摘要：南水北調中線干線天津市2段工程全程為地下箱涵結構，施工過程需大面積降低地下水位。沿線附近廠房及樓房距箱涵開挖邊線均不足10m，為保證附近建筑物的安全使用，采用水泥攪拌樁防滲墻的閉水措施，滿足了工程需要。通過此水泥攪拌樁防滲墻施工的成功經驗，對類似工程施工有借鑒作用。
　　關鍵詞：施工降水，建筑物，水泥攪拌樁防滲墻
　　
　　1、概況
　　南水北調中線干線天津市2段工程位于天津市境內，干線樁號XW151+021.365～XW155+206.667（變更后），全長4.197km,工程區地處河北沖擊平原—沖海積平原，地面平坦、開闊，地面高程一般在3.1～1.1m。本標段地面高程1.1～2.0m。其間分布有曹莊排干等人工開挖的引排水渠道。曹莊排干渠寬16m，渠底高程-1.8m。
　　天津市2段工程在樁號152+043～155+134.167范圍內輸水箱涵，除152+740～152+930范圍內輸水箱涵有雙側對稱水泥攪拌樁支護外，其余均為大開挖施工。由于地下水位較高（地下水位埋深0.4～1.8m）。為保證干場作業，在施工中需要采用大口井進行降水，地下水位影響范圍一般在50m以內，此范圍內地面會存在不同程度沉降。根據前期施工情況，在基坑開挖邊線20m范圍內可引起的沉降在15～5cm，20m～50m范圍內多在5～2cm，50m之外一般不存在影響。
　　在樁號152+317～153+240、153+935～154+268元寶路伴行段輸水箱涵及規劃中阜錦道伴行段輸水箱涵沿線附近分布著小貓電纜廠、維利康、天津諾威汽車電氣有限公司、三日科技、中北鎮回遷樓、色織三廠、曹莊花卉等工廠廠房及其他一些已建和在建樓房。這些廠房及樓房距箱涵開挖邊線均不足10m，屬于沉降量較大范圍。為防止上述工廠及建筑物破壞，采取在建筑物和基坑開挖邊線間增加水泥攪拌樁的措施進行防滲處理。
　　2.水泥攪拌樁施工的目的和施工方法選擇
　　2.1水泥攪拌樁施工的目的
　　本次水泥攪拌樁施工的目的主要有3個：一是截斷水流，保證水泥攪拌樁防滲墻外側地下水位不變，內側地下水位降至建基面以下50cm，為開挖和基礎施工提供干燥的工作面；二是改善邊坡的穩定性，防止坍陷或邊坡破壞；三是防止挖方基底的隆起或在地下水的影響下形成“流砂”。
　　2.2施工方法及設備選擇
　　水泥深層攪拌樁機組一般分為單軸、雙軸、三軸三種。樁徑有50cm、55cm、60cm、65cm、70cm、75cm、80cm、85cm等不同樁徑。單軸水泥深層攪拌樁機組由于工藝陳舊、精度低，現在已很少采用。三軸水泥深層攪拌樁機組工藝先進、精度高，而且樁內可插入型鋼增加其剛度，俗稱工法施工，在目前的地鐵施工中廣為采用。但其成本高，需要充足的場地。根據本工程特點：首先，場地狹小，大型設備無法施工；其次，本工程為臨時工程，既要滿足技術指標，又要節省投資。因此，在充分論證的基礎上采用雙軸水泥深層攪拌樁機組。雙軸水泥深層攪拌樁機組可施工樁徑55cm、60cm、65cm、70cm、75cm等不同樁徑攪拌樁。根據基坑開挖深度，及防滲墻深度需深入基槽以下8米的要求，決定采用樁徑為60cm。
　　2.3水泥攪拌樁布置
　　根據上述降水影響半徑一般在50米左右，因此水泥攪拌樁防滲墻長度應以建筑物兩側邊線向外延伸60米，防滲墻深度深入基槽以下8米。考慮防滲墻施工方便，且不受土方開挖影響，可以獨立施工等因素，本標段水泥攪拌樁防滲墻需布置在開挖邊線以外，根據沿線建筑物距輸水箱涵開挖邊線的距離不同相應做不同的布置。
　　具體布置如下：152+253至152+740、152+930至153+299.868段防滲墻緊鄰輸水箱涵左側施工開挖邊線（此兩段水泥攪拌樁防滲墻與152+740至152+930段順勢連接），153+875.119至154+123.989段防滲墻分部于輸水箱涵左側施工開挖邊線5m處，154+036.273至154+474、154+803至155+066.045段防滲墻緊鄰輸水箱涵右側施工開挖邊線。水泥攪拌樁樁徑為60cm，搭接長度30cm。

　　3.水泥攪拌樁防滲墻施工
　　3.1施工技術要求
　　1、水泥攪拌樁采用粉體加固劑42.5普通硅酸鹽水泥，要求新鮮無結塊，入罐時經篩網過篩，最大粒度不超過5mm，不含有紙屑、塑料布石子等雜質。水泥進場前必須經過現場監理人員驗收。
　　2、施工前應根據上述施工程序進行成樁試驗（試樁數量不少于5根）以試驗樁標定攪拌機的灰漿泵輸漿量、灰漿經輸漿管到達攪拌機噴漿口的時間和起吊設備提升速度等施工參數，灰漿泵輸漿量，灰漿經輸漿管到達噴漿口時間以及鉆頭起吊提升速度按試驗標定參數進行。泥漿制備時必須根據實驗樁所確定的工藝參數及刻度尺寸進行，嚴格按設計要求的水灰比進行施工。
　　3、前臺攪拌機噴漿提升的次數和速度與試驗樁已標定的施工工藝參數相吻合，后臺供漿停機時，及時通知前臺以防止斷樁和缺漿。使攪拌樁機下沉至停漿點以下0.5m，待恢復供漿時再噴漿提升。停機后3小時，將輸漿管拆下，妥為清洗。
　　4、當攪拌樁樁頂接近設計標高時，應特別注意樁頭的施工質量，攪拌機自地面以下1m噴漿攪拌提升出地面時，宜應慢速，當噴漿口離地面0.5m時，宜停止提升，攪拌10秒-20秒，以保證樁頭密實均勻。
　　5、每一根樁開鉆必須連續施工，嚴格控制噴漿及停漿時間，不得間斷。嚴禁在尚未噴漿的情況下進行鉆桿提升作業，以確保攪拌樁質量和長度。
　　6、水泥攪拌樁施工時施工現場合理設置排水溝，將廢棄泥漿由排水溝排至指定位置，防止污染周邊環境。
　　3.2現場施工
　　3.2.1施工準備
　　1、現場踏勘，熟悉場地條件和周圍環境，收集有關勘測資料。參加圖紙會審和技術交底。編寫詳細施工組織設計。
　　2、搞好“三通一平”查明并記錄好場地內的地下建筑物和各種地下管線的位置和標高，采取必要措施，以免因施工而破壞。若地表層為軟弱粘性土或易液化流動的砂土且地下水位較高時，宜采用人工降水或鋪設一定厚度的砂、砂礫或碎石使地表形成硬層。
　　3、現場搭設臨建設施。
　　4、根據工作量和施工工期要求，確定機械設備的數量，對全部施工機具進行維修、調配與試車。
　　5、現場施工人員的調配，以“作業班”為單位配齊各崗人員，并進行質量技術和安全交底，并做好記錄存檔。
　　6、會同建設單位技術人員共同檢驗和確認紅線樁和標準水準點后進行現場測量放線（若標準水準點距離站址較遠，至少引2個標準控制點至站址附近，保護至施工檢測驗收完畢），埋設軸線樁、水準點標樁，并用白灰或其它方法標示樁位位置。
　　7、按施工規范及有關施工規程要求，填報開工申請手續，包括開工報告、開工報告審報表、施工組織設計報審表、施工進度計劃報審表等。
　　3.2.2施工工藝
　　（1）施工準備及測量放樣
　　攪拌樁施工前，備齊施工機械機具和材料，接通電力，施工勞力進場，進行需施作噴漿作業地點的地面表皮清除，查明地下線路管道情況后進行場地平整，樁位放線，開挖導溝。
　　（2）施工程序：
　　1．平整場地：清除施工場地上的障礙物及雜物（包括樹根、草皮、垃圾等）將原地面整平，一般整平后地表高程須高出樁頂50cm左右，以便施工，如達不到此要求，可采用回填粘土，填至樁頂50cm左右。
　　2．施工放樣：在整平的地面上，放出每根樁的具體位置，打入竹釬并作出明顯的標志。
　　3．移架就位：即將深層水泥攪拌機運到設計樁位，就位對中，檢查導向桿垂直度、清掃噴射口。
　　4．鉆進、噴漿：鉆進下沉至設計標高，啟動攪拌機下鉆，當鉆至樁底設計標高時，攪拌機通過攪拌翼的孔口，噴出水泥漿，可提升鉆機，邊提升邊噴漿邊攪拌。
　　5．攪拌機預攪下沉時不宜沖水，當遇到較硬土層下沉太慢時，方可適量沖水，便要確保樁身的質量。
　　6．攪拌機噴漿提升的速度和次數符合規范的要求。
　　7．復攪：當鉆頭提升至距地面50cm時，進行重復攪拌下沉，上升攪拌。進行第二次復攪，以達到充分攪拌的要求。
　　8．重復攪拌提升至孔口，邊提鉆、邊攪拌，到達樁頂時停拌，提出攪拌鉆頭，移動機體至下一樁位。
　　9．檢測：根據技術規范要求進行檢測。
　　10．水泥攪拌樁施工完后按規定進行養護。
　　4.水泥攪拌樁的質量檢驗
　　4.1主要質量標準
　　1、現場施工應予平整，必須清除地上和地下一切障礙物。明浜、暗塘及場地低洼時應抽水和清淤，分層夯實回填土或生活垃圾。開機前必須調試，檢查樁機運轉和輸料管暢通情況。
　　2、根據實際施工經驗，水泥土攪拌法在施工到頂端300～500mm范圍時，因上覆土壓力較小，攪拌質量較差。因此，停漿面應高出樁頂標高300～500mm，必須在開挖攪拌樁頂端時用人工挖除該部分，確保樁頂質量。
　　3、攪拌樁的垂直度偏差不得超過1%，樁位的偏差不得大于50mm，成樁直徑和樁長不得小于設計值。
　　4、施工前確定攪拌機械的灰漿量、灰漿經輸漿管到達攪拌機噴漿口的時間和起吊設備提升速度等施工參數。
　　5、制備好的漿液不得離析，泵送必須連續。拌制漿液的罐數、外加劑的用量以及泵送漿液的時間等應有專人記錄。
　　6、施工時因故停漿，宜將攪拌機下沉至停漿點以下0.5m，待恢復供漿時再噴漿提升。
　　4.2質量檢驗方法
　　1、施工原始記錄：詳盡完善、如實記錄并及時匯總分析，發現不符合要求的立即糾正。
　　2、開挖檢驗：選取0.1%的樁體進行開挖，深度1.5米左右，觀察成樁情況。
　　3、取樣檢驗：從開挖外露樁柱體中鑿取石塊或采用巖芯鉆孔取樣制成試件，進行抗壓強度試驗。抽檢比例為0.5%。
　　4、荷載試樁：抽檢比例為0.3%
　　5、用無損法檢測樁徑及樁長：抽檢比例為1%。
　　4.3質量檢驗措施
　　施工過程中的現場檢驗主要是對設計施工參數進行驗證和校正、對處理結果進行檢驗、研究和發現施工中出現的問題。具體措施有：
　　1、正式施工開始時，可考慮根據地質資料選擇兩根難度較大的樁位進行工藝性試樁，確定樁基施工的參數。
　　2、在施工前、施工中和施工后分別對樁的位置、樁身垂直度、施工報表等進行現場檢測，并對檢測結果進行比較分析。確保施工質量。
　　3、正式施工開始時，重點檢查攪拌頭轉數、提升速度及水泥漿的配合比是否達到設計要求。
　　5.結束語
　　淺地下水位地區基礎施工必存在施工降水，而施工降水必會對周圍一定范圍內建筑物產生影響。水泥攪拌樁防滲墻作為一項閉水措施在南水北調工程中的成功應用解決了這一矛盾。體現了一下幾點優勢：一、經濟，比混凝土灌注樁、地下混凝土連續墻的費用相差數倍;二、施工方便，占用工作面小、工期短；三、閉水效果好，無滲水現象，充分保護了周邊建筑物的安全；四、縮小了基坑降水成本，水泥攪拌樁防滲墻一側減少了大部分降水井數量，減小了降水面積，縮短了降水時間。水泥攪拌樁防滲墻施工的成功經驗，給以后類似工程施工提供了豐富經驗。
　　參考文獻：
　　［1］JGJ79－2002.《建筑地基處理技術規范》［S］
　　［2］GB5007-2002.《建筑地基基礎設計規范》［S］
　　［3］GB50202—2002.《建筑樁基基礎工程施質量驗收規范》［S］        論文發表