深層攪拌樁技術在水利工程施工中的應用及實施要點

□曹雪梅（新疆額敏縣沙拉也木勒河水管所）

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深層攪拌樁技術在水利工程施工中的應用及實施要點

□曹雪梅（新疆額敏縣沙拉也木勒河水管所）

摘要：水利工程是國家經濟發展和社會穩定的重要影響要素之一，隨著社會科技的進步以及人們生活水平的提高，人們對水利工程建設的要求也不斷提升。同時加強了對水利工程施工質量的關注，而水利工程的地基處理和工程質量息息相關，因此，為了加強水利工程建設要提升地基處理的質量。其中，地基質量中最關鍵的技術是深層攪拌樁技術。文章對水利工程地基處理中深層攪拌樁技術應用的特點、施工質量控制要點等進行闡述，并在此基礎上以新疆水利工程為例，具體分析水利工程地基處理中深層攪拌樁技術的應用。

關鍵詞：水利工程；地基處理；深層攪拌樁技術；應用

0　引言

水利工程的建設發展對社會經濟和社會進步具有重要現實意義，同時對發電、灌溉和航運等方面也具有深遠的意義，由此，要加強水利工程建設。在水利工程建設中，地基作為一種隱蔽性工程，是水利工程建設的重要內容，對水利工程的成敗具有重要影響。一旦地基成型，對其有關的一系列檢查和補救策略很難實施。現階段，地基處理中使用最為普遍的技術是深層攪拌樁技術。因此，對于地基的處理要著重加強深層攪拌樁技術的控制，從而保障水利工程的施工質量。

1　深層攪拌樁技術概述

1.1深層攪拌樁技術含義

深層攪拌樁技術主要是以水泥或者石灰等材料作為固化劑，通過特制的攪拌機械，對地基深處的軟土和固化劑（漿液和粉體）進行強制性的攪拌，在攪拌中固化劑和軟土之間會產生一系列的物理化學反應，從而使軟土變硬，形成具有穩定性、整體性、一定強度的水泥加固土，使地基強度得到提高。

1.2深層攪拌樁技術應用的特點

深層攪拌樁技術主要是利用水泥固化劑，在深層攪拌機械作用下，將地基深處的軟土和水泥進行強制攪拌，水泥和軟土會在攪拌中產生物理化學反應，進而增強軟土的硬度和強度。

1.2.1適用范圍

深層攪拌樁技術主要適用于淤泥質粉細砂地區和淤泥地區的地基處理中，在這些地基處理中，深層攪拌樁技術主要能夠對工程建設中的地基進行加固處理和防滲漏處理。

1.2.2優點

深層攪拌樁技術又被叫做泥土加固法，該技術的主要優點在于：第一，水泥土的容量和天然土容量相近，但比重一般比天然土大；第二，水泥土的無側限抗壓強度為300～400 kPa，是天然土抗壓的幾百倍以上。基于深層攪拌樁技術的特點，近幾年該技術被人們廣泛應用到各種地基處理中，能夠提升地基的承載力、增強其防滲漏的長度，實現對地基的加固處理。

2　深層攪拌樁技術應用存在的問題

2.1地基處理中深層攪拌樁的樁位不準確

深層攪拌樁技術是一種隱蔽性的施工作業，需要在施工前對樁位的放置位置進行明確，特別是要注意對樁位的校正和審核工作。因此，在樁位放置完成之后，監理工程師要對樁位進行審核，同時還要對軸線的位置進行檢測，進而避免重復施工現象的發生。

2.2輸漿管堵塞

輸漿管堵塞的問題常在深層攪拌樁技術的施工中發生，產生的主要原因是漿液水灰比重較小、粘稠度過高以及打樁機的鉆頭噴管位置不合設計要求等。水泥深層攪拌樁技術的水灰比要在0.50，一旦水灰比超過或者＜0.50，就會出現輸漿管堵塞的問題。

2.3鉆頭下攪受阻

深層攪拌樁技術的打樁機在向下攪拌中，一旦遇到大的障礙物，會出現因為長期攪拌而無法下沉的問題，導致鉆頭的下攪受到阻礙。

3　水利工程地基處理中深層攪拌樁技術的應用分析

3.1工程案例

新疆是典型的內陸干旱半干旱地區，具有荒漠綠洲、灌溉農業的生態環境，水不僅是新疆綠洲的命脈，同時也是其農業、經濟發展的命脈。新疆共有河流570條，地表水和地下水資源總量為1254億m3，可利用水量為877億m3，占總水量的68%以上。伴隨國家和政府對新疆水利的重視，加強了對新疆水利的不斷整修，積極拓展綠洲面積，大中型水電站建設不斷增加，引水樞紐工程達到了7760座，極大提升了新疆引水灌溉的能力。瑪納斯河灌溉區是20世紀五六十年代新疆開發建設的現代化大型灌溉區，位于新疆天山北麓的準噶爾盆地南緣，灌區冬季嚴寒、夏季炎熱干燥，受大陸性氣候的影響，年降水量較少，是典型的荒漠綠洲以及灌溉農業區。由于國家和政府對其加強管理，不斷在地區引進先進的灌溉技術，建設完善了瑪納斯河水利工程，使得地區的水資源得到了合理的利用。但其地下水位常年都處于較高的水平，以至于形成飽和液限，地基承載力無法達到設計要求，需通過地基處理提高承載力。

3.2地基處理中深層攪拌樁技術工程施工前的準備工作

3.2.1對地下管線位置、架空電線高度和位置、機械擺放工作的準備

首先，要對地下管線的位置以及架空電線的高度和位置進行確定，同時對施工現場的障礙物進行清理，輔助做好一系列路通、水通和電通等工作。按照施工設計圖紙來進行放線，從而對深層攪拌樁的具體位置進行標注。利用板條并以每五個一樁的形式來確定施工現場的攪拌樁樁位。其次，做好施工前的準備工作，比如對機械設備擺放、運輸通道安排等進行規劃。樁機的性能要良好，功率設置一般要在45 kW以上。對樁機電流表、管道壓力表等需要按照標準進行標定。再次，樁機的鉆頭葉片要保證三層的設定，每層兩片，上下間距30 cm，夾角在30°，葉片寬度為10 cm。最后，樁基要面向施工便道的一側進行垂直，攪拌罐和存儲漿罐的容量要在一根樁容量的基礎上增加50 kg。

3.2.2對水泥土的配比試驗以及工藝的試樁準備

第一，水泥土配比試驗。施工前的水泥土配比試驗能夠對工程的有效進行提供可靠、科學的參數支持。比如28 d的樁體配比強度為1.50，抗壓強度為1 MPa，在施工現場挖取地下5 m處的土為樣本，在測定后發現土樣的含水率為28.6%，配比設計原料為水泥、水、天然土、外加劑，配比比例為100∶667∶55∶1。參照比例在室內選取對應的原料，進而對施工現場的試樁進行施工。第二，工藝試樁。試樁工作的進行主要是將施工部位和工程樁的布置來開展的，首先在每段墻體下放置一個試驗樁，在檢驗合格后將其永駐。其次，對施工參數進行確定，最適合的參數為：鉆井速度為每分鐘1.10 m、提升速度為每分鐘0.60～0.80 m、噴漿壓力在0.20～0.40 MPa之間等。最后，將水泥漿和軟土進行強制性攪拌，且盡可能攪拌多次，從而提升水泥的強度。

3.3地基處理中深層攪拌樁技術工程施工中的工作

3.3.1深層攪拌樁技術的施工工藝

第一，根據水利工程定位放線的效果，將深層攪拌樁機械設備安放在合適的位置，并呈現由中心向四周擴散的順序進行施工。第二，進行預攪拌下沉工作。在電路、水管等接通之后，開啟深層攪拌機，將其沉入土層中進行攪拌，其下沉的具體速度由電流檢測表來控制。第三，在攪拌機下沉一定深度后，按照合理的比例配比水泥漿。第四，進行噴漿攪拌。當攪拌機下沉到一定深度后，啟動灰漿泵，從而將水泥漿強制壓到在地基中。第五，為了實現軟土和水泥的均勻攪拌，需要對二者進行重復攪拌，通常是從樁頂向下每1.50 m進行一次循環攪拌，從而提升樁頂部的強度。第六，在攪拌樁施工結束后，要對灰漿泵進行沖洗。

3.3.2對深層攪拌樁地基承載力的檢測

第一，在成樁的7 d后對其淺部進行開挖，開挖到樁頂以下的0.50 m處，并對其是否存在縮頸內陷，樁徑、樁距是否符合要求進行檢查。第二，在工程完成后的28 d，對地樁進行復合式地基試驗，靜載試驗的結果如表1所示。根據表1可以看出，在荷載的作用下，承壓板隨著沉降量的變化發生較為均勻的增減，總體上呈現穩定的發展趨勢。

表1　靜載試驗結果表

3.4地基處理中深層攪拌樁技術工程施工后的工作

深層攪拌樁施工后的工作主要包括以下幾個方面：第一，質量控制要點在施工后的28 d，要將樁頂的覆蓋土層及時清除，從而保證深層攪拌樁施工后的質量。第二，對于土層的清除要盡可能采用人工方式進行挖掘，避免使用機械設備。第三，在施工區域內要禁止一切重型車輛行走，從而保證樁體的強度和質量。

4　總結

綜上所述，水泥攪拌樁技術在水利工程建設中得到了較為廣泛的應用，一方面能夠起到防止滲漏的作用，另一方面能夠在一定程度上提升水利工程軟基的承載能力。因此，有關人員要根據新疆水利工程的具體情況，因地制宜使用水泥攪拌樁技術，及時發現工程存在的問題，并采取有效的手段對問題進行及時解決，從而不斷提升新疆水利工程的質量，促進水利工程的穩定發展。

（責任編輯：左英勇）

中圖分類號：TV553

文獻標識碼：A

文章編號：1673-8853（2016）04-0064-02

作者簡介：曹雪梅（1972-），工程師，主要從事水庫管理工作。

收稿日期：2016-01-22