双轮铣深搅工艺水泥土搅拌墙在基坑支护中的应用

1、双轮铣深搅工艺水泥土搅拌墙在基坑支护中的应用摘要：本文结合工程实践，介绍双轮铳深搅工艺水泥土搅拌墙（CSM ）在软土地 区的深基坑围护结构中的应用，阐述该工法的工艺流程、施工要点和实施效果， 达到止水功能的要求，满足支护结构的稳定。关键词：CSM；软土地区；深基坑；止水CSM（Cutter Soil Mixing，铳削深层搅拌技术），是一种新型、高效、环保的 水泥土搅拌墙施工技术。此工艺应用原有的液压铳槽机结合深层搅拌技术进行创 新的岩土工程施工新技术。双轮铳深层搅拌设备有导杆式、悬吊式两种机型，导 杆式双轮铳削掘深度达55m，悬吊式双轮铳削掘深度可达80m。双轮铳深搅工艺 水泥土搅拌墙（CS

2、M）广泛应用于基坑止水围护结构和水利及地下工程防渗等领 域。工程概况1.1项目概况龙华街道183街坊286B-3地块项目位于上海市徐汇区，占地面积48463.3m2, 总建筑面积193115.96 m2 （其中地上建筑面积107369.87 m2，地下建筑面积 85746.09 m2），项目拟建9幢1017层住宅楼、3幢517层的商业办公楼。设 有地下2层整体地下室，基坑开挖面积约为40902.6皿，周长1133.2m，开挖深 度为10.6m，局部13.75m，基坑安全等级二级。1.2项目地质情况本项目离黄浦江边最近距离约40米，通过地质勘查及抽水试验分析，场地内 的微承压水主要为2层砂质粉土

3、（普遍分布）和3夹层砂质粉土夹粘土（局 部分布），土层层面起伏较大，其中，第2层层顶最浅埋深约19.28m，最深埋 深约33.05m，第3夹层层顶最浅埋深约28.64m，最深埋深约42.83m经验算，本工程常规开挖域基坑底部土体抗2层微承压水稳定性不满足要 求，基坑承压水稳定性问题突出。为了避免发生渗漏、流砂、管涌等不良地质现 象，保护基坑工程施工安全，减少周边地层因水位降低导致的沉降变形，保护周 边环境安全，故采取止水帷幕隔断微承压含水层（隔断承压含水层深约 3044.5m）。根据项目不同区域地层情况，止水帷幕分别采用长度为30.0m、 34.5m、39.5m和44.5m的等厚水泥土搅拌墙（

4、CSM），墙厚均为700mm。CSM设备特点CSM设备成桩深度最大可达55米，远大于常规设备；其成桩尺寸、深度、 注浆量、垂直度等参数控制精度高；设备的自动化程度、信息化系统控制，可在 施工过程中实时控制施工质量；设备功效高，原材料（水泥等）利用率高；设备 对地层的适应性强，从软土到岩石地层均可实施切削搅拌。为了能达到最佳的止 水效果，经考察相类似工程及施工工法，本项目选用双轮铳深搅工艺水泥土搅拌 墙（CSM ）止水帷幕形式。CSM工法施工工艺3.1 CSM工法简介双轮铳深层搅拌设备有导杆式、悬吊式两种机型。本项目采用导杆式（见图 1），其主要原理是通过特制机架与凯氏导杆连接，运用钻杆下端的一

5、对液压铳 轮相向旋转，对原地层土进行铳削及搅拌，同时掺入一定比例的水泥浆，与被搅 碎的土层充分搅拌混合后，形成具有一定强度和良好止水性能的水泥土连续墙。 CSM设备不但可以施工单一的防渗墙，而且可以在槽段内插入H型钢，形成集挡土、止水于一体的墙体。图1导杆式双轮铣设备3.2 CSM工法工艺流程（1）场地回填平整施工前，必须先进行场地平整，清除施工区域内的表层障碍物，素土回填夯 实，路基承重荷载以能行走50吨大吊车及步履式重型桩架为准。（2）测量放线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。（3）开挖沟槽根据基坑围护内边控制线，采用2.0挖土机开挖沟槽，并清除地下障碍物， 导沟

6、宽1.01.5米，深0.81.0米，开挖沟槽余土应及时处理，以保证正常施工。（4）定位复核及桩机就位根据搅拌桩桩位在平行沟槽方向放置一根定位控制线，在控制线上根据搅拌 桩中心距离做好每幅桩的定位标记。CSM设备就位，铣头与槽段位置对正。（5）下沉和提升铣削搅拌头旋转下沉持续深入地下，与土体充分搅拌。CSM水泥土搅拌墙在下沉 和提升过程中均应注入水泥浆液，同时严格控制下沉和提升速度。并做好每次成 桩的原始记录。（6）完成一幅墙体后移至下一幅墙体，重复步骤4、5。3.3施工参数本项目水泥土搅拌墙设计幅长2800mm，宽700mm，搭接400mm。采用P.O 42.5普通硅酸盐水泥，水泥掺量18%，

7、水灰比1.2，水泥浆液比重为1.435。钻机 下沉速度5080cm/min，提升速度80100cm/min，施工过程中泵送压力大于 0.53MPa，空压机送风0.40.5Mpa且泵送流量要求恒定。施工机械的平整度 和机架的垂直度保持稳定，墙体的垂直度偏差不得超过0.5%，墙体偏差不得大于 50mm。3.4施工顺序及方法本工程基坑总体划分为2个基坑，分别称为东坑及西坑（见图2），止水帷 幕共由546幅水泥土搅拌墙组成，其中东坑268幅，西坑278幅，东西坑各采用 一台双轮铣深层搅拌设备分别进行施工（产生两幅冷缝），历时工期48天，比 预期工期提前7天左右，之后便进行围护灌注桩施工。CSM工法前一

8、幅与后一幅墙体采用相互间隔跳幅施工，幅与幅之间搭接为 400mm，相邻两幅已施工搅拌墙之间净距为2000mm。一经施工应采取连续作业， 若相邻两幅等厚度水泥土搅拌墙施工时间超过24小时以上，该搭接处作为冷 缝处理，处理法式是在外面按品字型的形状再加一幅同深度水泥土搅拌墙。图2基坑分布图3.4施工要点为确保桩长、桩身强度和均匀性，CSM工法施工控制要点如下：（1）严格按照设计要求配置浆液，对每一幅等厚度水泥土搅拌墙做一次泥浆 比重测试，并做好记录（图3泥浆比重测试）。（2）严格控制下沉速度，使原状土充分破碎以利于同水泥浆液均匀拌和。（3）浆液不能发生离析，水泥浆液应严格按照预定配合比制作，为防止

9、灰浆 离析，放浆前必须搅拌30秒以上再倒入存浆桶。（4）压浆阶段不允许发生断浆现象，输浆管道不得堵塞，全桩须注浆均匀， 不得发生夹心层。（5）发生管道堵塞，立即停泵进行处理。待处理结束后立即把钻具上下沉 1.0m后方能注浆，等1020秒后恢复正常搅拌，以防断桩。（6）对溢出的泥土及浆渣及时堆放在指定的集土坑内，待达到一定强度后及 时组织土方外运。（7）前台操作与后台供浆应密切配合，联络信号必须明确，前台搅拌机喷浆 提升的次数和速度必须符合已定的施工工艺，后台供浆必须连续，一旦因故停浆， 必须立即通知前台，为防止断桩和缺浆，宜将搅拌机下沉至停浆点以下1m，待 恢复供浆时再喷浆提升。（图4全自动后

10、台搅拌系统）（8）桩顶设计标高与施工场地地面标高接近时，应特别注意桩头的施工质量， 搅拌机自地面以下1m喷浆搅拌提升出地面时，宜用慢速，当喷浆口即将出地面 时，宜停止提升，搅拌数秒，以保证桩头均匀密实。（图5前台操作控制系统）图3泥浆比重测试 图4全自动后台泥浆搅拌系统图5前台操作控制系统实施效果该基坑自2016年10月开始实施至2018年4月完成了地下室工程，历时18 个月。通过施工期间的监测，基坑外水位较稳定，基坑开挖后坑底无积水，基坑 未出现管涌、流砂及渗漏等现象。双轮铣深搅水泥土搅拌墙良好的止水效果使得 围护支护结构保持正常、稳定，其结构安全性也通过了实践考验。本项目基坑工程施工受到了

11、区建交委、区建设工程质量安全监督站的一致好 评，并于2017年9月组织了区综合创优观摩活动，邀请全区在建项目相关工程 人员来本工程就深基坑施工时对安全、质量、环保等方面的管理进行了观摩交流。结束语本文通过上海市龙华街道183街坊286B-3地块项目案例，证明采用CSM工 法在临江、软弱地基等复杂工况下的应用，可确保安全可靠、良好抗渗效果。该 工法因施工深度深、止水效果好、施工效率高而且施工技术愈渐成熟等特点，将会在深基坑项目中被广泛地使用。参考文献：曾保红.双轮铣深层搅拌水泥土墙（CSM工法）在某工程中的应用J.建材 世界，2014（S2）： 537-540.严皇.水泥深层搅拌法在地基处理中的应用J.工业，2016，30（7