【摘 要】 人和站盾构到达端对地层以砂层为主，采用三轴深层水泥搅拌桩进行加固，通过前期试桩确定施工参数，能均匀、有效的对砂层进行加固，起到止水作用；该施工方法经济，高效。 【关键词】三轴搅拌桩 技术参数 端头加固
1、工程概况
广州市轨道交通三号线北延段施工9标盾构机吊出端人和站南端头，左右线洞口位于〈3-3〉、〈4-1〉软弱地层，砂层较厚，地下水丰富，需要进行端头地层加固处理。加固区域紧邻人和车站，在人和车站场地内施工，工作面比较狭窄，周边埋设军用光缆及通信光缆，人和车站正在施工，人和车站和端头加固双方施工干扰较大。
2、施工总体部署
2.1 施工目的
盾构机在到达端洞门时，工作面将处于开放状态，这种开放状态将持续较长时间。如果对洞顶地层加固不到位，就会造成突涌水、地面塌陷等现象，严重时会引起洞门破坏车站结构和盾构机的安全，而人和站盾构吊出端头，地质显示，洞身和隧道顶砂层等不良地质，盾构出洞风险极大，因此端头加固工作极为重要。
2.2施工方案
该端头原设计为三重旋喷桩+一排素砼连续墙加固，加固体长度10m，宽度25米，经成本核算需要投资约1100万元，且工期长，通过经济和加固质量选比，和考虑工期紧、施工场地狭窄等因素，结合南京、苏杭、上海、天津等软土地层三轴搅拌桩加固的成功经验。人和站端头采用φ850mm密排咬合250mm三轴深层水泥搅拌桩加固的方法，加固范围从人和车站围护结构纵向10米、横向25米，桩底达到〈7〉地层顶端，隧道顶部及底部3米范围内为强加固区，隧道顶3米以上至地面范围为弱加固区，水泥掺量减半。该方案成本为340万元，可节约成本近800万元，且加固质量能达到预期目标。
2.3 施工工期安排
端头加固拟投入1套三轴搅拌桩机设备，端头施工时间及工期安排如下表：
人和站到达南端头加固进度计划 表1
| 东山马銮湾景区 工程项目 | 进度指标（米/天） | 工天 | 工期安排 | 备注 |
场地平整 | | 1 | 2008.9.4 | |
机械进场 | | 5 | 2008.9.5 | |
试钻进 | | 1 | 20089.镜泊湖现在可以去旅游吗9.13 | |
搅拌桩施工 | 168 | 27 | 2008.10.10 | |
机械退场 | | 杭州到千岛湖高铁2 | 2008.10.11 | |
清理场地 | | 1 | 2008.10.13 | |
| | | | |
盾构到达端头加固工期安排 表2
加固地点 | 进场时间 | 退场时间 | 工 期（天） |
人和站端头 | 2008-9-5 | 2008-10天水市人民政府-13 | 35 |
| | | |
3、资源配置
3.1 人员配置
现场组织机构人员具体分工如下表所示。在施工中应各司其职，认真负责，相互协作。
人员配置表 表3
序号 | 职务、职责 | 人数(人) | 备注 |
1 | 现场管理人员 | 2 | 1名现场负责人 1名专业工程师 |
2 | 三轴深层搅拌桩施工 | 18 | 一组两班设机长一名 |
3 | 共计 | 20 | |
| | | |
现场主要管理人员名单 表4
序号 | 姓名 | 职务 | 职责 | 备注 |
1 | 吴丽萍 | 副总工 | 全面主管现场施工工作 | |
2 | 来庆宾 | 工程部长 | 全面主管现场技术工作 | |
3 | 徐 征 | 测量班长 | 负责现场测量放样工作 | |
4 | 王 林 | 技术员 | 负责现场交底、值班工作 | |
5 | 姜 帅 | 工程师 | 负责现场施工质量控制工作 | |
| | | | |
3.2 施工机械配置
端头加固施工设备表 表5
设备名称 | 产品型号 | 数量 | 用 途 |
三轴深层搅拌设备 | ZKD85A-3 | 1套 | 深层搅拌桩施工 |
| | | |
三轴搅拌桩机主要性能参数表 表6
钻孔直径 | 850mm | 钻杆直径 | 273mm |
钻杆间距 | 600mm | 钻杆扭矩 | 中30.6/外23.9 |
最大钻孔深度 | 30M | 电机 | 2*90KW |
| | | |
4、施工方案
4.1 总体方案
根据工程地质及水文情况，人和站到达南端头采用φ850mm密排咬合250mm三轴搅拌桩加固。加固范围为：纵向为围护结构外侧10m范围，横向为25m。加固深度：桩底达到〈7〉地层顶端，其中隧道顶部及底部3米范围内为强加固区，隧道顶3米以上至地面范围为弱加固区。具体的加固方案、加固参数见下图表。
图1 加固范围图
盾构到达端头加固方法 表7
端头 位置 | 隧道地层情况 | 隧道上部覆土性质 | 覆土 厚度 | 加固方法 |
人和站南端端头 | <3-1>粉细砂层、<4-1>粉质粘土层 | <3-3>砾砂层 | 2m | φ850mm密排咬合250mm三轴搅拌桩。 |
| | | | |
4.2 人和站南端头加固施工
4.2.1 人和站南端头（盾构到达端）地质及地下水文情况
主要地层情况表 表8
层号 | 地层名称 | 颜 | 特征描述 | 水文情况 | 厚度（m） |
<3-1> | 粉细砂层 | 灰黄 | 松散、饱和、质较纯，含少量粉砂及粘性土。 | 地下稳定水位2.88m，渗透系数为5m/d | 3.7 |
<3-3> | 砾砂层 | 灰 | 松散-稍密、饱和、质较纯，含少量中粗砂及粘性土。 | 渗透系数为30m/d | 10.4 |
<4-1> | 粉质粘土层 | 灰黄 | 可塑、冲积-洪积而成。以粘粒为主、质较纯、含少量细、粉砂。 | 渗透系数为0.005m/d | 4.1 |
| | | | | |
4.2.2 施工方法
根据本端头地质与地下水文情况，端头隧道范围内地层为冲积-洪积砾砂层，具有强透水性，隧道埋深为10.281m，拟采用φ850mm密排咬合250mm三轴深层搅拌桩进行端头加固施工。三轴搅拌桩具体的施工工艺详见技术保证措施。
5、三轴深层搅拌桩施工
5.1技术参数选择
为了保证施工质量，施工中必须加强主要技术参数的控制，并要求在施工现场做到挂牌施工。施工前要进行试桩来确定主要技术参数以满足施工要求，初步拟定深层搅拌桩主要技术参数见下表。
三轴搅拌桩施工主要技术参数表 表9
序号 | 技术参数项目 | 参数指标 |
1 | 水泥掺入比 | 22% |
2 | 供浆流量 | 230L/min |
3 | 浆液配比 | 水：水泥=1:1 |
4 | 泵送压力 | 0.8～1.2Mpa |
5 | 下沉速度 | <100cm/min |
6 | 提升速度 | <80cm/min |
7 | 搅拌方式 | 四搅四喷 |
8 | 上海欢乐谷游玩攻略图28天无侧限抗压强度 | ≥0.8Mpa |
9 | 水泥浆的比重 | 1.50～1.55 |
10 | 搅拌速度 | 两边搅拌头：26.0中间搅拌头：14.5单位：rpm/min |
11 | 每方被搅土体水泥用量 | 396Kg |
| | |
5.2.施工工艺流程
三轴深层搅拌桩施工工艺流程见下图
图2 三轴搅拌桩机
图3 西塘古镇一日游三轴深层搅拌桩施工工艺流
5.3 施工方法
5.3.1施工场地平整
施工前，必须先进行施工区域内的场地平整，清除表层硬物，素土须夯实。地基承重荷载以能行走160T步履带桩架为准，为确保安全，在任何路基上桩机负重及行走须在路基箱上进行。按照桩位平面布置图，确定合理的施工顺序及配套机械、水泥等材料的堆放位置。
5.3.2桩位放样根据提供的坐标基准点，按照设计图进行放样定位及高程引测工作，并做好永久及临时标志。
5.3.3导槽施工
导槽深度1m，采用EX-300挖掘机机械开挖，见右图。 图4 导槽示意图
5.3.4三轴深层搅拌桩钻进施工
施工时成桩的顺序见三轴钻进施工步骤图。图中阴影部分为重复套钻，以保证墙体的连续性和接头的施工质量。
