浅析水利工程水泥搅拌桩的施工要点

浅析水利工程水泥搅拌桩的施工要点

冯炳钊

冯炳钊

（连平县建筑工程公司）

摘要：在水利工程中，水泥搅拌桩尤其重要，因此本文详细论述了怎样控制水泥搅拌桩的施工过程，以及在施工过程中怎样处理遇到的障碍物，同时阐述了需要控制成桩的质量，以期对水利工程水泥搅拌桩的施工有所裨益。

关键词：水利工程；水泥搅拌桩；施工

工程概况

本文选取一个Ⅱ等的水利工程为实例，来具体分析水利工程水泥搅拌桩中的施工要点，该工程的总提防堤段的长度为1007.6m，工程的布置是桥向左岸扩3孔，退堤幅度在40米以内。由于受到交通便道以及征地红线的制约和限制，因此工程的开挖边坡比较陡。同时避免对周边的建筑物以及环境产生过多的影响，使地基的加固，主要采用水泥搅拌桩。而在基础开挖的施工过程中，淤泥质土导致塌方的现象，因此运用了水泥灌注桩和搅拌桩来对基础进行加固，最终促使工程得以顺利开展和完成。

1施工准备

地基水泥搅拌桩:桩径Φ600mm,有效桩长为14.81m(高程2.91~-1.19m),桩底要求打至粉细砂与淤泥质土层或砂砾石层,应该将水泥搅拌桩布置成梅花型。基坑开挖边坡支护水泥搅拌桩:桩径Φ600mm,有效桩长为8.31m(高程4.41~-3.90m),无空钻。水泥掺入量15%、单桩竖向承载力≮125kN、水泥土强度标准值(与桩身水泥土相同的室内加固土试块在标准养护下90d龄期无侧限抗压强度)≮2.0MPa这三项是水泥搅拌桩的主要的设计指标。

SBJ40型深层搅拌机是本工程在水泥搅拌桩施工过程中所采用的搅拌机械，这种机械能够将加固的深度加大到十八米。为了使搅拌机的工程得以充分的发挥，还准备了以下几种配套的材料以及设备：200L灰浆拌制机、电缆和胶管、HB6-3型柱塞式灰浆泵、普通离心泵、0.5m3灰浆集料斗。运用深层的搅拌机械来制作水泥搅拌桩，为了改善地基，采用水泥作为地基深处的固化剂，使其充分的和软土进行混合，从而使地基具有很大的强度以及谁稳定性。在加固软土地基的过程中使用水泥搅拌桩，能够有效的降低噪声污染以及环境污染，减少对周边建筑物的影响。这种方法在高速公路、大面积堆场、建(构)筑物的地基等软土地基的加固中运用的比较多，软土层中的基坑开挖、管道开挖或河道开挖的边帮支护和防止底部管涌、隆起;软土地基基坑开挖和其他工程的防渗帷幕等,能够有效的促使地基承载能力得到提高，同时增加边坡的稳定性。减少工后的不均匀沉降,避免渗漏,促使液化能力得到提高。

2施工控制

2.1施工进度的影响因素

由于退堤扩孔工程一般是城镇堤防工程，因此其涉及的问题非常之多，包括房屋的拆迁、自来水管、邮电线等多方面的问题。需要花大量的时间和精力来做好前期处理工作，导致可施工的工作面狭窄。又由于搅拌桩工区与居民楼距离不远，为了防止噪声扰民，施工只能在白天进行，这会缩短有效的施工时间。同时由于水泥搅拌桩的强度一般增长比较慢，因此要经过一段较长的时间才能继续开展上部的工程施工，但是受制于工期的影响，如果不能有效的控制水泥搅拌桩的施工进度，则会对整个工程的施工产生不利的影响。

2.2解决进度的控制措施

要促使水泥搅拌桩的施工能够如期完成。既要做好前期的准备工作，又要采取相应的技术手段和措施，从而使得水泥搅拌桩能够符合强度的要求。技术措施主要有以下几种：

(1)应该根据工程的施工强度以及施工的力量，施工单位要适时地进行相应的调整。如果调整允许，应该将搅拌机的数量从之前的四台扩充到六台。从而提高施工的速度。

(2)提高水泥强度等级。不同等级的水泥，对水泥搅拌桩产生一定的影响。为了使其早期的强度得以提高，应该选用P·O42.5水泥，可以将搅拌桩的强度提高25%左右。要对进场的水泥进行强度测试，合格之后才能够被投入使用。成桩后3~7d内随机抽检35根搅拌桩进行轻型动力触探(N10)试验。通过试验可发现，若水泥搅拌桩搅拌越均匀，则其强度越高。7d龄期的N10比天然地基的N10高1倍以上,按照规范，这种强度的桩身已经符合要求。

3施工中遇障碍物的处理

3.1障碍物情况

如果在大堤桩号0+153~0+221段的搅拌桩施工中,遇到砖墙、木桩等杂物，则会妨碍钻进工作的继续开展。

3.2处理措施

应该按照施工现场的具体情形，采取有针对性的措施和方法来处理障碍物。

(1)当障碍物距离地面的高度超过两米时，要先对障碍物进行挖除，在继续施工搅拌，直到达到设计的深度。

(2)如果障碍物距离地面的高度超过两米或者无法挖除障碍物时，应该继续搅拌，直到不能下钻方可。之后应该增厚该段混凝土挡墙底板，增厚的厚度大概为10厘米左右。

4成桩质量的控制

成桩质量控制的好坏会对水泥搅拌桩的加固效果产生很大的影响。因此要注意保障原材料的质量、控制施工的工艺以及做好施工的记录这几个方面控制成桩质量。

4.1保障原材料质量

(1)水泥。水泥的质量会对成桩质量产生巨大的影响。主要从以下几个方面来控制水泥的质量。首先，在进场之前，应该用于施工的水泥做抽样试验，合格之后才能够进场。其次，应该根据施工的进度来确保水泥供应的数量与质量，避免过期、变质的水泥进场。最后，对于进场后的水泥采取水泥土强度试验。详细的做法是：在施工现场取拟被加固土样和拌和水,用塑料袋封装运至现场试验室,并用备样水泥按确定的配合比用人工充分拌和,制成试块并按规定养护,若7d龄期的水泥土试块达到标准强度的30%以上,才能在工程中是使用该批水泥。水泥土试块90d龄期无侧限抗压强度试验共做了106组,其值集中2.2MPa至4.0MPa之间,平均为3.0MPa,高于设计要求的2.0MPa,达到了规范以及设计的要求。

(2)确保水质分析检验合格，从而控制水的质量。

(3)制浆。应该根据单桩的长度以及相关的试验结果要确定单桩的水泥用量。制浆要根据设计的水灰比来进行，之后在进行拌制，同时不能停止对已经备好的浆液的搅拌，避免出现水泥浆离析现象的产生。应该将浆液过滤之后，才能将之导入集料斗中，否则则可能因浆液结块而导致泵体被损害。

4.2施工工艺控制

(1)保证垂直度。注意搅拌机的平整度并控制导向架对地面的垂直度,偏斜率≯1%。

(2)确保桩位准确度。使用经纬仪放出每块挡墙底板上的各排桩位线,同时将桩位的中心用小竹桩标定出。所测放的桩位轴线经复核后予以保护,桩位放样误差≯5cm。

(3)要将喷浆搅拌均匀，避免断桩的出现。水泥浆的提升速度、喷出量以及提升次数要根据试验已经确定的参数进行严格控制，从而使喷浆能够搅拌均匀。应该将灰浆泵的出口压力维持在0.4~0.6MPa,确保水泥浆能够连续不断地喷人到地基的土层之中，同时确保其被搅拌均匀。要将重复搅拌的提升速度以及下沉速度进行严格的控制，从而确保加固深度范围内的任何一个深度够被充分的搅拌。保证水泥浆液供应的及时性与连续性。如果因突发状况而需要中断，则应该把搅拌头下沉到停浆面以下0.5m处,直到供浆恢复之后才能够继续搅拌，否则则容易导致断桩的出现。

4.3施工记录控制

安排专门的人来专门负责水泥喷浆的施工和水泥搅拌桩的成桩的记录，记录人员应该根据实际情况每米的下沉量、送浆时间、施工桩长、提升时间等参数。如果发现施工中存在问题，应该向监理工程师报告，共同探讨对策，并在施工记录中予以记

5成桩质量的检测

5.1配合比及成桩试验

按照《建筑地基处理技术设计规范》中的相关规定,水泥土搅拌法用于处理泥炭土、有机质土、塑性指数Ip>25的黏土、地下水具有腐蚀性以及无工程经验的地区时,应该采用现场试验的方法从而将其适用性得以确定。主要原因是地基的加固需要以合适使用的水泥搅拌桩作为前提保证。

在这个工程中，要经过对水泥土的室内配合比试验之后，才能够将水泥的水泥土强度的增长规律、掺入量和水灰比确定从而计算出强度和出龄期之间的关系。按照室内配合比试验得出最佳参数,现场选定2个桩位来试桩,按照试桩的实际情形和试桩检测报告,从而将施工方案以及各个技术参数确定。(见表1)。

5.2承载力试验(现场载荷试验)

按照JGJ79—2002《建筑地基处理技术设计规范》的规定,竖向承载水泥土搅拌桩地基竣工验收时,运用复合地基载荷试验和单桩载荷试验来检验承载力。这也是作为有效以及可靠的方法来检验水泥搅拌桩加固地基效果。

从设计要求以及规范来看，此工程的单桩载荷试验的结果与复合地基载荷试验都达到了要求，其中静载试验共检测一十六根桩,检测结果都超过了设计要求的125kN(详见表2)。