三轴水泥土搅拌桩在深基坑围护施工中的应用

结合某高层建筑基坑支护实例，考虑到三轴水泥搅拌桩对周边土体扰动极小的特性，通过优化设计其施工工序，重点分析了沟槽开挖、定位钢架安放、孔位校准、浆液喷射、搅拌成桩以及型钢安装固定等关键环节的技术要点，并提出了确保桩体质量的有效控制方法。

1 水泥土搅拌加固桩的特点

该技术具备静音运行、零震动、环保性能突出、施工效率优异且经济性良好等显著特点。土体经水泥改良后的力学性能主要受原状土特性（如含水率、有机质含量等）以及所选用水泥的品种、强度等级、掺配比例和添加剂等因素共同影响。试验数据表明，改良土体的抗压强度与水泥掺量呈正相关关系。

近年来在淤泥、软黏土、粉性土等软弱地基处理工程中，深层搅拌桩复合地基技术得到广泛应用。该工艺对施工技术要求严格，若操作不当易产生各类质量缺陷：包括搅拌不均匀导致的局部水泥含量不足或缺失现象；由于该工法施工速度快且属于隐蔽工程，监管难度较大，部分施工单位存在缩减桩长的违规行为；此外，因固化过程缓慢，上部结构施工时若截桩操作不当，极易造成浅层桩体断裂问题。

2 三轴水泥土搅拌桩在深基坑围护施工中的应用

2.1 施工准备

2.1.1 材料准备

本车站的基座加固以及地下连续墙体的加固工程，均选用了三轴水泥土搅拌桩技术，并使用 42.5 级的常规硅酸盐水泥。施工前，需依照既定频率对水泥进行抽样检测。考虑到现场将同时运作两台三轴搅拌桩，需搭建四个水泥储存罐，每个罐可容纳200 吨水泥，以保障生产的连续性。

2.1.2 设备准备

进行三轴搅拌桩地基加固的关键设备包括三轴深层搅拌机、灰浆泵、灰浆搅拌机、储浆罐、电脑流量计等。所有计量设备均需通过专业检测机构的标定并取得合格证书后，才能投入生产使用。

2.1.3 技术规格

按照设计图纸，搅拌桩采用三轴搅拌方法施工。参照三轴搅拌桩的试桩工艺及方案，实施“双喷双搅”的施工技术。根据设计规范，空桩段的三轴搅拌桩全断面水泥掺量为 8% ，而实桩加固体的三轴搅拌桩全断面水泥掺量为 20% 。

2.2 施工场地的平整与回填

在启动三轴搅拌机施工之前，务必对作业场地进行彻底平整作业，移除施工区域上覆的坚硬物质，并进行基础土质的回填与夯实，确保路基的承重能力达到可承载重型桩架的标准。通常情况下，整平后的地表高度应比桩顶高出约50 厘米，以便顺利进行施工，同时在地基加固区域内明确标识出基坑中存在的障碍。由于现场部分区域为回填土，三轴搅拌机到场后，需根据地下管线的迁移状况，对回填土进行夯实处理，并铺设必要的走道板和钢板。

2.3 测量定位

依据所提供的坐标基准点，依照设计图纸执行放样定位和高程的测定工作，同时设立永久和临时的标志点。完成放样定位后，需填写测量技术复核单，并提交给监理单位进行复核与验收签证。确认各项数据无误后，方可开始搅拌施工。

2.4 沟槽挖掘

依照基坑防护边界的内控线，将防护控制线向外扩展至 10 厘米。动用挖掘机械进行沟槽的开挖作业，沟槽的尺寸定为 1 米宽、1 米深，并且要移除地下障碍物。对沟槽开挖产生的多余土壤，需及时进行妥善处理，以确保施工机械的正常运作，并符合文明施工的标准。在沟槽开挖过程中，一旦遇到地下管线，应立刻中止施工，并向相关部门报备，待情况核实并获得批准后方可继续施工。

2.5 桩机定位

桩基钻机的定位必须符合设计图纸的要求，其垂直度的偏差不得超出 0.5% （采用垂球法进行检测）。为有效控制垂直度，需在钻机的四个支座下方放置面积较大的钢垫箱，保证钻机在钻进作业中的稳定性。在钻进过程中，要定期检查垂直度，一旦发现偏移，应立即进行调整。对于设计深度较大的水泥搅拌桩，在钻进初期应保持较慢的速度，待钻机稳定后再逐步提升钻进速度。桩孔的位置偏差不得超过50 毫米。

2.6 水泥浆的配制过程

在水泥浆的配制过程中，必须确保搅拌时间不少于 3 分钟，以实现彻底的混合均质化。在将水泥浆从搅拌机转移到储存罐的过程中，务必要经过筛选网，以便移除其中的水泥结块。储存于罐中的浆液需要持续搅拌，防止其发生分层。若浆液的拌和时间超出两小时，则需废弃处理。在施工过程中，水泥浆的泵送需保持不间断，同时，应有专门人员负责记录水泥浆的使用量和泵送时长。

2.7 喷浆作业

当钻头触及桩底时，应进行 30 秒的喷浆搅拌，随后间歇提钻，确保桩底有充足的灰量，从而确保三轴搅拌桩的质量。喷浆的量需要通过电子显示装置与提升速度来精确控制。施工过程中，必须严格监管喷浆时间、停浆时间以及水泥浆的喷入量，以保证水泥搅拌桩的质量达到标准。

3 施工过程控制

三轴水泥搅拌桩施工作业期间，必须实施全过程质量监督。所有施工设备需进行编号标识，并将技术负责人、机组负责人、施工管理人员以及桩体参数等信息制作成标牌，悬挂于设备显著位置，确保责任落实到具体人员。正式施工前，需对输浆管道进行全面冲洗，确认管道畅通无阻后方可开始钻孔作业。为保障桩体垂直度符合标准，应在主机上安装垂线装置，通过调整钻杆与垂线的相对位置来实现精准控制。施工过程中需重点监控水泥掺量、浆液稠度、喷浆连续性、搅拌提升速度及复搅次数等关键指标。每台设备必须配置自动记录仪，实时监测单位长度掺合料用量和浆液消耗量。现场还需配备浆液密度检测设备，便于质量人员随时抽检水灰比是否符合要求。在桩底和桩顶位置，应保持 30 秒的喷浆停留时间，确保端部成型质量。施工中必须严格控制喷浆时序，严禁未喷浆即提升钻杆的操作。储浆罐内浆液储备量需保持单桩用量加 50kg 的安全余量，否则不得继续施工。当出现喷浆不足时，必须进行全桩复搅补喷，补喷量不得低于设计值。如遇突发情况导致中断，需详细记录中断位置，并在12 小时内完成补喷作业，补喷重叠段长度需超过 1 米。施工原始记录应包括以下要素： ① 桩体编号、施工日期及气象条件； ② 喷浆深度范围； ③ 泵送压力参数；④ 钻机运行参数； ⑤ 钻进与提升速率； ⑥ 浆液流量数据； ⑦ 单位长度喷浆量及外加剂用量； ⑧ 复搅深度数据。

结论

实践表明，采用规范化的三轴水泥土搅拌桩施工工艺后，桩体整体性保持良好，其阻隔地下水的能力与密封效果均表现优异，是一种集支护与防水功能于一体的围护体系，对保障基坑安全稳定具有关键作用。此外，该工艺还具有施工速度快、经济性好、对周边环境影响小等优势，完全满足绿色施工标准，是一种综合效益显著的基坑支护施工方法。

参考文献：

[1] 郝传捷. 三轴水泥土搅拌桩 + 锚桩在房建基坑围护结构中的应用 [J].建筑机械，2019(1):66-70+4.

[2] 李寅峰 . 居民房周边深基坑桩基围护施工的技术措施 [J]. 江西建材，2015,(18):65-66+68.

[3] 钟剑 . 浅谈 SMW 工法三轴水泥土搅拌桩在沿海深基坑支护中的应用[J]. 江西建材，2015,(5):65-66.