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摘要：本文结合工程实例，对水利工程水闸软基处理中水泥搅拌桩的技术应用进行了探讨。
关键词：水利工程；水闸；软基处理；水泥搅拌桩；技术应用
Abstract: combining with practical engineering, the water conservancy project locks in soft foundation treatment of cement mixing piles of application technology are discussed in this paper.
Keywords: water conservancy projects; Locks; Soft foundation treatment; Cement mixing pile; Technology application
中圖分类号：TV文献标识码：A 文章编号：
一、前言
水闸通常建在河道、渠道及水库、湖泊岸边，这些地区一般淤泥、淤泥质土等软土分布广、厚度大。软土为高压缩性、低强度土，工程力学性质差，这给水闸工程带来了很多不利影响。在水闸施工的过程中必须对深厚的软土进行地基处
理，而水泥搅拌桩的施工工期短，无大量废土外运，很适合水闸基础加固。本文结合工程实例，对水利工程水闸软基处理中水泥搅拌桩的技术应用进行了探讨。
二、工程概况
广东某水闸重建工程，主要是防洪（潮）、通航等多功能的重要水利枢纽工程。工程区地层依据岩土成因和岩性风化特征，自上至下分别为：素填土；粉质粘土；淤泥～淤泥质粘土；淤泥质粉质粘土；含泥粉细沙～含泥中细沙；粘土～淤泥质粘土；全风化土层；强风化花岗岩；弱风化粉，细砂岩或黄冈岩。针对工程区的地层条件，采用搅拌水泥桩地基处理方法。搅拌水泥桩适用于处理淤泥、淤泥质土、泥炭土和粉土。经过水泥搅拌桩室内配合比试验（28d）龄期检测，工程区环境场地土对混凝土结构没有腐蚀，确定水泥土搅拌桩可以用于本工程。
(1)施工准备
水泥加固土室内试验：采集土样，作水泥土的配比试验，测定各水泥土的不同龄期、不同的水泥掺入比、试块抗压强度，为搅拌桩施工寻求最佳的水灰比、水泥的掺入比配方。通过试验确定本工程按水泥掺入量按20％，水泥采用425#普通硅酸盐水泥。
搅拌桩施工设计：搅拌桩桩径为600mm，桩底至全风化岩层。闸室桩间距为l.10m；下闸首桩间距为0.80m；下游主导墙桩间距为1.20m。设计搅拌桩90d单轴无侧限抗压强度不小于l.8MPa。90d单桩竖向承载力设计值为152.8kN，闸坝搅拌桩复合地基承载力设计值为147kPa；下闸首搅拌桩复合地基承载力设计值为254kPa；下游主导墙搅拌桩复合地基承载力设计值为12.8 kPa；下游副导墙搅拌桩复合地基承载力设计值为l49kPa。
(2)施工工艺
①工艺原理
水泥搅拌桩法地基处理利用搅拌机械在软弱地基内，边钻进边往软土中喷射浆液，借助于搅拌轴旋转搅拌，将软土和固化剂强制均匀拌和，利用固化剂和软土质检产生的一系列物理——化学反应，使软土结成有整体性、水稳性和一定强度的水泥土桩，与桩间土共同作用成复合地基，由桩柱体和桩周土共同受力承受上部荷载。
②工艺流程
搅拌桩按喷浆工艺施工，按四搅二喷过程施工。施工工艺流程如下：清理表层杂土并平整场地→测定桩位→桩机就位→配制水泥浆液→开钻下搅拌杆：钻杆正循环钻进，使搅拌杆下沉到设计标高→喷浆搅拌提升钻杆：开动注浆泵，在桩底喷浆，保持30秒，反循环提钻杆，并匀速喷浆上升钻杆提升到设计桩顶标高处保持30 秒喷浆。→重复正反循环（下搅拌杆、喷浆提钻杆）→复拌：下搅拌杆，提搅拌杆，拌和时间一样，但是不喷浆→搅拌杆提升到地表→结束一根桩的施工→移机至下一根桩。
(3)工艺要求
①施工轴线和孔位布设：施工前按施工图纸测放施工轴线和孔位，并对其进行妥善保护，桩位布置与施工图纸误差不得大于3cm。
②设备就位：成桩设备安装就位平整和稳固，以确保施工中不发生倾斜、移动，在桩架上应设置用于施工中观测深度和斜度的装置。
③制备水泥浆液：按照试验测定和认可的水泥浆液配合比和固化剂与外掺剂，由复勘后设计的桩长计算出搅拌桩需喷浆量，将材料放入搅拌机中加水进行水泥浆液搅拌制备，经检验合格后输入蓄浆池准备输灌。
④搅拌机预搅下沉：搅拌机预搅下沉时禁止冲水下沉。搅拌桩施工期间应进行基础加固区的沉降观测，掌握整个加固区的沉降变形，作为评价地基加固效果和使用维护的依据。
⑤喷浆成桩：开动灰浆泵，证实浆液从喷嘴喷出时启动桩机向下旋转钻进喷浆成桩并连续稳定喷入水泥浆液。搅拌桩的施工工艺（钻进速度、喷浆压力控制、喷浆量控制、钻进深度误差）根据设计要求的配比和搅拌试验实测的各项施工参数换算后确定。同时，使用流量泵控制输浆速度，使注浆泵出口压力保持在0.4～0.6Mpa，并应使搅拌提升速度与输浆速度同步。当浆液达到出浆口后，喷浆座底30s，使浆液完全到达桩端。浆喷搅拌的水泥掺入量、固化剂浆液掺入量严格按预定的配比拌制，制备好的浆液不离析、不停置时间过长，超过2h 的浆液作废浆处理。浆液倒入集料斗时加筛过滤，以免浆内结块损坏泵体。泵送浆液前管路应保持潮湿，以利输浆。拌制浆液的罐数设专人统计记录，固化剂、外掺剂用量、提升速度和泵送浆液的起止时间由专用的自动记录设备统计记录。为保证搅拌桩的垂直度，注意桩机平台的平整度和导向架对地面的垂直度，使垂直度偏差不超过1%。为保证桩位准确度，必须使用定位卡，使桩位偏差不大于3cm。
⑥提升搅拌：桩顶设计标高与施工场地地面标高接近时，特别注意桩头的施工质量，搅拌机自地面以下1m 喷浆搅拌提升出地面时，采用慢速，当喷浆口即将出地面时，停止提升、搅拌数秒，以保证桩头均匀密实。
⑦成桩：当下沉与提升达到设计要求“四搅二喷”后即可完成一根搅拌桩的作业，开动灰浆泵清洗管路中残存的水泥浆，桩机移至另一桩位施工另一根搅拌桩。
⑧桩体保护与桩顶开挖：搅拌桩施工完毕28天后，桩顶以上的0.4m覆盖土层采用人工开挖，以保护桩头质量，覆盖土层禁止采用机械开挖。
(4)质量管理
①施工中采用的一切材料均通过质检部门的检验方可使用。所使用水泥必须符合设计要求，必须有出厂合格证及复试试验报告，严禁试验受潮、变质、结块的水泥。水泥应过筛，无结块、无杂质。
②提升注浆搅拌时不得使用快档，宜选择慢档提升，保证喷浆搅拌均匀。对于存在地质情况不明、搅拌喷浆疑难的桩段应进行重点处理，可采用重复多次喷浆的方法使桩身强度加强。在桩顶和桩底喷浆时，应复搅复喷。在喷浆口达到桩顶和桩底时，宜停止提升或下沉，搅拌喷浆数秒。
③加强施工管理， 注意信息反馈， 对施工中发生的问题和处理情况，如实汇总分析，及时解决。注意检查和及时维修送浆管道，尽量避免施工中出现故障。
④质量检测。钻孔抽芯试验：检验搅拌桩的均匀性、桩长。所抽芯的6根搅拌桩桩身水泥土连续，搅拌桩均匀，芯样较完整。压板载荷试验：检验桩身强度是否复合设计要求。两根桩所取芯样29～51d龄期单轴无侧限抗压强度值已达到1.8MPa以上。其他4根桩所取芯样48～53d龄期单轴无侧限抗压强度值为0.97～2.34MPa。水泥搅拌桩的强度随龄期的增长而逐渐增大。单桩承载力试验：选闸室（1点）、下闸首（2点）和主导墙（1点）共4个点的搅拌桩进行了单桩承载力试验。检测结果，各单桩极限承载力均≥310KN，大于设计单桩竖向承载力设计值为152.8kN。单桩复合地基承载力试验：选闸室（2点）、下闸首（2点）和主导墙（2点）共6个点进行单桩复合地基承载力试验。闸室单桩复合地基极限承载力均≥300kPa；下闸首单桩复合地基极限承载力均≥510kPa；下游主导墙单桩复合地基极限承载力均≥260kPa。试验结果表明均满足设计要求。
三、结语
综上所述，水泥搅拌桩具有施工进度快、质量检验手段强、质量可靠、技术工艺合理，技术可行又经济合理，经济效益明显等优点，从本工程施工结果质量检测说明，经搅拌桩处理后复合地基承载力有了显著提高，均超过了设计要求的承载力，加固效果显著，取得丰富的施工经验和显著的经济效果。
参考文献
[1]JGJ79-2002.建筑地基处理技术规范.
[2]GB50007－2002.建筑地基基础设计规范.
[3]YBJ225－91.软土地基深层搅拌加固法技术规程.
[4]TBl0113-96.粉体喷搅法加固软弱土层技术规程.
[5]GBJ202－83.地基与基础工程施工及验收规范
关键词：水利工程；水闸；软基处理；水泥搅拌桩；技术应用
Abstract: combining with practical engineering, the water conservancy project locks in soft foundation treatment of cement mixing piles of application technology are discussed in this paper.
Keywords: water conservancy projects; Locks; Soft foundation treatment; Cement mixing pile; Technology application
中圖分类号：TV文献标识码：A 文章编号：
一、前言
水闸通常建在河道、渠道及水库、湖泊岸边，这些地区一般淤泥、淤泥质土等软土分布广、厚度大。软土为高压缩性、低强度土，工程力学性质差，这给水闸工程带来了很多不利影响。在水闸施工的过程中必须对深厚的软土进行地基处
理，而水泥搅拌桩的施工工期短，无大量废土外运，很适合水闸基础加固。本文结合工程实例，对水利工程水闸软基处理中水泥搅拌桩的技术应用进行了探讨。
二、工程概况
广东某水闸重建工程，主要是防洪（潮）、通航等多功能的重要水利枢纽工程。工程区地层依据岩土成因和岩性风化特征，自上至下分别为：素填土；粉质粘土；淤泥～淤泥质粘土；淤泥质粉质粘土；含泥粉细沙～含泥中细沙；粘土～淤泥质粘土；全风化土层；强风化花岗岩；弱风化粉，细砂岩或黄冈岩。针对工程区的地层条件，采用搅拌水泥桩地基处理方法。搅拌水泥桩适用于处理淤泥、淤泥质土、泥炭土和粉土。经过水泥搅拌桩室内配合比试验（28d）龄期检测，工程区环境场地土对混凝土结构没有腐蚀，确定水泥土搅拌桩可以用于本工程。
(1)施工准备
水泥加固土室内试验：采集土样，作水泥土的配比试验，测定各水泥土的不同龄期、不同的水泥掺入比、试块抗压强度，为搅拌桩施工寻求最佳的水灰比、水泥的掺入比配方。通过试验确定本工程按水泥掺入量按20％，水泥采用425#普通硅酸盐水泥。
搅拌桩施工设计：搅拌桩桩径为600mm，桩底至全风化岩层。闸室桩间距为l.10m；下闸首桩间距为0.80m；下游主导墙桩间距为1.20m。设计搅拌桩90d单轴无侧限抗压强度不小于l.8MPa。90d单桩竖向承载力设计值为152.8kN，闸坝搅拌桩复合地基承载力设计值为147kPa；下闸首搅拌桩复合地基承载力设计值为254kPa；下游主导墙搅拌桩复合地基承载力设计值为12.8 kPa；下游副导墙搅拌桩复合地基承载力设计值为l49kPa。
(2)施工工艺
①工艺原理
水泥搅拌桩法地基处理利用搅拌机械在软弱地基内，边钻进边往软土中喷射浆液，借助于搅拌轴旋转搅拌，将软土和固化剂强制均匀拌和，利用固化剂和软土质检产生的一系列物理——化学反应，使软土结成有整体性、水稳性和一定强度的水泥土桩，与桩间土共同作用成复合地基，由桩柱体和桩周土共同受力承受上部荷载。
②工艺流程
搅拌桩按喷浆工艺施工，按四搅二喷过程施工。施工工艺流程如下：清理表层杂土并平整场地→测定桩位→桩机就位→配制水泥浆液→开钻下搅拌杆：钻杆正循环钻进，使搅拌杆下沉到设计标高→喷浆搅拌提升钻杆：开动注浆泵，在桩底喷浆，保持30秒，反循环提钻杆，并匀速喷浆上升钻杆提升到设计桩顶标高处保持30 秒喷浆。→重复正反循环（下搅拌杆、喷浆提钻杆）→复拌：下搅拌杆，提搅拌杆，拌和时间一样，但是不喷浆→搅拌杆提升到地表→结束一根桩的施工→移机至下一根桩。
(3)工艺要求
①施工轴线和孔位布设：施工前按施工图纸测放施工轴线和孔位，并对其进行妥善保护，桩位布置与施工图纸误差不得大于3cm。
②设备就位：成桩设备安装就位平整和稳固，以确保施工中不发生倾斜、移动，在桩架上应设置用于施工中观测深度和斜度的装置。
③制备水泥浆液：按照试验测定和认可的水泥浆液配合比和固化剂与外掺剂，由复勘后设计的桩长计算出搅拌桩需喷浆量，将材料放入搅拌机中加水进行水泥浆液搅拌制备，经检验合格后输入蓄浆池准备输灌。
④搅拌机预搅下沉：搅拌机预搅下沉时禁止冲水下沉。搅拌桩施工期间应进行基础加固区的沉降观测，掌握整个加固区的沉降变形，作为评价地基加固效果和使用维护的依据。
⑤喷浆成桩：开动灰浆泵，证实浆液从喷嘴喷出时启动桩机向下旋转钻进喷浆成桩并连续稳定喷入水泥浆液。搅拌桩的施工工艺（钻进速度、喷浆压力控制、喷浆量控制、钻进深度误差）根据设计要求的配比和搅拌试验实测的各项施工参数换算后确定。同时，使用流量泵控制输浆速度，使注浆泵出口压力保持在0.4～0.6Mpa，并应使搅拌提升速度与输浆速度同步。当浆液达到出浆口后，喷浆座底30s，使浆液完全到达桩端。浆喷搅拌的水泥掺入量、固化剂浆液掺入量严格按预定的配比拌制，制备好的浆液不离析、不停置时间过长，超过2h 的浆液作废浆处理。浆液倒入集料斗时加筛过滤，以免浆内结块损坏泵体。泵送浆液前管路应保持潮湿，以利输浆。拌制浆液的罐数设专人统计记录，固化剂、外掺剂用量、提升速度和泵送浆液的起止时间由专用的自动记录设备统计记录。为保证搅拌桩的垂直度，注意桩机平台的平整度和导向架对地面的垂直度，使垂直度偏差不超过1%。为保证桩位准确度，必须使用定位卡，使桩位偏差不大于3cm。
⑥提升搅拌：桩顶设计标高与施工场地地面标高接近时，特别注意桩头的施工质量，搅拌机自地面以下1m 喷浆搅拌提升出地面时，采用慢速，当喷浆口即将出地面时，停止提升、搅拌数秒，以保证桩头均匀密实。
⑦成桩：当下沉与提升达到设计要求“四搅二喷”后即可完成一根搅拌桩的作业，开动灰浆泵清洗管路中残存的水泥浆，桩机移至另一桩位施工另一根搅拌桩。
⑧桩体保护与桩顶开挖：搅拌桩施工完毕28天后，桩顶以上的0.4m覆盖土层采用人工开挖，以保护桩头质量，覆盖土层禁止采用机械开挖。
(4)质量管理
①施工中采用的一切材料均通过质检部门的检验方可使用。所使用水泥必须符合设计要求，必须有出厂合格证及复试试验报告，严禁试验受潮、变质、结块的水泥。水泥应过筛，无结块、无杂质。
②提升注浆搅拌时不得使用快档，宜选择慢档提升，保证喷浆搅拌均匀。对于存在地质情况不明、搅拌喷浆疑难的桩段应进行重点处理，可采用重复多次喷浆的方法使桩身强度加强。在桩顶和桩底喷浆时，应复搅复喷。在喷浆口达到桩顶和桩底时，宜停止提升或下沉，搅拌喷浆数秒。
③加强施工管理， 注意信息反馈， 对施工中发生的问题和处理情况，如实汇总分析，及时解决。注意检查和及时维修送浆管道，尽量避免施工中出现故障。
④质量检测。钻孔抽芯试验：检验搅拌桩的均匀性、桩长。所抽芯的6根搅拌桩桩身水泥土连续，搅拌桩均匀，芯样较完整。压板载荷试验：检验桩身强度是否复合设计要求。两根桩所取芯样29～51d龄期单轴无侧限抗压强度值已达到1.8MPa以上。其他4根桩所取芯样48～53d龄期单轴无侧限抗压强度值为0.97～2.34MPa。水泥搅拌桩的强度随龄期的增长而逐渐增大。单桩承载力试验：选闸室（1点）、下闸首（2点）和主导墙（1点）共4个点的搅拌桩进行了单桩承载力试验。检测结果，各单桩极限承载力均≥310KN，大于设计单桩竖向承载力设计值为152.8kN。单桩复合地基承载力试验：选闸室（2点）、下闸首（2点）和主导墙（2点）共6个点进行单桩复合地基承载力试验。闸室单桩复合地基极限承载力均≥300kPa；下闸首单桩复合地基极限承载力均≥510kPa；下游主导墙单桩复合地基极限承载力均≥260kPa。试验结果表明均满足设计要求。
三、结语
综上所述，水泥搅拌桩具有施工进度快、质量检验手段强、质量可靠、技术工艺合理，技术可行又经济合理，经济效益明显等优点，从本工程施工结果质量检测说明，经搅拌桩处理后复合地基承载力有了显著提高，均超过了设计要求的承载力，加固效果显著，取得丰富的施工经验和显著的经济效果。
参考文献
[1]JGJ79-2002.建筑地基处理技术规范.
[2]GB50007－2002.建筑地基基础设计规范.
[3]YBJ225－91.软土地基深层搅拌加固法技术规程.
[4]TBl0113-96.粉体喷搅法加固软弱土层技术规程.
[5]GBJ202－83.地基与基础工程施工及验收规范