本文摘要：【摘要】近年來，我國水利工程建設(shè)規(guī)模不斷擴大，地基處理是水利工程的重要組成部分，地基處理工作是設(shè)計、施工過程中必須要面臨的基礎(chǔ)性問題。而在水利工程建設(shè)過程中經(jīng)常會碰到軟土地基，為提升其穩(wěn)固性，可以采用水泥攪拌樁技術(shù)進行處理。水泥攪拌樁技術(shù)
【摘要】近年來，我國水利工程建設(shè)規(guī)模不斷擴大，地基處理是水利工程的重要組成部分，地基處理工作是設(shè)計、施工過程中必須要面臨的基礎(chǔ)性問題。而在水利工程建設(shè)過程中經(jīng)常會碰到軟土地基，為提升其穩(wěn)固性，可以采用水泥攪拌樁技術(shù)進行處理。水泥攪拌樁技術(shù)相較于其他軟基處理方式造價低、施工便利，能夠有效保證水利工程地基的穩(wěn)定性。論文闡述了水泥攪拌樁加固軟基的基本原理及其成樁工藝的種類，分析了水利工程軟基中水泥攪拌樁技術(shù)設(shè)計應(yīng)用過程中需要關(guān)注的內(nèi)容，以及其施工應(yīng)用和質(zhì)量檢查措施。
【關(guān)鍵詞】水利工程;軟土地基;水泥攪拌樁;設(shè)計;施工
水利工程論文投稿刊物：《廣東水利水電》(月刊)創(chuàng)刊于1972年，由廣東省水利水電科學(xué)研究院主辦。 本刊是廣東省水利水電系統(tǒng)唯一持有國家統(tǒng)一刊號和國際標準刊號的綜合性水利水電技術(shù)刊物，國內(nèi)外公開發(fā)行�？锏臋谀吭O(shè)置涵蓋水利水電及相關(guān)行業(yè)的各個方面。讀者對象為水利水電、土木工程、水運、航道整治、環(huán)境工程、水土保持、城鎮(zhèn)給排水等行業(yè)從事規(guī)劃、設(shè)計、施工、管理及科研工作的科技人員、管理干部和有關(guān)院校的師生。
1引言
我國經(jīng)濟發(fā)展迅速，對各類基建設(shè)施的要求也越來越高，水利工程建設(shè)規(guī)模逐年增加。在水利工程建設(shè)中不可避免地需要面對軟土地基的處理問題，水泥攪拌樁技術(shù)能夠達到良好的處理目標。水泥攪拌樁利用水泥作為固化劑，使用專用鉆頭在地基深處進行強制拌和，配合其他材料在一定范圍內(nèi)將軟土和固化劑混合在一起形成樁體，軟土硬結(jié)達到提升地基整體強度的目的。采用水泥攪拌樁處理軟土地基效果非常顯著，且處理完成后可以快速投入使用。
2水泥攪拌樁技術(shù)概述
2.1水泥攪拌樁加固軟基的基本原理
水泥攪拌樁利用深層攪拌設(shè)備，將固化劑、軟土、摻合劑進行強制攪拌，促使固化劑、土體之間能夠充分發(fā)生理化反應(yīng)，形成一定強度的水泥土加固體，最終使軟基發(fā)生硬結(jié)，進而提升水利工程地基強度。水泥攪拌樁技術(shù)相較于其他地基處理方式，具有施工成本較低、環(huán)境污染小、作業(yè)周期短等特點[1]。
2.2水泥攪拌樁技術(shù)成樁工藝的類型
水泥攪拌樁與天然地基共同形成深層攪拌樁復(fù)合地基，其主要的成樁工藝包括以下3種類型：1)水泥漿液攪拌成樁。施工前在地面將水泥調(diào)制成水泥漿，然后將調(diào)制完成的泥漿通過管道輸送至地下，與地基土進行拌和，待拌和完成地基會逐步凝固，最終達到提升軟土地基物理特性的目標。2)水泥粉攪拌成樁。使用壓縮空氣將松散干燥的水泥粉通過管道輸送至地下，與地基土進行拌和，借助軟土地基中的孔隙水形成水化反應(yīng)后逐步凝固，最終達到提升軟土地基物理特性的目標。3)水泥土樁夯實：選擇單一土質(zhì)材料，與水泥按照一定比例進行均勻混合，然后將混合后的水泥分層回填注入到樁孔內(nèi)，然后進行強力夯實，最終形成質(zhì)地均勻的水泥土樁，其強度主要受水泥膠結(jié)作用影響。
3水利工程軟基中水泥攪拌樁技術(shù)應(yīng)用
3.1水泥攪拌樁技術(shù)設(shè)計應(yīng)用過程中的注意事項
水泥攪拌樁技術(shù)應(yīng)用前要進行試樁，檢驗復(fù)合地基是否滿足水利工程建設(shè)設(shè)計標準，并結(jié)合現(xiàn)場試樁結(jié)果確定樁基制作工藝流程、水泥摻入比例，關(guān)注樁基的均勻性。試樁可以選擇非主要的地基部位進行作業(yè)，且不少于4根。試制樁間距要滿足水利工程標準建設(shè)要求�，F(xiàn)場進行試驗時，要提交相應(yīng)的生產(chǎn)性試驗計劃，并報送相關(guān)人員進行審批，設(shè)計人員要關(guān)注試驗成果，關(guān)注其制樁工藝要求、試驗數(shù)據(jù)等內(nèi)容。水泥攪拌樁及處理后的復(fù)合地基相關(guān)參數(shù)應(yīng)滿足工程設(shè)計標準，所采用的設(shè)備、成樁機具等性能、指標、參數(shù)必須滿足水利工程施工標準要求[2]。
3.2水泥攪拌樁技術(shù)施工應(yīng)用
3.2.1施工前準備
事先平整施工區(qū)域，將樁位地上、地下的障礙清除干凈，對于低洼處要及時進行黏土回填，不得使用雜土回填。選擇等級強度、質(zhì)量滿足要求的普通硅酸鹽袋裝水泥，并提前將水泥樣品送至指定試驗室進行檢驗。施工過程中涉及的各類設(shè)備、機具要配備完善的監(jiān)測控制設(shè)備，以便能夠有效控制水泥漿用量，各類施工機械要具備良好性能，及時安排專人進行設(shè)備維保，確保設(shè)備運行穩(wěn)定，在設(shè)備正式投入使用前，要經(jīng)監(jiān)理工程師和項目經(jīng)理部進行檢查驗收。
3.2.2現(xiàn)場施工工序現(xiàn)場施工的具體工序如下：
1)根據(jù)樁位設(shè)計平面圖進行樁位放樣，確定每一處樁基的具體位置。2)根據(jù)樁位放樣結(jié)果確定鉆機位置，檢驗、調(diào)整鉆機，待鉆機定位后鉆頭應(yīng)正對樁位中心。3)啟動鉆機鉆進至設(shè)計深度，同步啟動高壓注漿泵，使水泥漿通過管道進入被攪動的土層當(dāng)中，攪動使水泥、土層能夠充分拌和，現(xiàn)場攪拌過程中要安排專人進行讀數(shù)記錄，掌握現(xiàn)場鉆進變化情況。重復(fù)攪拌、提升鉆至設(shè)計深度，并確保水泥漿能夠到達樁體頂部，然后關(guān)閉高壓注漿泵，停止攪拌成樁結(jié)束，然后鉆機移動到下一個樁位重復(fù)以上過程進行現(xiàn)場施作[3]。
3.2.3施工注意事項
開鉆前應(yīng)清洗管道，并檢查是否存在堵塞現(xiàn)象，待沖洗用水排放干凈后才能正式開始下鉆。開鉆前要在鉆機上懸掛吊錘，確保樁體垂直度滿足設(shè)計標準要求，鉆進過程中可以通過吊錘與鉆桿上、下、左、右距離控制鉆進角度。檢查成型攪拌樁水泥用量、泥漿拌制罐數(shù)、壓漿期間是否斷漿，合理控制噴漿攪拌、提升時間及復(fù)攪次數(shù)。控制樁體水泥漿用量、每米摻合量，在施工現(xiàn)場設(shè)置水泥漿比重測試儀器，以便現(xiàn)場工作人員可以隨時對水泥漿水灰比進行抽檢，確保水灰比能夠滿足設(shè)計標準要求。水泥攪拌樁施工采用二噴四攪工藝，首次下鉆為避免堵管可帶漿下鉆，控制噴漿量即可，嚴禁帶水下鉆，每根成樁時間應(yīng)不少于40min，噴漿壓力不小于0.4MPa。
為保證水泥攪拌樁整體質(zhì)量，首次提鉆噴漿時要在樁底進行短暫停留磨樁端，上提鉆機時將余下水泥漿全部噴入樁體，在到達樁頂時要磨樁頭。攪拌樁施工使用葉緣噴漿攪拌頭，漿液離開葉片可以向樁體中心移動，隨葉片轉(zhuǎn)動，漿液在樁體土層中的分布較為均勻。現(xiàn)場施工要嚴格控制噴漿和停漿時間，開鉆后要保持連續(xù)作業(yè)，嚴禁未噴漿情況下進行鉆桿提升作業(yè)，并嚴格控制儲漿罐內(nèi)漿液儲量。施工中若發(fā)現(xiàn)噴漿量不足，需要依照標準進行整樁復(fù)攪、復(fù)噴，若遇不可控因素導(dǎo)致噴漿中斷，應(yīng)記錄相應(yīng)深度數(shù)值，12h內(nèi)補噴處理，超12h應(yīng)進行補樁。
3.3質(zhì)量檢查措施
在水泥攪拌樁成樁7d后可以使用輕便能探法對樁體質(zhì)量進行檢驗。使用輕便觸探器的勺鉆在樁體中心鉆孔取樣，觀察樣本顏色變化情況，了解攪拌均勻程度、水泥土強度等方面的參數(shù)，確保水泥攪拌樁的整體強度能夠滿足水利工程設(shè)計標準要求。采用輕便觸探法的深度一般不宜大于4m。在成樁完成后，橫向承載水泥土28d后、豎向承載水泥土90d后，使用鉆芯取樣的方式檢查樁體完整性、攪拌均勻度、樁基整體強度、樁體垂直度等方面參數(shù)。一般情況下，鉆芯取樣頻率為1%~1.5%，單軸水泥攪拌樁樁徑為500~550mm，最大600mm，固化劑常用等級強度為32.5/42.5。水泥摻量除塊狀加固時可用被加固濕土質(zhì)量的7%~12%外，其余宜為12%~20%。加固深度：濕法小于20m，干法小于15m[4]。
4結(jié)語
地基處理是水利工程建設(shè)期間必須重視的問題之一，特別是對于部分軟土地基，需要利用水泥攪拌樁技術(shù)來保證地基的穩(wěn)定性。水泥攪拌樁技術(shù)應(yīng)用成本較低、設(shè)備要求簡單、施工周期較短，有利于提升水利工程建設(shè)效率，降低建設(shè)成本，是一種相對較好的軟基處理方式。因此，需要充分了解水泥攪拌樁在水利工程設(shè)計和施工中的應(yīng)用情況及具體要求，才能更好地發(fā)揮其作用，確保水利工程建設(shè)順利開展，為經(jīng)濟、社會發(fā)展貢獻應(yīng)有的力量。
【參考文獻】
【1】趙利平,曾斕,張建球.水泥摻量對水泥攪拌樁復(fù)合地基承載力的影響研究[J].西部交通科技,2019(4):82-86.
【2】李大爭.水利工程軟土地基處理中水泥攪拌樁技術(shù)的應(yīng)用探析[J].科技展望,2015,25(11):31-32.
【3】溫祖經(jīng),李東廣,梁孝蒙.淺談水泥攪拌樁在水利工程中軟基礎(chǔ)處理的應(yīng)用技術(shù)[J].城市建筑,2012(15):60-63.
【4】唐旭東,方萍.小議水利工程中軟基處理的水泥攪拌樁施工技術(shù)[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品,2011(3):59-60.
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