深層攪拌樁技術在水利工程中的應用

劉學勤，李春艷，張修凱

（1.山東大禹工程建設有限公司，山東 濟南 251000；2.山東水利工程總公司，山東 濟南 251000）

深層攪拌樁技術在水利工程中的應用

劉學勤1，李春艷1，張修凱2

（1.山東大禹工程建設有限公司，山東 濟南 251000；2.山東水利工程總公司，山東 濟南 251000）

【摘要】以巨野縣麒麟湖的地基施工為基礎，對工程施工涉及的深層攪拌樁技術的特點、施工工藝進行了簡述，提出了施工質量控制要點和施工過程中的常見事故及其處理方法，以期為同類工程施工提供經驗和借鑒。

【關鍵詞】水利工程；地基處理；深層攪拌樁

對于水利工程項目，地基是確保整個工程質量和安全運行的前提條件，深層攪拌樁是當前最為常見且應用廣泛的地基處理技術。本文結合巨野麒麟湖的地基施工經驗，對深層攪拌樁技術的特點、施工方法以及質量控制重點進行了探討，并對施工過程中所遇見的問題進行了歸納，總結了水利工程的地基作業過程中，深層攪拌樁施工技術的應用與體會。

1　深層攪拌樁技術的施工特點

深層攪拌工藝是利用機械鉆頭鉆探至地下預定深度后，再利用水泥等固化劑材料和軟土強行攪拌混合，并隨著鉆桿的提升，逐漸生成樁柱體的施工方法。攪拌后的泥漿混合體，在物理與化學反應的作用下逐漸凝結并形成在強度、水穩定性和整體性等方面，都可以滿足水利工程地基技術指標要求的樁柱體。深層攪拌樁施工工藝成熟，易控制、工效高、成本低，適用于多種地質和水文條件，尤其在淤泥或粉細砂地層中，采用深層攪拌樁技術可以取得其他施工技術所無法實現的施工效果。

2　深層攪拌樁技術的施工方法

巨野縣的麒麟湖，湖底主要為砂壤土、壤土夾姜石、粉細砂和黏土，整體結構比較疏散。鑒于以上地質條件，在經過技術專家的多次論證后，決定對麒麟湖的地基采用深層攪拌樁技術進行施工。

2.1施工機具的選擇

目前，水利工程地基施工采用的深層攪拌樁泥漿噴漿形式，主要包括中心管式噴漿和葉片式噴漿。在土質為砂壤土或粉細砂等的工況，多采用中心管式噴漿形式。葉片式噴漿形式多適用于攪拌樁的連續施工，但缺點是噴漿孔容易被水泥漿堵塞，清洗比較困難。選擇采用的ZL400L型深層攪拌機，是我國最新研制的混合動力攪拌機械，該設備包括攪拌系統、輸漿系統以及自動供給動力系統，并配備電源控制柜、集料斗以及灰漿攪拌機等，為工程的施工質量提供保障。

2.2工藝流程

1）施工定位。結合實際工程的定位放線結果，施工中涉及的機械設備要在施工區域內的指定位置架設，而對于成片的樁位施工，則要從工程的中心向外擴散式設置。

2）攪拌系統的下沉。在將深層攪拌機的輸漿管、輸水管以及電器系統接通后，要對系統的循環功能進行檢查，在確保工作正常后，再將深層攪拌機的電機開啟。此時，攪拌系統會順著攪拌機的導向架逐漸下沉并開始攪拌。

3）水泥漿的拌制。在深層攪拌機的攪拌系統下沉到深度后，要進行水泥漿的拌制。該工程的泥漿拌制材料選擇優質的膨潤土以及較少的粘土，其配合比重控制在1.1～1.2，膠體率為95%，粘度控制在18～25S，含沙量≤5%。為改善水泥漿的綜合性能，可在水泥漿中添加適量的添加劑。另外，水泥漿在經過制漿池、沉淀池和儲存池的3次處理后，方可進行灌注使用。

4）攪拌成柱及清洗。在攪拌系統下沉至預定深度后，開啟灰漿泵并將水泥漿灌注到地基中，同時要將鉆機緩慢上提。此時，攪拌系統要繼續旋轉攪拌，確保水泥漿和土層的混合均勻。為了提高樁柱體頂部的強度，在樁柱體頂面以下的1.5m范圍內，要進行二次灌漿，并根據施工設計和土層的分布狀況，在此區域內進行來回式的循環攪拌。樁柱體的施工完成后，利用深層攪拌機輸水管中的清水將鉆頭沖洗干凈，并移至下一樁柱工位。

3　深層攪拌樁的施工控制要點

3.1確定灌注參數

施工參數要根據施工設計要求、試樁數據來確定，試樁的數量要不少于5根。另外，灰漿泵的水泥漿灌輸量、傳送時間以及攪拌系統的提升和下沉速度等相關參數也應在灌注前確定。

3.2固化劑的選用

灰漿固化劑、外摻加劑種類以及摻入量，要根據室內固化試驗結果確定。在施工時，要結合先前的實驗數據、漿液罐數以及單根攪拌樁的水泥用量，確定單樁的灰漿用量。

3.3樁位控制

起吊設備的導向架及其平整度與地面的垂直性決定了樁柱體與地面的垂直度。因此，要嚴格控制起吊設備導向架與地面的夾角，而攪拌樁的位置偏差，則要采用定位卡來控制，通常位置偏差的控制范圍為±3cm。如果攪拌樁為搭接成墻形式，相鄰樁的施工時間間隔要少于24h，否則將無法搭接。

3.4灌注工序

樁柱體的灌注要采用 “6攪5噴”的施工方法。該施工方法的具體工序為：攪拌系統且攪拌且下沉—攪拌系統且攪拌灌漿且提升—攪拌系統且攪拌灌漿且下沉—攪拌系統且攪拌灌漿且提升—攪拌系統且攪拌灌漿且下沉—攪拌系統且攪拌灌漿且提升。

3.5灌注的連續性

供漿機組的操作要與攪拌操作機組密切配合，保證水泥漿供應的連續性，而攪拌操作機組要使攪拌系統的循環提升和下沉滿足施工設計的要求。當攪拌系統在下沉或提升即將到達底層或地面時，要停留30s，繼續噴漿并攪拌，以便水泥漿能夠與底層或樁頭土層徹底混合。如果在施工過程中，現場施工機械出現斷電，要立即檢查斷電原因，并在來電后將攪拌系統下沉0.5m再繼續攪拌作業。當斷電時間超過三小時，則要將輸漿管路拆卸，并用清水將管內外泥漿徹底清除，以防泥漿凝固堵塞輸送管。

3.6施工后期的防護

在樁柱體施工結束并大于28d后，可移除其頂面0.5m的覆蓋土層。同時，攪拌樁的施工區域不得存有重型設備通行，以免對樁柱體的強度造成影響，以保證樁柱體的整體質量。

4　深層攪拌樁施工遇到的問題及對策

4.1樁位不準的解決方法

深層攪拌樁屬于隱蔽工程，在對樁柱體進行施工前，施工技術人員要對樁位進行復測，在確保位置準確無誤后報監理工程師審批。測量人員要充分重視軸線和樁位檢查工作，做到事前檢查，事后復查，發現偏移后，要及時上報監理工程師，采取補樁、搭接或調整軸線等措施。

4.2鉆頭下沉攪拌受阻的解決方法

如果打樁機鉆頭在下沉攪拌過程中遇到巨石、大樹根等硬物時，就會停止下沉并原地攪拌。此時，施工人員要立即暫停下攪工作，并移位對間隔樁柱體先行施工，再返回對這一樁位下沉攪拌。對較淺的阻礙物，可開挖清除，對較深阻礙物，可采用沖擊鉆進行沖擊清除。

4.3輸漿管堵塞的解決方法

輸漿管堵塞是深層攪拌樁施工中最容易發生的一個故障。引起這類故障的主要原因是水泥漿的稠度較大、水灰比過小或噴灌的位置不準等造成的。一旦輸送過程中發生堵管現象，要及時提出，清除障礙。疏通后的攪拌系統要在重新灌漿前，將攪拌系統下沉0.5m再繼續攪拌，或在發生堵管樁柱體的上端再補打一樁。

（責任編輯遲明春）

【中圖分類號】F426.91

【文獻標識碼】B

【文章編號】1009-6159（2015）-10-0035-02

收稿日期：2015-03-16

作者簡介：劉學勤（1985—）女，助理工程師