水利施工中水泥搅拌桩技术的运用

发布时间：2020-07-09

　　摘要：我国经济发展迅速，对各类基建设施的要求也越来越高，水利工程建设规模逐年增加。在水利工程建设中不可避免地需要面对软土地基的问题，水泥搅拌桩技术能够达到良好的处理效果。

　　关键词：水利;水泥搅拌桩技术;运用

　　引言

　　在水利工程中，水泥搅拌桩技术是一种将水泥作为固化剂的主剂，配合其他材料在一定范围内将软土和固化剂混合在一起形成桩体，使用专用钻头在地基深处进行强制拌和，软土硬结达到提升地基整体强度的目的。采用水泥搅拌桩处理软土地基效果非常显著，且处理完成后可以快速投入使用，从而提高地基强度的施工技术。

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　　1工程概况

　　某工程是一座以防洪、灌溉为主的大(2)型水利枢纽工程。工程主要建设内容:拆除老闸，重建12孔拦河闸及溢流堰，主体工程主要由上游铺盖、拦河闸闸室、下游消力池、上下游连接段、桥头堡、溢流堰等组成。拦河闸设计底板高程110.00m，溢流堰设计底板高程110.00m，消力池设计底板高程108.00m，均位于一层粒质砂土上部，该层土结构松散，易液化，设计建议对地基采取工程措施，在左右岸挡墙及裹头前趾后趾、拦河闸室底板及溢流堰首端、末端及消力池底板末端垂直水流方向各设一道水泥搅拌桩板墙对基础进行围封。桩径Φ500mm，厚350mm入岩0.5m，桩体水泥掺量12%。

　　2水利施工中水泥搅拌桩技术的运用

　　2.1施工准备

　　(1)平整施工场地，将地面上的杂物和所有障碍物(包括地下)都清除干净，包括基础构造与残留建筑垃圾。如果布桩路线上存在低洼处，需要进行清淤与抽水，并回填粘性土后将其夯实，注意回填不可使用杂填土。按设计要求完成对场地的开挖后，推土机进场将场地表面推平，并碾压至密实状态。在钻机施工区域内的场地其地面应坚实可靠，避免施工中钻机产生倾斜等现象，在必要的情况下支垫枕木，同时还要设置排水坡，在场地两侧开挖临时排水设施，避免积

　　水对钻孔施工造成影响。

　　(2)施工开始前认真核查场地的地质，确认是否和设计图纸相符，如果不相符，应立即通知相关部门进行处理。

　　(3)在工点采集有代表性的土样，送交实验室开展配合比试验，通过试验确定水泥计量及不同外加剂使用后对应的抗压强度，然后通过对比分析确定最佳的参数，包括水灰比、水泥剂量、外加剂类型与掺加量。本工程设计要求桩身28d强度必须达到1.5MPa以上。

　　(4)完成室内试验后进入场地开始现场调查，根据试验确定的参数对各项原材料实际用量进行计算。

　　(5)组织施工队伍负责人，对其做全面的安全与技术交底，使其明确工程的设计意图和施工中需要的要点问题。

　　(6)做好施工机械设备进场准备工作，并对其进行必要的检查和维修，使其处在最佳工况，确保施工能够顺利完成。

　　(7)沿钻机设计行走路线进行轨道铺设，使钻机平稳行走至指定位置。

　　(8)连接好现场的水路及电源，对机械设备作必要的试运转，确定是否满足设计和施工要求。

　　(9)为灌浆施工准备好需要的材料。

　　(10)做好现场的供水供电，铺设临时便道，修筑必要的临时设施，对废浆处理池与泥浆池需要采取有效的安全防护措施。

　　(11)按照设计要求设置好桩基的水准基点桩与测量控制桩，并经复核确认无误，在桩位使用白灰作出明显标记。

　　(12)采用经室内实验确定的配比进行试桩，通过试桩确定与设计要求相符的参数，或对原参数进行调整，由监理工程师审核确认合格后方可用于大面积施工。

　　2.2工艺流程

　　(1)检查好搅拌桩机各部的连接，喷浆系统、液压系统、电气系统各部分安装调试情况及管路、浆罐的密封连接情况是否存在异常，做好调整和紧固工作，一切正常后，方可进行操作。浆罐装满料后，进料口必须加盖密封。安装钻机时，应将钻机对准桩位，准确调平桩机机身以保证桩的垂直度。

　　(2)在深层搅拌机预搅调试的同时，待压浆前将浆液放入集料斗中拌制浆液。

　　(3)在第一次搅拌下沉后，需启动搅拌桩机转盘，等待搅拌头转速正常后，钻杆沿导向架搅拌下沉，通过档位调控下沉速度应，工作电流不得大于额定值(60A)。

　　(4)在下沉到达工程标准深度后，需停止钻机，钻头反转，启动拉紧链条装置，按设计标准确定的提升速度边喷浆搅拌边提升钻杆，使浆液和土体充分拌和。

　　(5)在搅拌钻头提升至设计桩顶标高后，采用重复搅拌下沉至设计深度，下沉速度需按照设计标准要求进行。

　　(6)在下沉到达设计深度后，慢速重复喷浆搅拌提升，当喷浆搅拌提升至标准桩顶标高后采用慢速以保证桩头施工质量，当灰浆到达设计桩顶标高后原位喷射搅拌30s。

　　(7)当搅拌钻头提升到地面以上时，停止主电机，停止空压机。

　　(8)通过桩机自身系统，将桩机移到下一个桩位施工。

　　2.3施工注意事项

　　开钻前应清洗管道，并检查是否存在堵塞现象，待冲洗用水排放干净后才能正式开始下钻。开钻前要在钻机上悬挂吊锤，确保桩体垂直度满足设计标准要求，钻进过程中可以通过吊锤与钻杆上、下、左、右距离控制钻进角度。检查成型搅拌桩水泥用量、泥浆拌制罐数、压浆期间是否断浆，合理控制喷浆搅拌、提升时间及复搅次数。控制桩体水泥浆用量、每米掺合量，在施工现场设置水泥浆比重测试仪器，以便现场工作人员可以随时对水泥浆水灰比进行抽检，确保水灰比能够满足设计标准要求。水泥搅拌桩施工采用二喷四搅工艺，首次下钻为避免堵管可带浆下钻，控制喷浆量即可，严禁带水下钻，每根成桩时间应不少于40min，喷浆压力不小于0.4MPa。为保证水泥搅拌桩整体质量，首次提钻喷浆时要在桩底进行短暂停留磨桩端，上提钻机时将余下水泥浆全部喷入桩体，在到达桩顶时要磨桩头。搅拌桩施工使用叶缘喷浆搅拌头，浆液离开叶片可以向桩体中心移动，随叶片转动，浆液在桩体土层中的分布较为均匀。现场施工要严格控制喷浆和停浆时间，开钻后要保持连续作业，严禁未喷浆情况下进行钻杆提升作业，并严格控制储浆罐内浆液储量。施工中若发现喷浆量不足，需要依照标准进行整桩复搅、复喷，若遇不可控因素导致喷浆中断，应记录相应深度数值，12h内补喷处理，超12h应进行补桩。

　　结语:通过上述介绍，可以看出水泥搅拌桩工艺质量的好坏对水利工程起着关键作用。采取可靠的施工工艺，可以降低工程成本，提高施工效率。更可为类似工程提供经验。——论文作者：蒋忠文