水利樞紐工程中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) 

　　水泥攪拌樁施工主要是使用水泥作為固化劑，然后使用特制的攪拌機(jī)械進(jìn)行攪拌，對(duì)地基、漿液和粉體進(jìn)行充分全面的攪拌，確保軟土結(jié)構(gòu)的整體性、穩(wěn)定性，并且可以和天然地基組成復(fù)合型的地基。在實(shí)際的施工過(guò)程中，這種方法具有環(huán)保、振動(dòng)小、噪音低、機(jī)械化程度高、投入成本低、施工便利等方面的優(yōu)點(diǎn)，出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，補(bǔ)救的方法也非常的簡(jiǎn)單，所以在各種工程建設(shè)過(guò)程中被普遍使用。 

　　 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)概況 

　　此水利樞紐工程中，工程主要是由砂卵石、砂層、粘土、壤土等構(gòu)成，閘基底板位于壤土層上，高度為25.01m，閘下壤土在開(kāi)挖后的厚度為1.6～2.6m左右，承載力不高，下層的土壤層為粉細(xì)砂層，天然的承載力為181kpa，在砂層的下方為砂卵石層，承載力為310kpa，可以用來(lái)作為持力層，壤土和混凝土的摩擦系數(shù)為0.26。為了提高地基的承載力，在出水閘閘室的箱涵底板和兩側(cè)邊的空箱下面設(shè)置水泥土攪拌樁，使用格柵式的方法對(duì)水泥攪拌樁進(jìn)行布置，一共布置了8573根攪拌樁，樁的直徑為66cm。 

　　 3.技術(shù)方案的選取 

　　在水利樞紐工程建設(shè)過(guò)程中，基礎(chǔ)處理方法有水泥粉煤灰碎石樁法、振沖碎石樁法、強(qiáng)夯法、水泥土攪拌法、高壓噴射注漿法、灌注樁法等。其中水泥土攪拌法主要在淤泥質(zhì)土、淤泥、粉土、飽和黃土、素填土、無(wú)流動(dòng)地下水飽松散砂地基、粘性土地基中使用，使用這種方法進(jìn)行施工具有施工效率高、施工時(shí)間短、施工過(guò)程中噪音低、地面不隆起、不用擠土排污、環(huán)保、費(fèi)用低、施工設(shè)備簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。因此本工程使用水泥土攪拌樁進(jìn)行施工。 

　　 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。首先使用全站儀器對(duì)邊樁控制樁和深攪樁軸線進(jìn)行測(cè)量，驗(yàn)收合格后制作控制樁，確認(rèn)出具體的樁位，并使用竹筷標(biāo)出樁位，然后樁機(jī)就位，在沿線施工50m左右的外圍地區(qū)布置臨時(shí)的水準(zhǔn)點(diǎn)，并以此作為施工過(guò)程中對(duì)樁頂標(biāo)高進(jìn)行控制的主要參考依據(jù)。（2）樁基的具體定位。首先對(duì)樁機(jī)進(jìn)行左右前后的移動(dòng)，確保鉆頭和樁位的位置是對(duì)準(zhǔn)的，然后使用水平尺把樁機(jī)調(diào)平。對(duì)于不平的地面，要保證起重設(shè)備的水平，為了保證攪拌樁垂直施工，使用鉛錘球分別掛在機(jī)架的兩側(cè)，對(duì)機(jī)架的垂直度進(jìn)行控制。（3）制作水泥漿。在使用攪拌機(jī)進(jìn)行開(kāi)孔前，要先根據(jù)設(shè)計(jì)的比例對(duì)水泥漿進(jìn)行拌合，在壓漿前，首先把水泥漿倒進(jìn)集料斗中，水泥的使用量為83kg/m，水灰的比例為1：1，平均一組樁的水泥使用量為3991kg。（4）拌合下沉噴漿。對(duì)定位好的樁基進(jìn)行檢查后，使用鋼絲繩把攪拌機(jī)掛在起重機(jī)上，然后使用漿膠管對(duì)攪拌機(jī)和砂漿泵分別進(jìn)行連接，等到攪拌機(jī)冷卻水循環(huán)系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)后，將攪拌機(jī)啟動(dòng)，并把起重機(jī)的鋼絲繩放松，讓攪拌機(jī)憑借自身的重量沿著導(dǎo)向架緩慢下沉，當(dāng)下沉到設(shè)計(jì)的深度后即可停止，可以使用電流監(jiān)測(cè)表對(duì)下沉的速度進(jìn)行控制，通常情況下工作的電流要控制在70A以內(nèi)，下沉的速度為1～1.4m/min。當(dāng)下沉速度比較慢時(shí)，為了促進(jìn)鉆進(jìn)，可以使用清水補(bǔ)入到輸漿系統(tǒng)中，進(jìn)行鉆進(jìn)時(shí)，先使用鋼尺對(duì)鉆具的總長(zhǎng)度進(jìn)行測(cè)量，為了方便檢查，要使用紅漆將孔深的位置標(biāo)記出來(lái)。（5）攪拌噴漿和提升。在使用攪拌機(jī)鉆到規(guī)定的深度后，要檢查鉆進(jìn)的合格度，合格后即可將灰泵開(kāi)啟，把攪拌機(jī)中心管中的水泥漿壓入樁底，一邊攪拌一邊噴漿，直到把攪拌機(jī)提出地面，然后傳動(dòng)系統(tǒng)氣筒，轉(zhuǎn)動(dòng)的速度調(diào)整為二檔反轉(zhuǎn)，在灰漿量達(dá)到規(guī)定灰漿量的2/3時(shí)，一邊提升一邊旋轉(zhuǎn)，并保持噴漿，要按照設(shè)計(jì)的速度對(duì)攪拌機(jī)的提升速度進(jìn)行控制，通常0.31～0.49m/min，首次噴漿要把噴漿量控制在設(shè)計(jì)噴漿量71%。（6）復(fù)攪下沉的方法。 當(dāng)攪拌、噴漿和提升到規(guī)定的高度后，要立即停止提升，并調(diào)整傳動(dòng)系統(tǒng)為正轉(zhuǎn)，同時(shí)停止噴漿，使用二檔速度從�；颐嬷饾u向下進(jìn)行復(fù)攪，直到達(dá)到設(shè)計(jì)的深度。（7）對(duì)拌機(jī)進(jìn)行重復(fù)提升。當(dāng)復(fù)攪到規(guī)定的深度后，把傳動(dòng)系統(tǒng)調(diào)整成反向轉(zhuǎn)動(dòng)，并把灰漿泵開(kāi)啟，一邊攪拌一邊噴漿，直到把攪拌機(jī)從地面提出后，即完成了樁體的施工。（8）對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行清洗。使用適量的清水加入到集料斗中，并將灰漿泵啟動(dòng)，對(duì)管路中殘留的水泥漿進(jìn)行清洗，直到清洗到干凈為止，然后清洗干凈附著在攪拌樁頭上面的軟土。4 . 2攪拌樁施工過(guò)程中問(wèn)題的處理 

　　在攪拌樁施工的過(guò)程中，遇到了非常嚴(yán)重的樁頭下沉的情況，下沉的深度在1.3～2.1m左右。導(dǎo)致這種情況的出現(xiàn)主要是因?yàn)橥临|(zhì)為粉細(xì)砂層，有非常大的含水量，基坑處于地下水位的下面，并使用深井降水的施工方法進(jìn)行施工，使粉細(xì)砂層出現(xiàn)了流動(dòng)，水泥漿和細(xì)砂順著流水排出，從而引起樁體出現(xiàn)了下沉的情況。經(jīng)過(guò)分析和研究后，決定使用砂料對(duì)基坑進(jìn)行回填，回填的厚度為1米，停止基坑降水后，進(jìn)行拌合施工，在原來(lái)的基礎(chǔ)上把攪拌樁的長(zhǎng)度增加1米，使用分區(qū)填筑的方法進(jìn)行施工，然后進(jìn)行水泥攪拌樁的施工，有效地解決了樁頭下沉的問(wèn)題。

　　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）單樁復(fù)合地基的檢測(cè)。使用慢速維持法進(jìn)行試驗(yàn)，并使用手動(dòng)油泵逐級(jí)加載負(fù)荷，分別按照設(shè)計(jì)負(fù)荷的兩倍進(jìn)行試驗(yàn)，分四級(jí)卸載和八級(jí)加載，卸載量為分級(jí)荷載值的兩倍。使用工字鋼塔和鋼梁設(shè)置堆載的平臺(tái)，承壓板的大小為0.82、1.10、1.68m2。堆積沙袋來(lái)作為反力裝置。（2）單樁荷載試驗(yàn)的檢測(cè)。使用慢速維持荷載法進(jìn)行試驗(yàn)，并使用手動(dòng)油泵逐級(jí)進(jìn)行加載。每級(jí)荷載的加載量為56KN，初次加載為分級(jí)荷載的2倍，第二次加載到設(shè)計(jì)荷載的特定值，使用鋼梁、工字鋼搭設(shè)堆載平臺(tái)，并使用沙袋進(jìn)行堆積作為反力裝置。（3）試驗(yàn)的結(jié)果。單樁豎向抗壓極限承載力和單樁地基承載力均符合設(shè)計(jì)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)備主要由穿心錘、觸探桿、錐頭等組成。在檢測(cè)的過(guò)程中，首先把錐頭放在樁徑四分之一的地方，然后使用穿心錘對(duì)觸探桿進(jìn)行敲擊，把觸探豎桿打入到樁中，每打入100mm，就要對(duì)錘擊數(shù)進(jìn)行記錄，當(dāng)錘擊的數(shù)量在 50以上時(shí)，即停止試驗(yàn)。其中錘擊數(shù)量在10次以下的為不達(dá)標(biāo)。在檢測(cè)的過(guò)程中，所有樁的錘擊數(shù)均在15次以上，樁身的強(qiáng)度符合規(guī)定的要求。對(duì)樁芯進(jìn)行取樣觀察，可以看出噴漿非常的均勻，而且沒(méi)有夾泥的情況出現(xiàn)。 

　　6.分析工程的經(jīng)濟(jì)性 

　　使用水泥土攪拌樁的方法對(duì)地基的承載力進(jìn)行增加，并利用生產(chǎn)性試驗(yàn)和水泥土攪拌樁配漿室內(nèi)試驗(yàn)，對(duì)水泥的滲入量和水泥攪拌樁的水灰比進(jìn)行了優(yōu)化，選擇出了最佳的水泥滲入量和水灰比，而且在保證施工質(zhì)量的基礎(chǔ)上對(duì)水泥土攪拌樁的工藝進(jìn)行了適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)，提高了施工的效率，施工的工期縮短了一個(gè)多月，節(jié)省了300t的水泥量。保證了水利樞紐工程的順利完成。 

　　 7.結(jié)語(yǔ) 

　　通過(guò)使用水泥土攪拌樁的方法對(duì)淤泥地基和軟土地基進(jìn)行處理，可以有效提升地基的承載能力，在此工程中，通過(guò)使用水泥土攪拌樁的施工技術(shù)對(duì)水閘進(jìn)行施工，有效提高了地基的強(qiáng)度，得到了水泥攪拌裝在粉細(xì)砂和高水位壤土中施工的工程經(jīng)驗(yàn)，以及相關(guān)的技術(shù)參數(shù)和控制技術(shù)要求，為以后類似工程的施工提供了一定的參考依據(jù)。 

　　參考文獻(xiàn)： 

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