水泥攪拌樁在甘江河險工段基礎(chǔ)處理中的應(yīng)用

楊 興 楊 斌 陳 卓

(南陽市水利建筑勘測設(shè)計院，河南 南陽 473000)

深層攪拌法是利用深層攪拌機械將水泥漿等材料與土體強制攪拌，在軟質(zhì)土體中發(fā)生物理-化學(xué)反應(yīng)，形成了具有整體性、水穩(wěn)定性和一定強度的增強體，從而和原土體構(gòu)成了復(fù)合地基、防滲墻或者擋墻的施工方法。

1 工程概況

方城縣位于南陽市東北部，甘江河是流經(jīng)方城縣境內(nèi)的主要河流，發(fā)源于方城縣羊頭山，流經(jīng)方城、泌陽、葉縣、舞鋼、舞陽等縣市，在葉縣汪寨村和舞陽縣澧河店村之間入澧河，全長98.7km，流域面積1 280km2，占澧河流域面積的46%。

甘江河上游山區(qū)天然比降較大，河床呈“V”型，中下游丘陵區(qū)河道比降變緩，河床呈“U”型。目前甘江河上游無大型攔蓄工程，下游已興建燕山水庫，上游河道防洪標(biāo)準(zhǔn)較低。中下游河道河床平緩、開闊、岸坡陡峭，且受燕山水庫水位的頂托，水流緩慢，存在淤積，汛期常引起洪水漫溢，岸坡垮塌，甘江河中上游段急需治理。根據(jù)河道現(xiàn)狀實際，結(jié)合河道兩岸農(nóng)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀，方城縣選取甘江河二郎廟至溫莊段作為治理范圍，治理段河長3.12km，位于燕山水庫上游約24km處。

2 工程地質(zhì)

根據(jù)《河南省方城縣甘江河二郎廟至溫莊段河道治理工程工程地質(zhì)勘察報告》，甘江河1+800～2+300段右岸岸坡高3.0～11.0m，坡度 40～80°，為河流頂沖段，岸坡為雙層結(jié)構(gòu)，上部為層①重粉質(zhì)壤土，厚 1.7～6.5m，滲透系數(shù) 8.96×10-6cm/s，微透水；②下部為層，粗砂，揭露厚度 1.5～4.3m，滲透系數(shù) 5.60×10-2cm/s，強透水砂層抗沖能力差，并且該段處于凹岸，水流等外力作用強烈，凹岸壁底部在強力水流作用下，下部粗砂層易被掏空，上部重粉質(zhì)壤土浸水而濕重度增加，土體的抗剪強度降低。當(dāng)河水位下降后，上部重粉質(zhì)壤土在重力作用下失穩(wěn)，導(dǎo)致岸壁發(fā)生崩塌而后退。

3 水泥攪拌樁在險工段基礎(chǔ)中的應(yīng)用

為了提高坡腳的抗沖能力，本次設(shè)計在坡腳前采取抗沖處理措施。

3.1 水泥土攪拌樁。水泥攪拌樁是利用水泥作為固化劑的主劑，是軟基處理的一種有效形式，利用攪拌樁機將水泥噴入土體并充分攪拌，使水泥與土發(fā)生一系列物理化學(xué)反應(yīng)，使軟土硬結(jié)而提高基礎(chǔ)強度。軟土基礎(chǔ)經(jīng)處理后，加固效果顯著，可很快投入使用。在樁號1+800～2+300段右岸坡腳沿軸線布置水泥攪拌樁兩排，處理深度8.0m。攪拌樁樁徑60cm，搭接長度20cm，有效墻厚85cm。固化劑采用42.5MPa普通硅酸鹽水泥。

3.2 灌注樁。灌注樁是指在工程現(xiàn)場通過機械鉆孔、鋼管擠土或人力挖掘等手段在地基土中形成樁孔，灌注混凝土而做成的樁。在1+800～2+300段右岸坡腳處平整場地后沿軸線布置鉆孔，樁徑80cm，樁心間距80cm，處理深度8.0m。

經(jīng)過方案比選，采用水泥土攪拌樁比灌注樁節(jié)約投資365.46萬元，且水泥土攪拌樁施工工藝簡單，質(zhì)量容易控制，對處理粗砂層效果較好，因此本工程采用水泥土攪拌樁方案。攪拌樁不布置于擋墻基礎(chǔ)外緣，水泥攪拌樁所用水泥采用強度等級42.5MPa普通硅酸鹽水泥，水泥摻入比（重量比）不大于20%，要求成樁強度不小于5MPa，擋墻基礎(chǔ)外側(cè)采用拋石防護，寬度5m，厚度1m。

4 水泥攪拌樁施工工藝

4.1 水泥攪拌樁材料

水泥攪拌樁所用水泥采用強度等級42.5MPa普通硅酸鹽水泥，水泥摻入比（重量比）不大于20%。要求砂層內(nèi)成樁強度不小于5MPa，土層內(nèi)成樁強度不小于0.5Mpa；形成水泥土帷幕樁墻的滲透系數(shù)小于10-6cm/s，滲透比降大于40。

4.2 攪拌樁施工工藝

（1）先導(dǎo)孔布置：在沿防滲墻軸線每間距30m布設(shè)一個先導(dǎo)孔。先導(dǎo)孔施工采用巖芯鉆鉆機，造孔取出的芯樣放置在巖芯箱中，經(jīng)核對無誤后進行地質(zhì)編錄。（2）正式施工攪拌樁前，應(yīng)進行現(xiàn)場采集土樣的室內(nèi)水泥土配比試驗，測定各水泥土試塊不同齡期、不同水泥摻入量、不同外加劑的抗壓強度，為攪拌樁施工尋求滿足設(shè)計要求的最佳水灰比和水泥摻入量。（3）漿液配制應(yīng)嚴格控制水灰比，一般為0.45～0.55。水泥漿必須充分拌和均勻。使用砂漿攪拌機制漿時，每次投料后拌和時間不得少于3min。（4）漿液從噴嘴噴出并具有一定壓力后，啟動樁機攪拌頭向下旋轉(zhuǎn)鉆進攪拌，并連續(xù)噴入水泥漿液，根據(jù)設(shè)計要求和成樁試驗結(jié)果調(diào)整灰漿泵壓力檔次使噴漿量滿足要求。（5）當(dāng)攪拌軸鉆進、提升速度為 0.65～1.0m/min 時，應(yīng)重復(fù)攪拌一次。 （6）水泥拌樁施工技術(shù)要求：保證鉆頭對中誤差≤30mm，鉆機平穩(wěn)，鉆塔垂直度≤1.5%，在控制噴漿壓力及攪拌提升速度時以進入樁里的灌漿量作為控制指標(biāo)，保證樁體噴漿攪拌均勻。（7）質(zhì)量要求：要求成樁后強度不小于2MPa，形成水泥土帷幕樁墻的滲透系數(shù)小于10-6cm/s，允許滲透比降不小于40。（8）施工前應(yīng)對照壩體攪拌樁的設(shè)計技術(shù)參數(shù)，對攪拌樁處理范圍以上的壩體上部進行施工試驗，提出符合要求的技術(shù)方案之后進行正式施工。

5 結(jié)語

工程實踐表明，采用水泥攪拌樁加固河道擋土墻地基，具有成樁效率高、質(zhì)量容易控制、施工快捷、施工占地面積小，而且節(jié)約工程投資，能有效提高地基承載力。本工程的實施讓河道治理工程中加固地基有了更好的選擇。

[1]河南省方城縣甘江河二郎廟至溫莊段河道治理工程初步設(shè)計報告.

[2]DL/T5425-2009，深層攪拌法技術(shù)規(guī)范[S].