体进行修槽处理，在成桩次日围绕咬合部位施打空桩、形成咬合凹槽，再针对空桩部位重新进行喷浆成桩，保障基坑支护的搭接质量。在此过程中，注意将相邻两桩体的施工间隔时长控制在24h以内，倘若超出时长影响到相邻桩位间的搭接效果时，可采用局部补桩、注浆等方法进行补强处理。

2.4 成桩后质量检测要点

待水泥搅拌桩格栅支护墙的施工完成后，需针对成桩质量进行检测：首先在成桩3d内，利用轻型动力触探仪针对桩身上部位置的均匀度进行检测，将检测数量控制在施工总桩数的1%左右，最少需检查3根；其次是在成桩7d后，采用浅部开挖桩头针对桩体进行检查，将开挖深度控制在停浆面下方0.5m位置，用于判断水泥土搅拌是否均匀，并结合施工设计要求进行水泥固结体直径、位置偏差度、搭接宽度等参数的核对，将检查数量控制在总桩数的5%左右；最后在成桩4周后，选取双管单动取样器钻取桩体芯样，针对水泥土的单轴抗压强度、水泥墙深度等指标进行检测，确保试验芯样的直径至少为80mm、无侧限抗压强度不低于800kPa，并将检测数量控制在总桩数的1%左右。

3.结论

将水泥搅拌桩格栅支护墙应用于船闸工程中，能够有效提升软土地基的承载力、优化土层的物理力学指标。在施工时应加强工艺流程与技术要点的把控，在成桩环节注意控制下沉和提升速度，及时检查钻头、搅拌叶磨损情况，并做好成桩记录，确保借助支护结构有效强化基坑开挖的安全保障、提升整体施工质量。