《壓灌水泥土樁構築泥炭土地層基坑截水帷幕施工工法》是南通新華建築集團有限公司、北京建材地質工程公司完成的建築類施工工法；作者分別是何世鳴、鄔建華、俞春林、凌建、胡云平；適用範圍是攪拌水泥土樁（噴漿、噴粉）、旋噴水泥土樁（含定噴、擺噴）、夯實水泥土樁適用的基坑土層、不適用或不完全適用的基坑土層，尤其對高有機質泥炭土、淤泥、流砂地層基坑帷幕有截水優勢。
《壓灌水泥土樁構築泥炭土地層基坑截水帷幕施工工法》主要的工法特點是：壓灌水泥土樁是在地表按一定配比將水泥、土及外摻劑加水用機械強制拌和後灌入樁孔內成樁；解決了深層水泥土攪拌樁、旋噴樁無法解決的問題；就地取材，選材簡便，施工無振動，無污染，符合綠色、環保。
2009年10月19日，《壓灌水泥土樁構築泥炭土地層基坑截水帷幕施工工法》被中華人民共和國住房和城鄉建設部評定為2007-2008年度國家二級工法。
基本介紹
- 中文名：壓灌水泥土樁構築泥炭土地層基坑截水帷幕施工工法
- 工法編號：GJEJGF011-2008
- 完成單位：南通新華建築集團有限公司、北京建材地質工程公司
- 主要完成人：何世鳴、鄔建華、俞春林、凌建、胡云平
- 審批單位：中華人民共和國住房和城鄉建設部
- 主要榮譽：國家二級工法（2007-2008年度）
形成原因,工法特點,操作原理,適用範圍,工藝原理,施工工藝,材料設備,設備,材料,質量控制,安全措施,環保措施,效益分析,套用實例,榮譽表彰,
形成原因
隨著城市化的發展，建築物基礎不斷加深，深度大於5米的基坑支護是施工過程中必不可少的一環，淤泥類土深基坑支護是基坑支護施工中的難題，而泥炭土地層深基坑支護更加複雜。
分布於滇池、洞庭湖地區的泥炭質土是天然孔隙比大於1.5，有機質含量大於10%的高有機質土，呈深褐-黑色，其含水量極高，壓縮性很大且不均勻，層厚大於2米，常規的基坑支護方法（如常規水泥土攪拌樁、水泥土旋噴樁）無法在較短時間內解決泥炭質土層深基坑側壁止水、安全穩定問題。南通新華建築集團有限公司、北京建材地質工程公司根據在建工程的地質狀況，開發了《壓灌水泥土樁構築泥炭土地層基坑截水帷幕施工工法》並得到了套用，止水效果好，深基坑側壁位移符合規範要求，基坑支護安全穩定。
工法特點
《壓灌水泥土樁構築泥炭土地層基坑截水帷幕施工工法》的工法特點是：
⒈壓灌水泥土樁是在地表按一定配比將水泥、土及外摻劑加水用機械強制拌和後灌入樁孔內成樁。
⒉壓灌水泥土的漿液密度稍大於泥炭質土，遠小於素混凝土密度，與泥炭質土很好的協調，滿足了泥炭質土層支護止水、安全穩定的護壁要求。
⒊壓灌水泥土樁在高水位地區泥炭質土層深基坑支護的套用優於深層水泥土攪拌樁、旋噴樁支護，解決了深層水泥土攪拌樁、旋噴樁無法解決的問題。
⒋壓灌水泥土樁的施工工期、質量、安全，完全滿足施工需要，工程造價只是深層水泥土攪拌樁的60%，是素混凝土樁的30%。
⒌就地取材，選材簡便，施工無振動，無污染，符合綠色、環保、節能施工的要求。
操作原理
適用範圍
《壓灌水泥土樁構築泥炭土地層基坑截水帷幕施工工法》適用於攪拌水泥土樁（噴漿、噴粉）、旋噴水泥土樁（含定噴、擺噴）、夯實水泥土樁適用的基坑土層、不適用或不完全適用的基坑土層，對高有機質泥炭土、淤泥、流砂地層基坑帷幕有截水優勢。
工藝原理
《壓灌水泥土樁構築泥炭土地層基坑截水帷幕施工工法》的工藝原理敘述如下：
在工程施工所在地區，選擇質地均勻的好土（例如粉土、黏性土），採用強制式或滾筒式攪拌機，按照試配的配合比，在地表將水泥、土及外加劑等各組分的原料加到攪拌機內加水攪拌成混合料，採用中空式長螺旋鑽具在樁位處打成樁孔；用混凝土輸送泵將攪拌好的混合料通過輸料管輸送至所述的中空式鑽具的內管，邊起拔該鑽具邊泵入攪拌好的混合料至孔內，在該孔內形成壓灌水泥土樁。
施工工藝
- 工藝流程
《壓灌水泥土樁構築泥炭土地層基坑截水帷幕施工工法》的施工工藝流程（見圖1）。
圖1 施工工藝流程圖
- 操作要點
《壓灌水泥土樁構築泥炭土地層基坑截水帷幕施工工法》的操作要點如下：
⒈施工準備
⑴施工現場進行場地平整，清除樁位處地上、地下一切障礙物，並進行場地硬化。
⑵選用的水泥具有出廠質保單及出廠試驗報告。進場時，取樣送有相關資質的檢測試驗單位複試，取得複試合格報告結果，嚴禁使用過期、受潮、結塊、變質的水泥。
⑶在施工現場或附近，選擇適合工程使用的粉土或黏性土，土的質量、含水率只要滿足施工要求即可，試配水泥土漿配合比並確定施工用配合比。
⑷現場搭設水泥倉庫、土的堆放倉庫及其他添加劑堆放庫，材料入庫。
⑸初步檢查中空管式長螺旋鑽機性能。
⒉放線、定樁位孔
按照基坑支護設計要求，在施工現場對樁位進行放樣，水泥土樁徑一般為400毫米、600毫米、800毫米，根據需要也可設計為300毫米、500毫米、700毫米等直徑。作為基坑支護止水擋土樁，可與鋼筋混凝土樁間隔設定，由鋼筋混凝土樁切割水泥土樁，形成兩兩咬合密實。見圖2。
圖2 壓灌水泥土樁在基坑截水帷幕中的平面設定
⒊長螺旋鑽機安裝、就位
⑴就位
鑽機安裝按照要求進行，鑽機就位後使鑽機機具的迴轉中心儘量與待鑽孔中心重合，確保其偏位滿足規範要求。
⑵檢查與試機
①檢查鑽機傳動機構工作是否正常，檢查泵送機構工作狀態是否正常。
②開鑽前，用自來水清洗整個管道，並檢查管道中有無堵塞現象，待水排完後，方可開鑽。
③鑽機就位後，必須平整，確保施工過程中不發生傾斜、移動。要注意保證機架和鑽桿的垂直度，其垂直度偏差不得大於1%。施工中採用吊錘觀測鑽桿的兩個方向垂直度和用水平尺測量機架的調平情況，如發現偏差過大，及時調整。
⒋鑽孔
長螺旋鑽機以正轉鑽進。鑽機工作時，根據地層結構，控制鑽機的工作速度和進度，第一次下鑽時一律採用低檔操作。
⒌製備水泥土漿
按確定的配合比，將選擇好的土、水泥及添加劑倒入強制式攪拌機加適量水混合攪拌。每盤攪拌時間不得少於1.5分鐘，使水泥和土得到充分拌合，無結塊。
⒍提鑽壓灌水泥土漿、成樁
鑽孔至設計深度後，將已充分拌合的水泥土漿料採用混凝土地泵泵送的方式，通過長螺旋鑽具內中空管道壓灌入已鑽成型的樁孔內，同時鑽機慢速提升鑽頭，灌入水泥土漿應連續作業，不得斷漿。製備好的水泥土混合料不得有離析現象，停置時間不得超過2小時。若停置時間過長，不得使用。
⒎樁頭振搗
當水泥土漿灌入到樁頂部分時，採用插入振動棒對樁頭進行人工振搗，插入深度約2~3米，待水泥土漿不冒氣泡後慢拔振動棒。
材料設備
施工單位採用《壓灌水泥土樁構築泥炭土地層基坑截水帷幕施工工法》所需的材料、設備如下：
設備
內置中空管式長螺旋鑽機、強制式或滾筒式混凝土攪拌機、混凝土地泵、插入式混凝土振動棒、 磅秤、手拖車、鐵鏟、施工用電纜、移動配電箱、砂漿試模等。
材料
普通矽酸鹽水泥、適合樁體用的粉土或黏性土、添加劑、早強劑或速凝劑、自來水等。
質量控制
施工單位採用《壓灌水泥土樁構築泥炭土地層基坑截水帷幕施工工法》的質量控制要求如下：
- 檢驗方法
⒈試開挖觀測鋼筋混凝土樁與壓灌水泥土樁咬合接觸情況，是否緊密不漏水。
⒉成樁7天可採用輕便觸探法進行樁身質量檢驗。
檢驗攪拌均勻性：用輕便觸探器中附帶的勺鑽，在水泥土樁身中心鑽孔，取出樁芯，觀察其顏色是否一致，是否存在水泥漿富集的“結核”或未被攪勻的土團。
⒊觸探試驗：當樁身1天齡期的擊數N10大於15擊時，樁身強度滿足設計要求；或者7天齡期的擊數N10大於30擊時，樁身強度也能達到設計要求。輕便觸探的深度一般不超過4米。
⒋成樁28天后，用鑽孔取芯的方法檢查其完整性、均勻程度及樁的施工長度。每根樁取出的芯樣由監理工程師現場指定相對均勻部位，送實驗室做（3個一組）28天齡期的無側限抗壓強度試驗，留一組試件做三個月齡期的無側限抗壓實驗，以測定樁身強度。同時做水泥土滲透係數試驗，要求不小於1.0×10米/天。鑽孔取芯率為1%~5%。
⒌對取芯後留下的空間應採用同等強度的水泥砂漿回灌密實。
- 外觀鑑定
⒈樁體圓勻，無縮頸和回陷現象。
⒉攪拌均勻，凝結體無鬆散。
⒊壓灌水泥土樁與鋼筋混凝土樁咬合接觸緊密，不漏水。
⒋群樁樁頂齊，間距均勻。
安全措施
施工單位採用《壓灌水泥土樁構築泥炭土地層基坑截水帷幕施工工法》施工時，除應執行國家、地方的各項安全施工的規定外，尚應遵守注意下列事項：
⒈嚴格執行國家、省市及工程所在地建設工程安全生產規定。
⒉所有電力線路和用電設備由持證電工安裝。使用的電源、照明、電動工具和機械要設定相應的漏電保護裝置或接地裝置。由專職電工負責日常檢查和維修保養。
⒊現場所有電動機械設備使用前按規定進行檢查、試運轉，作業完拉閘斷電鎖好電閘箱，防止發生意外事故。
⒋機械設備操作人員經考核合格後上崗操作。機械設備操作人員和指揮人員嚴格遵守安全操作技術規程，工作時集中精力，謹慎工作，不擅離職守。
⒌機械設備絕不帶病運行，不違規操作。
⒍所有的現場施工人員佩帶安全帽，特種作業人員佩帶專門的防護用具。
⒎所有現場作業人員和機械操作手嚴禁酒後上崗。
⒏在風力超過5級時，停止作業。
環保措施
施工單位採用《壓灌水泥土樁構築泥炭土地層基坑截水帷幕施工工法》的環保措施如下：
⒈現場定期灑水，減少灰塵對周圍環境的污染。
⒉裝卸或清理有粉塵的材料時，提前灑水。
⒊嚴禁在施工現場焚燒有毒、有害、有惡臭氣味的物質。
⒋加強機械設備的維修保養工作，確保機械運轉正常，降低噪聲。
⒌夜間施工時，儘量減小噪聲，施工時嚴禁大聲喧譁。
⒍進出施工現場的所有車輛不得鳴號，出現場時不污染道路和環境。
效益分析
施工單位採用《壓灌水泥土樁構築泥炭土地層基坑截水帷幕施工工法》的效益分析如下：
- 經濟效益
⒈節省了水泥用量。在同一工程上的水泥用量相比，按照理論計算，壓灌水泥土樁比深層攪拌水泥土樁節省20%的水泥，比旋噴樁節省50%的水泥。
⒉節省了工程投資。在同一工程上，採用壓灌水泥土樁支護深基坑的工程造價，比深層攪拌水泥土樁節省20%，比旋噴樁節省40%。
⒊施工速度快，縮短了施工周期。同一工程上，壓灌水泥土樁比深層攪拌樁縮短20%的工期。
- 社會效益
⒈壓灌水泥土樁可以使用在深層攪拌水泥土樁、旋噴樁作為支護止水擋土樁無法起作用的泥炭質土地層，止水效果好，基坑安全穩定。為後期施工提供了良好的工作環境，加快了後期工程的順利施工。
⒉該技術適用於任何地區的深基坑支護，質量可靠，具有推廣套用前景。
- 環境、節能效益
新型水泥土樁對周圍環境無污染。選用的土就地取材，施工中無振動，低噪聲，滿足綠色環保要求。
套用實例
施工單位採用《壓灌水泥土樁構築泥炭土地層基坑截水帷幕施工工法》的套用實例如下：
工程一：新建雲南省委辦公大樓人防工程
⒈工程概況
新建雲南省委辦公大樓人防工程位於昆明市廣福路與滇池路的交匯附近，十里長街與廣福路間，擬建建築物總設計面積約8000平方米，坑周長約430米。框剪結構形式，地下室埋深為-6.1米，局部-5.4米，包括600毫米厚換填墊層。地表標高為±0.00，局部-0.7米，坑深6.1米和5.4米，基礎設計形式為樁筏基礎。
⒉工程地質條件
擬建場地地貌上處於滇池盆地東北部，屬湖積平原地貌單元。根據80米鑽孔揭露地層，按照成因類型及沉積韻律、土層物理力學設計參數，將地基土層分為6個大層，從上而下分述如下：
一類∶人工填土和耕植層，為①大層。包括①1層、①2亞層。
二類∶第四系沖積、溝塘靜水沉積層粉土，為②大層。包括②、②1亞層及透鏡體。
三類：第四系湖沼相、湖相交替沉積層，包括③、④、⑤、⑥大層，主要由泥炭質土、粉土、粉砂、黏性土組成。
各地層自上而下為：①1素填土、①2耕土；②1淤泥；③泥炭質土：黑、黑灰夾褐色，飽和，軟-流塑狀態，高壓縮性；孔隙大，極鬆散，孔隙比e=3.01~8.04，平均值5.63；含水量平均為267%，有機質含量平均值達45.4%，為強泥炭質土，埋深約3.5米，平均厚度約6.0米；④1黏土、④2粉土、④3黏土、④4粉土、④5黏土；⑤1泥炭質土、⑤2黏土、⑤3粉土、⑤4泥炭質土、⑤5黏土。
⒊水文地質條件
穩定水位在地表下1.0~0.8米之間，主要為潛水，微具承壓性，含水層為粉土，主要為大氣降水及含水層的側滲補給。
⒋支護方案設計
鋼筋混凝土樁設計樁徑Φ600毫米，樁距0.90米，樁上連梁頂位於地表往下2.5米，樁長為13.80米，嵌固深度11.0米，樁配筋為主筋8Ф18，加強筋為Ф14@2000，箍筋為Ф6@200；樁身混凝土強度等級為C20。
壓灌水泥土樁設計：樁徑600毫米，樁長10米，樁端進入黏性土④1層不少於2.0米，位於後排，與前排兩個護坡樁相切。
⒌施工結果
該工程基坑支護樁從2005年3月正式開始施工，經過1個月完成全部支護樁工作量。先施工水泥土樁，後施工鋼筋混凝土樁，兩兩相切，通過現場試驗，取得了滿意的效果。尤其在開挖後檢驗、拍照，發現水泥土樁與鋼筋混凝土樁結合緊密，止水效果好。同時深基坑挖土及整個地下室施工階段，基坑安全，樁頂位移穩定。鋼筋混凝土樁與水泥土樁緊密結合，沒有發現漏水現象。
工程實例二：雲南海埂會議服務中心二期擴建基坑工程
處於昆明盆地滇池湖盆西北部的雲南海埴會議服務中心二期擴建基坑工程，地下室埋深為-5.I米，局部-5.4米。該基坑支護工程於2007年5月到6月施工，採用了壓灌水泥土樁與鋼筋混凝土樁相結合的擋土止水複合支護技術，壓灌水泥土樁長為17米，樁徑Φ500毫米。經開挖後發現鋼筋混凝土樁與該壓灌水泥土樁結合緊密，止水效果好，基坑位移觀測結果完全滿足了地下室工程的施工，該工程已竣工投入使用。
榮譽表彰
2009年10月19日，中華人民共和國住房和城鄉建設部以“建質[2009]162號”檔案發布《關於公布2007-2008年度國家級工法的通知》，《壓灌水泥土樁構築泥炭土地層基坑截水帷幕施工工法》被評定為2007-2008年度國家二級工法。
