水泥攪拌樁在水閘工程的應(yīng)用探討

【摘要】水閘的應(yīng)用，有效地實現(xiàn)了人類對水的合理控制，減少了洪鬧、干旱災(zāi)害對人類的危害，給人們的生產(chǎn)生活帶來了諸多益處。然而水閘建造地方多淤泥軟土，如何對這些地方進行加固處理，防止水閘地基出現(xiàn)滑坡失穩(wěn)現(xiàn)象，成為了當(dāng)前水閘建設(shè)加工工程的重點和難點。本文以我國沿海地區(qū)為例，對該地區(qū)的水閘工程進行了分析，探討了水泥攪拌樁在水閘工程的具體應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】水泥攪拌樁；水閘工程；應(yīng)用

1、工程概況

本文以新龍灣水閘工程為例，探討了水泥攪拌樁在水閘建設(shè)工程中的具體應(yīng)用及最終效果。下面對該工程做簡要介紹：

新龍灣水閘工程共占地44.75畝，主要用于防洪、引水、通航以及改善水環(huán)境等，位于廣東番禹區(qū)沙灣鎮(zhèn)龍灣村內(nèi)，是一個多功能水利樞紐工程。工程地區(qū)巖土情況較為復(fù)雜，根據(jù)其具體成因可分為以下9類：（1）弱風(fēng)化細(xì)砂巖或黃岡巖，（2）強風(fēng)化花崗巖，（3）全風(fēng)化土層，（4）黏土—淤泥質(zhì)黏土，（5）含泥細(xì)沙，（6）淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土，（7）淤泥質(zhì)粘土，（8）粉質(zhì)粘土，（9）素填土。

根據(jù)該地區(qū)的地理土質(zhì)狀況，由于該地區(qū)地基土質(zhì)層主要以淤泥、粉土為主，工程技術(shù)人員經(jīng)過論證決定采用水泥樁攪拌法對地基進行處理。在前期的水泥攪拌樁室內(nèi)配比實驗中證實，該區(qū)域環(huán)境對混凝土結(jié)構(gòu)沒用腐蝕等危害因素，因此，該方法適宜。

2、施工準(zhǔn)備

室內(nèi)實驗：在工程實施前，需對該地區(qū)的土質(zhì)進行水泥加固室內(nèi)實驗，驗證工程實施方案的可行性。首先采集相關(guān)土樣，確定水泥土配比，并對不同水泥土配比的期齡、水泥參入比、成品抗壓強度等進行測定，確保找到最佳的配比方案。經(jīng)過實驗證實，采用425#普通硅酸鹽水泥按20%的參入量進行配置，其綜合工程技術(shù)指標(biāo)最佳。

攪拌樁施工設(shè)計：攪拌樁直徑為600mm，樁底至全風(fēng)化巖層，閘室樁間距1.10m；設(shè)計攪拌樁90d單軸抗壓強度應(yīng)大于1.8MPa且改樁縱向承載力為152.8KN，首樁間距保持為0.8m，墻樁間距為1.20m，閘壩地基承載力12.8kPa，下游副導(dǎo)墻樁地基承載力為149kPa。

3、施工過程

3.1 工藝原理

水泥攪拌樁法是加固飽和軟粘土地基的一種新方法。其主要利用水泥漿固化的作用，通過攪拌機械，邊鉆進邊向軟土噴射水泥漿液，并利用機械攪動強制進行均勻混合，由水泥漿和軟土產(chǎn)生一系列物理化學(xué)作用，最終形成抗具有較強抗壓強度、整體性、水穩(wěn)性的水泥加固土樁柱體復(fù)合地基，并由樁柱和周圍土基共同承受上部載荷。該方法施工簡單，經(jīng)濟性好，因此在水閘建設(shè)工程中被迅速推廣。

3.2 工藝流程

攪拌樁技術(shù)總的工藝為按噴漿工藝和四攪二噴工藝施工，其具體流程如下：

表層清理，①平整場地→②測定樁位→③樁機就位→④配置水泥漿液→⑤開鉆下攪拌桿→⑥噴漿攪拌、提升鉆桿→⑦重復(fù)下攪拌桿和噴漿提升過程→⑧復(fù)拌→⑨提升攪拌桿至地表→⑩移至下一樁。其中開鉆下攪拌桿的過程要保持鉆桿正向旋轉(zhuǎn)鉆進至設(shè)計標(biāo)高。噴漿攪拌、提升鉆桿的過程中要注意樁底噴漿時間應(yīng)保持30秒，且提升鉆桿時反向旋轉(zhuǎn)并勻速噴漿上升，至設(shè)計樁頂高度時保持噴漿30秒。復(fù)拌過程中桿和提桿攪拌時間與前面一直，但不噴漿。

3.3 工藝要求

（1）孔位布置：根據(jù)施工圖紙設(shè)計要求，嚴(yán)格測放施工軸線和孔位，水泥樁位實際位置與設(shè)計位置誤差應(yīng)控制在3cm之內(nèi)。同時，樁機平臺平整度與導(dǎo)向架垂直度誤差應(yīng)在1%以內(nèi)。

（2）設(shè)備：嚴(yán)格按照施工設(shè)安裝要求進行，成樁設(shè)備安裝應(yīng)保障其穩(wěn)固平整，保證施工過程中施工平臺的穩(wěn)固，從而確保工程質(zhì)量。與此同時，應(yīng)在樁架上安裝深度和斜度測試儀，確保樁架質(zhì)量。

（3）水泥漿液制備：根據(jù)前期室內(nèi)實驗測定的最佳配比制備水泥漿液，根據(jù)工程實際樁長計算出所需漿量，將相關(guān)材料放入攪拌機中制備水泥漿，檢驗合格后輸入蓄漿池為下一步做準(zhǔn)備。制備好的水泥漿儲存時間不能超過2小時，否則作廢。

（4）攪拌機預(yù)攪下沉：該過程中禁止沖水下沉。攪拌樁施工期間應(yīng)隨時注意基礎(chǔ)加固區(qū)的沉降變形程度，為以后的效果評定和維護過程提供科學(xué)依據(jù)。

（5）噴漿成樁：啟動灰漿泵，待噴嘴連續(xù)穩(wěn)定出漿時，開啟裝機，向下旋轉(zhuǎn)鉆進噴漿成樁。同時，控制輸漿速度，是注漿泵出口壓力保持在0.4至0.6Mpa，保持?jǐn)嚢杷俣群洼敐{速度一致，當(dāng)水泥漿液到達出漿口后，噴漿30秒直至漿液達到樁端。

（6）提升攪拌：嚴(yán)格控制樁頭施工質(zhì)量，當(dāng)噴漿口接近地面時，停止提升，攪拌數(shù)秒，確保樁頭質(zhì)量。

（7）成樁：完成以上工序后，即可完成一根樁的施工工作，清晰灰漿泵后，進行下一更樁的施工工作。

（8）保護工作：狀體完工28天后，為了保證工程質(zhì)量，樁頂以上的0.4米土層需進行人工開挖。

4、質(zhì)量監(jiān)控

重量是工程的生命線，因此，在整個工程中要把質(zhì)量關(guān)，確保水閘工程質(zhì)量。嚴(yán)格檢查施工所需各項材料，所用材料必須符合施工設(shè)計要求和質(zhì)檢要求。對出現(xiàn)質(zhì)量問題的材料應(yīng)直接作廢。

注漿攪拌時要選擇適當(dāng)?shù)乃俣龋ＷC噴漿均勻，對于地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的地方，應(yīng)采取針對性的措施進行處理，例如在對樁頂和樁底噴漿時，應(yīng)進行重復(fù)多次噴漿法等，加強樁身強度。

加強管理，嚴(yán)格把關(guān)施工工程中的各項信息，對出現(xiàn)的問題及時處理，定期檢查相關(guān)設(shè)備，防止施工過程中設(shè)備出現(xiàn)故障，影響施工質(zhì)量。同時，加強相關(guān)檢測工作。

5、施工效果

5.1 質(zhì)量檢測

芯樣檢測：主要是檢測攪拌樁的長度和結(jié)構(gòu)密度是夠符合設(shè)計要求。所抽取的6根芯樣，密度均勻，長度合標(biāo)。壓板載荷試驗：該試驗主要是對樁身強度進行檢測，在所抽取的6根芯樣總，2根29-51d齡期的抗壓強度值達到1.8MPa，其余4根48-53d齡期的芯樣抗壓強度在0.97至2.34MPa。單樁承載實驗：經(jīng)檢驗，個單樁極限承載均大于310KN，符合設(shè)計要求。

5.2 效果評價

根據(jù)檢驗結(jié)果，水泥攪拌樁實際性能已遠(yuǎn)超設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，大幅提高了水閘基礎(chǔ)加固效果。

6、結(jié)束語：

水泥攪拌樁技術(shù)在水閘工程中的運用，極大提高了水閘基礎(chǔ)的穩(wěn)固性，是一種工藝簡單，經(jīng)濟合理的施工方案。但在具體施工過程中，要嚴(yán)格施工程序，控制工程質(zhì)量。

參考文獻：

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作者簡介：劉昌顥（1984-01），男，湖北漢川人，大專，助理工程師，從事水利工程設(shè)計、管理等工作。