水泥攪拌樁加固堤防工程的設(shè)計及優(yōu)化研究

滕娟　劉穎　吳澤昊

摘? 要：伴隨我國堤防工程施工技術(shù)不斷發(fā)展，“水泥攪拌樁技術(shù)”作為現(xiàn)階段我國提防工程施工較為常見方法，其重要性不言而喻。通過近年來大多研究發(fā)現(xiàn)，“水泥攪拌樁技術(shù)”的科學(xué)性與創(chuàng)新性對堤防工程項目質(zhì)量、效率影響頗大。本次研究將對水泥攪拌樁加固堤防工程的設(shè)計及優(yōu)化進行分析，為下一步工作開展提供依據(jù)參考。

關(guān)鍵詞：水泥攪拌樁;堤防工程;質(zhì)量控制;水泥

中圖分類號：TV871? ? ? ? ?文獻標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2020）07-0096-02

Abstract： With the continuous development of dike construction technology in our country， "cement mixing pile technology" is adopted as a common method of prevention engineering construction in our country at the present stage， and its importance is self-evident. Through most studies in recent years， it is found that the scientific and innovative nature of "cement mixing pile technology" has a great impact on the quality and efficiency of dike projects. This study will analyze the design and optimization of cement mixing pile strengthening dike project， and provide reference for further work.

Keywords： cement mixing pile; dike engineering; quality control; cement

1 水泥土攪拌樁方案具體設(shè)計

1.1 項目概述

該案例河道工程占地面積約0.9km2，在城市規(guī)劃中將該區(qū)域擬建為都市海景休閑度假區(qū)。主要建設(shè)項目包括：星級酒店、休閑娛樂設(shè)、高檔住宅小區(qū)等。通過資料調(diào)查后發(fā)現(xiàn)其區(qū)域原部分堤防工程防洪標(biāo)準(zhǔn)為4級，且堤防填筑土料質(zhì)量相對較差，容易產(chǎn)生塌方、滑坡、裂縫等情況。在歷年洪水災(zāi)害侵襲中經(jīng)常出現(xiàn)“漫頂”現(xiàn)象。并根據(jù)巖土工程勘察報告得出，其區(qū)域堤防基礎(chǔ)土層由淤泥、中細砂、填土、淤泥質(zhì)粉砂等物質(zhì)構(gòu)成。而淤泥材料的承載力特征值為70kPa、壓縮模量為3.75MPa、層厚2.36m，中細砂的承載力特征值為140kPa、壓縮模量為6MPa、層厚13.05m，淤泥質(zhì)粉砂的承載力特征值為75kPa、壓縮模量為2.57MPa、層厚8.59m。

1.2 方案具體設(shè)計

在水泥土攪拌樁方案設(shè)計中需要對該案例河道施工現(xiàn)場、施工目的進行考察分析，根據(jù)實際情況對加固技術(shù)進行針對調(diào)整。水泥土攪拌樁技術(shù)不是單一片面的簡單流程，而是更為科學(xué)、合理的系統(tǒng)布局。需要從多方面、多角度對其進行全面設(shè)計。水泥攪拌樁技術(shù)在案例河道工程施工中，適用于淤泥土質(zhì)、處理淤泥、粉土土質(zhì)等松軟地基?？梢耘c周邊土體形成一定的承受豎向荷載力，即復(fù)合型地基。在具體技術(shù)應(yīng)用中需要的參數(shù)進行合理設(shè)計，以深層攪拌樁為案例，其參數(shù)包括：樁體長度、置換率、水泥摻入量等，其具體設(shè)計方案如下：

（1）攪拌樁設(shè)計

攪拌樁設(shè)計是該案例河道堤防加固工程施工的重要前提，合理的攪拌樁設(shè)計可以起到極為重要的保障效果。攪拌樁設(shè)計前需要對工程河堤進行觀察分析。主要是由于海水起伏高度與海水沖擊角度會對河堤造成的影響。海水可能含有大量的硫酸根離子，在與水泥進行接觸過程中容易對水泥造成侵蝕。導(dǎo)致水泥攪拌樁體出現(xiàn)裂縫、破損等情況發(fā)生。使其承受力與硬度遭受嚴(yán)重破壞。因此，針對該問題現(xiàn)狀，在設(shè)計過程中一定要對水泥中的組織物質(zhì)進行考量。建立選擇礦渣及普通硅酸鹽水泥。其號標(biāo)它通常大于42.5，并對水泥中出現(xiàn)的膨脹結(jié)晶體數(shù)量進行科學(xué)控制，即在標(biāo)準(zhǔn)范圍之內(nèi)。其目的是加強水泥土的抗腐蝕、抗侵蝕性。

（2）樁長具體設(shè)計

通過對水泥土攪拌樁技術(shù)分析后發(fā)現(xiàn)，該樁裝底在對軟弱土層進行穿透過程中極易形成較強的持力層。即出現(xiàn)樁端阻力，使樁體沉降量明顯縮小。通過現(xiàn)場觀察后發(fā)現(xiàn)，該堤防工程主要為淤泥層之下，即（埋深12cm），其土質(zhì)結(jié)構(gòu)特點為層位穩(wěn)定、厚度頗大、性質(zhì)較好、黏土結(jié)構(gòu)等。出于防止樁體出現(xiàn)懸浮情況。應(yīng)選擇下臥黏土層為其底持力層。所以，設(shè)計其樁體深入土層為1.0m，樁底大致高程為-12.0m。樁頂高程應(yīng)該為原堤頂標(biāo)準(zhǔn)高度，應(yīng)設(shè)計樁長為15.0m[1]。

1.3 堤防加固設(shè)計方案優(yōu)化措施

在實際堤防加固攪拌樁施工過程中極易對地下淤泥產(chǎn)生攪動效果，這樣就影響了因施工造成的問題出現(xiàn)。使淤泥強度參數(shù)大幅度降低。影響性主要體現(xiàn)在堤防施工過程中出現(xiàn)局部失穩(wěn)狀況。因此，基于該問題現(xiàn)狀建議對堤外側(cè)進行兩級反壓平臺建造。并在海堤完全穩(wěn)定的情況下進行攪拌樁。同時，通過相關(guān)測試與試驗方法，將原工藝中的四攪兩噴模式轉(zhuǎn)變?yōu)樗臄囁膰娔Ｊ?，使樁體在水泥中的均勻性大幅度提升。在對樁體無側(cè)限抗壓強度進行檢測中發(fā)展，其強度為0.5MPa之上，其復(fù)合地基豎向承載力為189kPa之上。

針對上述問題，對該水泥攪拌樁進行科學(xué)優(yōu)化與重新布置，提升了經(jīng)濟比。經(jīng)過優(yōu)化后，該水泥攪拌樁由原來的6排變成了5排。其橫向間距為1.26m，該縱向間距為1.6m，并需要將樁體無側(cè)限抗壓強度設(shè)置為小于0.5MPa，該樁長打入淤泥穿過粉質(zhì)黏土為0.5m，施工方案優(yōu)化前后樁位布置見圖1。

2 提升水泥攪拌樁加固堤防工程質(zhì)量相關(guān)對策

2.1 進行精細化管理

在案例河道工程水泥攪拌樁加固堤防施工過程中建議采用“精細化”管理模式，精細化管理是提升樁體施工質(zhì)量的重要基礎(chǔ)。另外，形成樁體質(zhì)量成因主要在于對“施工細節(jié)”的程度重視，在攪拌、設(shè)計、下樁過程中往往會因細節(jié)問題的忽視，導(dǎo)致質(zhì)量事故的出現(xiàn)。所以，基于該問題現(xiàn)狀，建立施工質(zhì)量精細化管理模式，起到了細節(jié)控制、環(huán)節(jié)鞏固、質(zhì)量提升的實際作用，具體如下：第一、加強對水泥攪拌樁加固堤防工程施工的精細化管理，主要包括：攪拌作業(yè)質(zhì)量檢測、澆筑作業(yè)質(zhì)量檢測、混凝土比例質(zhì)量檢測、泥漿材料質(zhì)量檢測等，如發(fā)現(xiàn)問題堅決給予嚴(yán)肅處理。第二、細化施工流程，構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)施工評比機制，對水泥攪拌樁加固堤防施工細節(jié)進行標(biāo)準(zhǔn)制定，每一項步驟、施工環(huán)節(jié)、材料應(yīng)用、機械作業(yè)等必須以“標(biāo)準(zhǔn)機制”進行規(guī)范，并對其進行評比，如無質(zhì)量問題給予表揚及經(jīng)濟獎勵，如發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問題，必須進行嚴(yán)肅處理。

2.2 進行科學(xué)攪拌

混凝土攪拌應(yīng)嚴(yán)格按配合比備料，計量準(zhǔn)確，其允許誤差控制在：水泥、水、外加劑及其他混合材料±1%，具體標(biāo)準(zhǔn)要求如下：第一、原材料控制?；炷磷鳛橹匾牧?，在投入現(xiàn)場之前必須對其出廠合格證進行檢查，一定要避免其出廠日期超過2個月以上的水泥及相關(guān)變質(zhì)結(jié)塊等水泥進行采用。水泥、砂子等原材料按照相關(guān)規(guī)定進行見證取樣，并送具有資質(zhì)的試驗檢測機構(gòu)進行試驗。第二、配合比設(shè)計與控制。根據(jù)計算的配合比制作混凝土試塊，第一時間將其送檢到相關(guān)實驗機構(gòu)進行檢測，并提供基準(zhǔn)配合比。第三、噴漿料的計量攪拌控制。攪拌上料次序：先上符合標(biāo)準(zhǔn)的砂，后上水泥。交班時間不得少于3分鐘[2]。

2.3 提升施工技術(shù)人員專業(yè)素質(zhì)

第一、應(yīng)該對施工技術(shù)人員進行集中培訓(xùn)，不斷深化職業(yè)道德及核心素養(yǎng)，并明確責(zé)任機制，即定崗定位，如出現(xiàn)問題可以第一時間進行追查。同時，通過思想教育可以幫助施工人員樹立責(zé)任心，在培訓(xùn)過程中可以穿插質(zhì)量控制及施工保障等相關(guān)內(nèi)容。其次，開展全面的專業(yè)理論知識學(xué)習(xí)，以“保質(zhì)量、提效率”為主，并對施工理論知識及施工技巧進行傳授，讓施工技術(shù)人員可以在較短時間內(nèi)了解及掌握施工技巧。同時，應(yīng)該加強施工人員的實際工作經(jīng)驗，讓其多工作、多實踐，通過水泥攪拌樁加固堤防施工經(jīng)驗積累，為日后施工質(zhì)量提升打下重要基礎(chǔ)。第二、應(yīng)該從工程整體質(zhì)量出發(fā)，建立校企合作模式，大力吸引水泥攪拌樁加固堤防施工技術(shù)人才，只有技術(shù)人才的高端化才能滿足當(dāng)下堤防工程需求[3]。

3 結(jié)束語

綜上所述，通過對水泥攪拌樁加固堤防工程的設(shè)計及優(yōu)化進行分析研究，主要包括： 水泥攪拌樁加固樁堤防工程的重要性、水泥土攪拌樁方案具體設(shè)計，其包括水泥土攪拌樁方案具體設(shè)計、攪拌樁設(shè)計、樁長具體設(shè)計、堤防加固設(shè)計方案優(yōu)化措施、提升水泥攪拌樁加固堤防工程質(zhì)量相關(guān)對策，其包括精細化質(zhì)量控制、科學(xué)攪拌、提升施工人員綜合素質(zhì)等，從多方面、多角度對水泥攪拌樁加固堤防工程的設(shè)計及優(yōu)化進行闡明，為下一步工作開展奠定堅實基礎(chǔ)。

參考文獻：

[1]郭濤.水泥攪拌樁加固堤防工程的設(shè)計及優(yōu)化[J].赤峰學(xué)院學(xué)報（自然科學(xué)版），2012（10）：49-51.

[2]吳芳.淺議水泥攪拌樁與壓密注漿技術(shù)在京杭大運河（蘇州段）堤防加固工程中的應(yīng)用[J].中國水運，2019，609（02）：64-65.

[3]賓斌，蔣厚良，王雪龍，等.導(dǎo)水布袋復(fù)合壓密注漿樁技術(shù)在軟土質(zhì)堤防加固處理中的應(yīng)用研究[J].水利與建筑工程學(xué)報，2015（4）：183-187.