1 前 言
近年來基坑降水受周邊建筑物沉降、地下水資源浪費等諸多條件限制，適用范圍受到制約，使得深基坑的止水帷幕型式得到更為廣泛的發(fā)展。通常的止水帷幕型式以深層攪拌樁、高壓旋噴樁最為常見。但因其受土層條件影響、施工工藝缺陷等因素難以保證止水效果。在此情況下，幾種新型的帷幕型式得以產(chǎn)生，例如：長螺旋攪拌樁、水泥土置換樁等。
本工法就是介紹在云南昆明地區(qū)率先使用的水泥土置換樁帷幕型式。該帷幕型式在成樁效果、止水性能、工程造價上均優(yōu)于常規(guī)帷幕型式。結(jié)合我們在昆的工程實踐，總結(jié)形成了本工法。
1.置換樁樁體質(zhì)量優(yōu)于常規(guī)工藝：
常規(guī)的止水樁——深層攪拌樁、高壓旋噴樁其原理都是在原有土層的基礎(chǔ)上，通過機械作業(yè)將水泥漿與土體攪拌成樁，從而形成止水樁。成樁質(zhì)量常常受土層變化而不穩(wěn)定。
水泥土置換樁其樁體材料是將水泥、粘土、石屑、粉煤灰或石灰按照一定的比例攪拌成水泥土拌合料，通過置換土體，形成止水樁。樁身材料的構(gòu)成不因土層變化而產(chǎn)生變化，確保了樁身質(zhì)量。
2. 施工工藝與常規(guī)不同：
常規(guī)的止水樁是在原土層上直接開孔、注漿攪拌或旋噴成樁。
水泥土置換樁是通過長螺旋鉆機將原樁位土置換成水泥土拌合料。
在地下水位較高、泥炭質(zhì)土較厚、土層條件不存在卵石（卵石直徑<50mm）的區(qū)域可用此工法。另對于地下水位較高、土層與水泥不親和的地層也可使用此工法。
用鉆孔機械將樁位內(nèi)的土體取出，然后用拌制好的水泥土進行置換，置換后的水泥土硬化后，會形成具有一定強度和不透水的樁體，結(jié)合護坡樁形成止水樁墻。
5 施工工藝流程及操作要點
5.1 施工工藝流程（見圖1）
圖1 施工工藝流程
5.2 操作要點
5.2.1 鉆機就位
平整場地，確保鉆機行走及機身平整，鉆桿垂直穩(wěn)定牢固，同時輸料管及地泵料管也需連接到位。
5.2.2測放樁位：根據(jù)設(shè)計要求定出孔位，做出標(biāo)記。
（1）鉆尖與樁點偏移不得大于10mm。垂直度控制在1%以內(nèi)。
（2）對每根樁進行編號，并嚴(yán)格按照施工部署的順序進行測放。
注：置換樁施工必須進行跳打，相鄰樁的施工時間確保3天以上。
5.2.3 鉆至設(shè)計深度：
成孔過程中，一般不得反轉(zhuǎn)和提升鉆桿，如需提升鉆桿或反轉(zhuǎn)應(yīng)將鉆桿提升至地面，對鉆尖開啟門須重新清洗、調(diào)試、封口。
（1）開孔：開鉆前必須檢查鉆頭上的契形出料口是否閉合，嚴(yán)禁開口鉆進，鉆頭直徑控制在600+20mm，并復(fù)核鉆機垂直度。
（2）成孔過程：當(dāng)鉆尖接觸地面時，下鉆速度要慢。正常鉆進速度為1.0~1.5m/min或根據(jù)試樁確定。進入軟硬層交界時，應(yīng)保證鉆桿垂直，緩慢進入，在含有磚塊、雜填土層或含水量較大的軟塑性土層鉆進時，應(yīng)放緩鉆進速度，減少鉆桿晃動，以免孔徑變化異常。鉆進時注意電流變化狀態(tài)，電流值超越操作規(guī)程時，應(yīng)及時提升排土，直至電流變化為正常狀態(tài)。鉆出的土應(yīng)隨鉆隨清，鉆至設(shè)計標(biāo)高時，應(yīng)將鉆桿周圍土方清除干凈，鉆進過程中應(yīng)隨時檢查鉆桿垂直度，確保鉆桿垂直，并作好記錄。
（3）終孔：成孔深度要求比設(shè)計標(biāo)高至少超鉆300mm后，應(yīng)由質(zhì)檢人員進行終孔驗收，經(jīng)驗收合格并作好記錄后，在進行壓水泥土拌合物作業(yè)。
圖2 水泥土置換止水樁施工
5.2.4 拌制水泥土拌合料
根據(jù)設(shè)計說明，每立方各種材用量：水泥150～400kg,石屑200～500kg，粘土600～900 kg，粉煤灰或石灰50～150 kg。經(jīng)過現(xiàn)場試驗后，水泥用量為250Kg/m3，并以 (重量比):水泥:粘土:石屑:粉煤灰或石灰=1:4.15:1.25:0.4進行施工。水泥采用P.O 42.5，水灰比為0.6～0.65。
圖3 水泥土制備拌合站
5.2.5 壓入水泥土拌合料
成孔至設(shè)計深度后開啟定心鉆尖，接著壓入制備好的水泥土拌合物，而后邊壓灌邊提鉆。壓灌水泥土拌合物的提鉆速度由樁徑直徑、輸灰系統(tǒng)管線長度、內(nèi)徑尺寸、單臺攪拌機一次輸灰量在孔中的灌入高度、供灰速度等因素確定。
壓灌與鉆桿提升配合好壞，將嚴(yán)重影響樁的質(zhì)量，如鉆桿提升晚將造成活門難以打開，致使泵壓過大，憋破膠管，如鉆桿提升快，將使孔內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓，流砂涌入產(chǎn)生沉渣而削弱樁的承載力，因此要求壓灌與提升的配合要恰到好處。
根據(jù)試樁情況確定鉆桿提升速度。一般1~4m/min，每根樁超灌500~800mm。
5.2.6 其它注意事項
（1）壓灌時必須連續(xù)進行，泵斗內(nèi)要有一定的水泥土拌合物容量，容量要高出進料口30cm以上，以防吸進空氣，當(dāng)泵口水泥土拌合物低于進料口時應(yīng)即時通過口哨通知鉆機停止提升鉆桿，待水泥土拌合物攪拌好時再進行壓灌。
（2）在壓灌過程中，孔底1～2m段提鉆速度放慢，中段可快些，上部3m放慢。直至達(dá)到設(shè)計標(biāo)高，并超出設(shè)計標(biāo)高1.0m停止壓灌。
（3）壓灌前計算水泥土拌合物用量，成樁后檢查每充盈系數(shù)不小于1.0。
