出水閘水泥土攪拌樁的施工技術(shù)

井緒東

【摘要】在我國(guó)建設(shè)水利工程中，由于水泥土攪拌樁技術(shù)擁有著施工周期短、設(shè)備使用少、建設(shè)成本低等多個(gè)優(yōu)點(diǎn)，所以在水利樞紐工程的施工里面被普遍的使用。與此同時(shí)，水泥土攪拌樁的施工技術(shù)也密切的影響著水利工程的整體的質(zhì)量。所以，本篇文章重點(diǎn)討論的是水利樞紐工程中的出水閘水泥土攪拌樁的施工技術(shù)。

【關(guān)鍵詞】水利樞紐工程； 出水閘 ；水泥土攪拌樁 ；施工技術(shù)

水泥是水泥攪拌樁施工中重點(diǎn)使用的固化劑，其需要通過(guò)特定的攪拌機(jī)械對(duì)其攪拌，必須對(duì)粉體、地基以及漿液進(jìn)行全面并且充分的攪拌，以保證軟土結(jié)構(gòu)方面的穩(wěn)定性和整體性，同時(shí)也可以與天然地基組合成復(fù)合型的地基。在目前所進(jìn)行的施工里面，這種技術(shù)擁有著噪音低、機(jī)械化程度高、總成本較低、振幅相對(duì)小、環(huán)保、建設(shè)簡(jiǎn)單等多個(gè)優(yōu)點(diǎn)，而一旦出現(xiàn)問(wèn)題，處理的辦法也相對(duì)比較簡(jiǎn)單，故而在很多的工程建設(shè)過(guò)程里都會(huì)得到使用。

1.工程簡(jiǎn)介

某水利工程水閘的主要建筑物為一級(jí)，消能防沖設(shè)備、進(jìn)出口連接建筑物等次要建筑物為三級(jí)，閘的具體位置為干堤的內(nèi)部，和干堤腳的距離大概為210m左右，主要由穿堤涵洞段、啟閉設(shè)備、進(jìn)口檢修閘、啟閉交通設(shè)施、出口防洪閘、閘室下游消力池、閘室上游護(hù)坦、進(jìn)出口翼墻等構(gòu)成。使用八孔涵洞結(jié)構(gòu)，每?jī)蓚€(gè)孔連接一次，共連接4次，閘底板的高度為24.1m，樞紐的總長(zhǎng)度為235.1m，其中進(jìn)口閘室單孔的大小為8.1×7.3m，閘室的長(zhǎng)度為15.9m；出口閘室的長(zhǎng)度為27.9米，單孔的大小為8.1×7.3m，穿堤涵洞的段長(zhǎng)為61m，單孔的大小為8.46×7.21m，下游消力池和海漫的長(zhǎng)度為75.31m，閘上游護(hù)坦的長(zhǎng)度為57.09m。

2.工程的地質(zhì)條件

在水利樞紐工程里面，工程的主要構(gòu)成是粘土、砂層、壤土、砂卵石等，閘基底板建設(shè)在壤土層上，其高度固定在25.01米，閘下的壤土在施工之后的厚度在1.6米至2.6米之間，其承載力中等或中等偏下，而下方的土壤層是粉細(xì)砂層，其自身所擁有的承載力是18181kpa，而砂層的下層是砂卵石層，其天然承載力是310kpa，其被用來(lái)做持力層是可以的，混泥土跟壤土之間的摩擦系數(shù)是0.26。為了使地基的承載力得以提高，我們將水泥土攪拌樁設(shè)置在出水閘閘室兩個(gè)側(cè)面的空箱和箱涵底板的下方，對(duì)水泥攪拌樁應(yīng)用格柵式的技術(shù)進(jìn)行施工，整體使用8573根攪拌樁，每個(gè)樁的直徑是66厘米。

3.技術(shù)方案的選取

在水利樞紐工程的施工里面，振沖碎石樁方法、強(qiáng)夯方法、灌注樁方法、高壓噴射注漿方法、水泥粉煤灰碎石樁方法、水泥土攪拌方法等是其基礎(chǔ)的施工辦法。而在粉土、粘性土地基、飽和黃土、淤泥、無(wú)流動(dòng)地下水飽松散砂地基、素填土、淤泥質(zhì)土里面運(yùn)用的水泥土攪拌的方法，這個(gè)方法在實(shí)際的施工中具備環(huán)保、成本低、使用的設(shè)備操作簡(jiǎn)單、地面不會(huì)隆起、施工周期短、施工所產(chǎn)生的噪音低、施工效率高、省去了排污擠土等優(yōu)勢(shì)。所以水泥土攪拌樁在本工程中被普遍的應(yīng)用。

4.水泥攪拌樁的施工技術(shù)

4.1水泥攪拌樁具體的施工流程

（1）放樣測(cè)量。第一步通過(guò)全站儀器測(cè)量深攪樁和邊樁控制樁的軸線，等到通過(guò)驗(yàn)收后，對(duì)控制樁進(jìn)行制作，計(jì)算出樁位的具體位置，同時(shí)利用竹筷對(duì)樁位進(jìn)行標(biāo)記，之后將樁機(jī)準(zhǔn)備好后，在其沿線施工50米左右的邊緣位置設(shè)立短時(shí)間的水準(zhǔn)點(diǎn)，同時(shí)根據(jù)這個(gè)來(lái)當(dāng)作施工過(guò)程中對(duì)樁頂標(biāo)高進(jìn)行管控的首要的參照憑證。

（2）樁基的準(zhǔn)確定位。第一步是將樁機(jī)前后左右的進(jìn)行移動(dòng)，要保證樁位與鉆頭位置一致，之后通過(guò)水平尺將樁機(jī)進(jìn)行調(diào)平。在不平整的地面上，起重設(shè)備一定要確保水平，而為了使攪拌樁一定是垂直作業(yè)的，就要在機(jī)架的兩邊分別掛一個(gè)鉛錘球，以此來(lái)控制機(jī)架的垂直度。

（3）水泥漿的制作。在通過(guò)攪拌機(jī)進(jìn)行開(kāi)孔的施工前，首先需要依據(jù)原料的比例進(jìn)行水泥漿的拌合，而壓漿之前，開(kāi)始就要在集料斗中倒入水泥漿，水灰的配比是1：1，水泥的配入按83kg/m，那么我們就可以得出一組樁的水泥平均使用量為3991千克。

（4）拌合下沉噴漿。檢查好安裝完成的樁基之后，通過(guò)鋼絲繩的使用，在起重機(jī)上掛上攪拌機(jī)，之后將漿膠管分別與砂漿泵和攪拌機(jī)進(jìn)行連接，待攪拌機(jī)冷卻水循環(huán)系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)正常之后，再開(kāi)啟攪拌機(jī)，同時(shí)放松起重機(jī)上的鋼絲繩，使得攪拌機(jī)由于本身的重量順著導(dǎo)向架慢慢的下沉，一旦下沉至所設(shè)定的位置就將其停止，而為了控制好其下沉的數(shù)度，我們可以利用電流檢測(cè)表，一般情況中要將電流設(shè)定在70A之內(nèi)，這樣下沉的速度就在1至1.4m/min。如果發(fā)現(xiàn)下沉的數(shù)度非常慢的時(shí)候，為了加快鉆入速度，我們需要將清水倒進(jìn)輸漿系統(tǒng)里，在鉆進(jìn)作業(yè)進(jìn)行時(shí)，需要用鋼尺測(cè)量好鉆具的總長(zhǎng)度，而為了之后檢測(cè)方便，我們可以將孔深的地方用紅漆進(jìn)行標(biāo)注。

（5）攪拌噴漿和提升。當(dāng)攪拌機(jī)鉆入的深度到達(dá)規(guī)定位置后，就需要對(duì)鉆進(jìn)是否合格進(jìn)行檢查，一旦合格就可以啟動(dòng)灰泵，將位于攪拌機(jī)中心管里面的水泥漿注進(jìn)樁底，在攪拌的同時(shí)進(jìn)行噴漿，攪拌機(jī)提出地面后再將其停止，之后將系統(tǒng)氣筒轉(zhuǎn)動(dòng)，以二檔反轉(zhuǎn)的速度進(jìn)行調(diào)整，當(dāng)灰漿量到達(dá)2/3的規(guī)定量后，需要在提升的同時(shí)對(duì)其進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，并且噴漿保持好

，需要根據(jù)已定的速度控制好攪拌機(jī)的提升數(shù)度，一般0.31至0.49m/min，第一次噴漿需要控制噴漿量是已定噴漿量的71%。

（6）復(fù)攪下沉的方法。 一旦提升、攪拌和噴漿到達(dá)設(shè)計(jì)的高度后，需要馬上對(duì)提升進(jìn)行停止，將傳動(dòng)系統(tǒng)調(diào)整為正轉(zhuǎn)，同一時(shí)間將噴漿停止，然后以二檔的速度從?；颐媛南蛳聫?fù)攪，一直到規(guī)定的位置。

（7）對(duì)拌機(jī)進(jìn)行重復(fù)提升。如果復(fù)攪到達(dá)了設(shè)計(jì)的位置后，將傳動(dòng)系統(tǒng)再次調(diào)整為方向傳動(dòng)，同時(shí)開(kāi)啟灰漿泵，將攪拌和噴漿同時(shí)進(jìn)行，等到攪拌機(jī)脫離地面后，就標(biāo)記著樁體的建設(shè)完成了。

（8）清洗系統(tǒng)。在集料斗中倒入一定量的清水，同時(shí)開(kāi)啟灰漿泵，清洗下管路里面殘留的水泥漿，在完全清洗干凈之后，再對(duì)攪拌樁上面附著的軟土進(jìn)行清洗。

4.2攪拌樁施工過(guò)程中問(wèn)題的處理

當(dāng)攪拌樁在作業(yè)的時(shí)候，如果出現(xiàn)了很嚴(yán)重的樁頭下沉的狀況，其下沉的深度位于1.3米至2.1米之間。那么我們就可以確定，導(dǎo)致這種結(jié)果的原因是土質(zhì)為粉細(xì)沙層，其含水量過(guò)大，使得基坑的位置在地下水面的下方，在用深井降水的辦法進(jìn)行作業(yè)時(shí)，粉細(xì)砂層發(fā)生了流動(dòng)，細(xì)砂以及水泥漿隨流水一起排出，從而導(dǎo)致樁體下沉情況的出現(xiàn)。而通過(guò)研究以及分析，我們可以通過(guò)對(duì)基坑進(jìn)行砂料的回填進(jìn)行補(bǔ)救，回填的厚度設(shè)定成1米，暫?；拥慕邓螅_(kāi)始拌合作業(yè)，將攪拌樁的長(zhǎng)度在原有的基礎(chǔ)上增加1米，施工的時(shí)候用分區(qū)填筑法，之后再開(kāi)始水泥攪拌樁的作業(yè)，這樣可以將樁頭下沉的問(wèn)題從根本上解決。

5.對(duì)施工的質(zhì)量進(jìn)行檢查

5.1單樁復(fù)合地基和單樁負(fù)荷的檢測(cè)

（1）對(duì)單樁復(fù)合地基進(jìn)行檢測(cè)。試驗(yàn)的時(shí)候用慢速維持法，通過(guò)手動(dòng)油泵慢慢的加載負(fù)荷，根據(jù)規(guī)定負(fù)荷的兩倍進(jìn)行兩次試驗(yàn)，一次用四級(jí)卸載，一次用八級(jí)加載，卸載量是分級(jí)荷載量的二倍。將鋼梁、工字鋼搭作為平臺(tái)進(jìn)行堆載，承壓板的大小是0.82平方米、1.10平方米、1.68平方米；里面的反力裝置使用堆積沙袋。

（2）單樁荷載試驗(yàn)的檢測(cè)。試驗(yàn)的時(shí)候用慢速維持法，通過(guò)手動(dòng)油泵慢慢的加載負(fù)荷。每級(jí)荷載的加載量是56 KN，第一次加載是分級(jí)荷載的兩倍，而之后的加載量是規(guī)定荷載的規(guī)定值，將鋼梁、工字鋼搭作為平臺(tái)進(jìn)行堆載，里面的反力裝置使用堆積沙袋。

（3）試驗(yàn)的結(jié)果。單樁地基承載力以及單樁豎向抗壓極限承載力都滿足規(guī)定的要求。

5.2使用輕型動(dòng)力觸探進(jìn)行檢測(cè)

輕型動(dòng)力觸探設(shè)備中的構(gòu)件有錐頭、觸探桿、穿心錘等。進(jìn)行檢測(cè)的時(shí)候，第一步是將錐頭安置在樁徑四分之一的位置，之后使用穿心錘敲擊觸探桿，將觸探豎桿敲擊進(jìn)樁內(nèi)，同時(shí)記錄好每次敲入100毫米的錘擊數(shù)，一旦錘擊數(shù)大于50的時(shí)候，就要停止試驗(yàn)。而不達(dá)標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)是10次以下的錘擊數(shù)。進(jìn)行檢測(cè)的時(shí)候，若樁的錘擊數(shù)全部大于15的時(shí)候，那么就標(biāo)記樁的強(qiáng)度是滿足規(guī)定要求的。取樣樁芯進(jìn)行檢測(cè)，能夠發(fā)現(xiàn)噴漿十分的均勻，并且?jiàn)A泥的狀況沒(méi)有出現(xiàn)。

6.工程的經(jīng)濟(jì)性 分析

利用水泥攪拌樁的辦法增強(qiáng)地基的承載力，同時(shí)根據(jù)水泥土攪拌樁配漿室內(nèi)試驗(yàn)以及生產(chǎn)性試驗(yàn)，將水泥攪拌樁的水灰比以及水泥的滲入量?jī)?yōu)化，得到最優(yōu)的水灰比以及水泥滲入量，并且在確保施工質(zhì)量的同時(shí)，水泥土攪拌樁的方法也做了部分的改進(jìn)，將施工的效率進(jìn)行了提高，施工的周期減少了一個(gè)多月，水泥的使用量少了300噸，也順利的完成了水利樞紐工程。

7.結(jié)語(yǔ)

利用水泥土攪拌樁的辦法處理軟土地基以及淤泥地基，使得地基所具備的承載能力得以增強(qiáng)，在本項(xiàng)工程里，利用水泥土攪拌樁的施工方法對(duì)水閘進(jìn)行作業(yè)，可以使地基的強(qiáng)度進(jìn)行顯著的提升，當(dāng)我們有了水泥攪拌樁在高水位壤土以及粉細(xì)砂中的作業(yè)的工程經(jīng)驗(yàn)、與其相關(guān)的技術(shù)參數(shù)以及控制技術(shù)的要求后，就會(huì)為之后類似的工程施工提供部分的參考依據(jù)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 程高暉，丁桂清，朱信濤，陳偉.水閘施工的質(zhì)量控制對(duì)策[J]. 智能城市. 2016（11）