水泥粉噴樁在水閘淤泥基礎(chǔ)處理中的運(yùn)用

吳裕君

(東莞市運(yùn)河治理中心 ，廣東 東莞 523000)

水泥粉噴樁技術(shù)具有技術(shù)成本低且功效較好的特點(diǎn)，能有效強(qiáng)化軟弱地層的應(yīng)用效果，借助水泥土樁體提高工程項(xiàng)目的承載力，最大程度上降低沉降，為工程項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)效益和安全效益的共贏提供保障。

1 案 例

文章以潼湖圍陳屋邊水閘重建工程項(xiàng)目為例，該水閘始建于20世紀(jì)60年代，由于當(dāng)時(shí)的技術(shù)水平局限，以及水閘運(yùn)行多年，經(jīng)水工安全鑒定，水閘存在安全隱患，因此納入全國(guó)大中型病險(xiǎn)水閘除險(xiǎn)加固系列，實(shí)施原址、原規(guī)模、原功能拆除重建。工程項(xiàng)目屬Ⅲ等中型工程，但主要建筑物穿越2級(jí)潼湖圍大堤，因此，主要建筑物級(jí)別為2級(jí)，次要建筑物為4級(jí)。建設(shè)內(nèi)容為拆除原水閘及管理樓，新建水閘與管理設(shè)施等。原水閘坐落在謝崗涌石馬河出口河床上，經(jīng)技術(shù)部門在對(duì)工程項(xiàng)目地基進(jìn)行地質(zhì)分析后發(fā)現(xiàn)，存在水閘淤泥基礎(chǔ)，屬軟土地基，需配合必要的加固手段。

工程部門設(shè)計(jì)了2種方案：①土工布配合砂墊層鋪設(shè)；②水泥粉噴樁結(jié)構(gòu)。在進(jìn)行對(duì)比分析后了解到，方案一承載力參數(shù)不滿足設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，存在沉降量較大的問題，為此，工程部門決定采取水泥粉噴樁結(jié)構(gòu)強(qiáng)化地基基礎(chǔ)質(zhì)量，維護(hù)整個(gè)工程項(xiàng)目的綜合效果[1]。

具體參數(shù)如下：①全程復(fù)合攪拌樁，有效結(jié)節(jié)水泥土和下臥黏土層黏連的問題；②總樁數(shù)為7010根；③設(shè)計(jì)基礎(chǔ)樁長(zhǎng)為15-20m；④復(fù)合攪拌樁樁底入黏土層或含礫粗砂層下1m；⑤施工工藝采用粉噴施工工藝，原材采用水泥強(qiáng)度等級(jí)42.5R以上礦渣水泥，水泥慘入量約60kg/m；⑥攪拌樁樁身強(qiáng)度(現(xiàn)場(chǎng)抽芯)要求≥1.5MPa。

2 水泥粉噴樁工藝性試樁試驗(yàn)

為了保證水泥粉噴樁工藝應(yīng)用的合理性，要落實(shí)對(duì)應(yīng)的試樁試驗(yàn)操作。本工程的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方案中，對(duì)10根水泥粉噴樁進(jìn)行工藝性試樁處理，2根設(shè)為一個(gè)組，對(duì)應(yīng)設(shè)置的距離為進(jìn)入第二層黏土層0.5m和1m，借助半程復(fù)攪和全程復(fù)攪的方式予以測(cè)定，主要的測(cè)量參數(shù)包括鉆進(jìn)的速度、鉆進(jìn)的提升速度、噴灰的時(shí)間以及鉆機(jī)電流參數(shù)等，在進(jìn)行試樁試驗(yàn)7d之內(nèi)，全面了解鉆孔取芯的情況和數(shù)據(jù)。依據(jù)相應(yīng)的試樁試驗(yàn)分析獲取最適宜的操作要求，具體參數(shù)吐下：

1)樁身進(jìn)入到下層黏土層的具體距離為0.5m，此時(shí)，對(duì)應(yīng)的鉆機(jī)電流要控制在65A范圍內(nèi)。

2)鉆進(jìn)的實(shí)際應(yīng)用過程中，鉆進(jìn)速度和提升速度都要控制在1m/min以下。

3)成樁結(jié)構(gòu)在實(shí)際應(yīng)用中要配合使用全程復(fù)攪處理。

4)鉆頭到整個(gè)水泥粉噴樁的樁底要維持原地旋轉(zhuǎn)1min，并且配合灰罐的處理，間隔10s后提升鉆桿結(jié)構(gòu)。

基于此，配合施工部門以及監(jiān)理部門的具體要求，完善量化指標(biāo)的應(yīng)用管理機(jī)制，提高整個(gè)水泥粉噴樁施工的綜合水平[2]。

3 水泥粉噴樁在水閘淤泥基礎(chǔ)處理中的運(yùn)用方案

在確定基礎(chǔ)參數(shù)后，就要配合對(duì)應(yīng)的處理機(jī)制提高應(yīng)用效果，維持水泥粉噴樁的處理水平，提高水閘淤泥基礎(chǔ)處理效果。

3.1 基本工藝

在水泥粉噴樁施工工藝中，要按照“兩噴四攪”的基礎(chǔ)要求落實(shí)工藝處理方案，并且依據(jù)實(shí)際工程項(xiàng)目的操作要求對(duì)水泥總用量和噴漿次數(shù)等進(jìn)行集中管控，強(qiáng)化淤泥的處理效果[3]。而在施工參數(shù)確定的過程中，要結(jié)合工程基礎(chǔ)情況落實(shí)匹配的方案，基礎(chǔ)淤泥層較厚，抗剪強(qiáng)度較低，含水量大，因此，要結(jié)合設(shè)計(jì)要求完成現(xiàn)場(chǎng)試樁處理，參數(shù)見表1。

表1 水泥粉噴樁施工具體參數(shù)一覽表

3.2 具體施工環(huán)節(jié)

1)在粉噴樁施工下沉鉆頭開展鉆進(jìn)處理的過程中，要結(jié)合施工環(huán)境土質(zhì)的基本情況選擇對(duì)應(yīng)的檔位，確保能及時(shí)了解電流參數(shù)的變化程度，及時(shí)更換適宜檔位，避免應(yīng)用不當(dāng)造成的安全事故。

2)要結(jié)合噴粉攪拌的應(yīng)用要求，逐步完成提升操作，一般是慢檔提升，維持均勻攪拌的效果。例如，每次提升15mm，攪拌的軸轉(zhuǎn)動(dòng)頻率也要控制在1周以內(nèi)，從而避免管道堵塞等問題[4]。

3)避免粉噴的不均勻性，確保灰量參數(shù)符合基本設(shè)計(jì)要求。并且，送灰工作人員要結(jié)合電子秤的顯示數(shù)據(jù)對(duì)閥門以及風(fēng)壓參數(shù)等予以調(diào)整，最大程度上維持應(yīng)用的合理性和規(guī)范性。

4)在實(shí)際操作中，為了保證深層攪拌樁能和地面維持垂直關(guān)系，要匹配對(duì)應(yīng)的處理方案，確保機(jī)架和鉆桿的實(shí)際垂直程度，且整體偏差數(shù)值要控制在1.0%樁長(zhǎng)范圍內(nèi)。

5)水泥粉噴樁在實(shí)際操作中要維持噴粉施工的連續(xù)性，若是因?yàn)橐恍┰蛑型就Ｖ梗俅芜M(jìn)行時(shí)要保證攪拌頭能下沉到停止噴射點(diǎn)的1m以下，從而避免噴射質(zhì)量不滿足要求，提高噴粉的時(shí)效性。

6)在樁頂和樁底進(jìn)行噴粉處理的過程中，要利用復(fù)攪和復(fù)噴等方式維持質(zhì)量水平，尤其是在關(guān)鍵位置噴粉時(shí)，要確保原位攪拌時(shí)間在30s左右，從而一定程度上打造更加有效的施工效果[5]。

3.3 質(zhì)量控制方案

為了有效提升水泥粉噴樁施工的綜合水平，要結(jié)合質(zhì)量控制方案落實(shí)全過程管理機(jī)制，提高施工的綜合水平。本工程項(xiàng)目水閘是Ⅱ等大(2)型工程，因此，要從建設(shè)環(huán)節(jié)、設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)以及監(jiān)理環(huán)節(jié)等方面落實(shí)綜合質(zhì)量管控方案。

1)各部分各司其職。①設(shè)計(jì)部門要常駐工地，配合施工部門及時(shí)了解施工進(jìn)度，針對(duì)設(shè)計(jì)效果和施工水平的匹配度予以及時(shí)關(guān)注，從而提高綜合施工的水平。若是出現(xiàn)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)和實(shí)際施工不符的內(nèi)容，就要配合施工部門、監(jiān)理部門落實(shí)相應(yīng)的處理工序，提升管控效果和綜合水平。②施工部門要成立以項(xiàng)目經(jīng)理為組長(zhǎng)的基礎(chǔ)領(lǐng)導(dǎo)小組，并且配合具體的施工要求踐行全過程施工管理方案，按照設(shè)計(jì)規(guī)范落實(shí)科學(xué)化施工操作，提升整體施工效果。③項(xiàng)目的監(jiān)理部門要建立全程旁站監(jiān)理機(jī)制，確保能及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并予以糾正，發(fā)揮水泥粉噴樁施工的優(yōu)勢(shì)，提高水閘淤泥環(huán)境的固定效果。

2)要在施工方案結(jié)束后進(jìn)行對(duì)應(yīng)的施工質(zhì)量檢測(cè)，對(duì)樁體予以試驗(yàn)分析。①對(duì)樁結(jié)構(gòu)的輕便程度和觸探效果進(jìn)行檢測(cè)，在樁身7h后對(duì)30cm位置的貫入度進(jìn)行擊打測(cè)試，滿足設(shè)計(jì)要求。②抽芯測(cè)試，設(shè)計(jì)要求對(duì)水泥粉噴樁90天齡期的試件抗壓強(qiáng)度進(jìn)行分析為1.64MPa，數(shù)值在1.5MPa以上，整體樁身強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。③靜載試驗(yàn)測(cè)試，為了進(jìn)一步提高對(duì)粉噴樁加固效果的了解程度，要對(duì)其單樁結(jié)構(gòu)進(jìn)行豎向承載力的抽樣測(cè)試，對(duì)齡期為28d的樁結(jié)構(gòu)予以分析，參數(shù)為186.2kPa，高于140kPa，且對(duì)應(yīng)的最大沉降量在15mm以下，滿足質(zhì)量規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)[6]。

4 結(jié) 語

總而言之，在水閘淤泥基礎(chǔ)處理工作中應(yīng)用水泥粉噴樁施工方案具有一定的優(yōu)勢(shì)，能有效滿足規(guī)定設(shè)計(jì)要求，并且提高整體加固效果，配合對(duì)應(yīng)的質(zhì)量檢測(cè)方案，均符合工程項(xiàng)目的安全要求，能為工程項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)效益、安全效益以及管理效益的共贏奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。