出水閘水泥土攪拌樁的施工技術

井緒東

【摘要】在我國建設水利工程中，由于水泥土攪拌樁技術擁有著施工周期短、設備使用少、建設成本低等多個優點，所以在水利樞紐工程的施工里面被普遍的使用。與此同時，水泥土攪拌樁的施工技術也密切的影響著水利工程的整體的質量。所以，本篇文章重點討論的是水利樞紐工程中的出水閘水泥土攪拌樁的施工技術。

【關鍵詞】水利樞紐工程； 出水閘 ；水泥土攪拌樁 ；施工技術

水泥是水泥攪拌樁施工中重點使用的固化劑，其需要通過特定的攪拌機械對其攪拌，必須對粉體、地基以及漿液進行全面并且充分的攪拌，以保證軟土結構方面的穩定性和整體性，同時也可以與天然地基組合成復合型的地基。在目前所進行的施工里面，這種技術擁有著噪音低、機械化程度高、總成本較低、振幅相對小、環保、建設簡單等多個優點，而一旦出現問題，處理的辦法也相對比較簡單，故而在很多的工程建設過程里都會得到使用。

1.工程簡介

某水利工程水閘的主要建筑物為一級，消能防沖設備、進出口連接建筑物等次要建筑物為三級，閘的具體位置為干堤的內部，和干堤腳的距離大概為210m左右，主要由穿堤涵洞段、啟閉設備、進口檢修閘、啟閉交通設施、出口防洪閘、閘室下游消力池、閘室上游護坦、進出口翼墻等構成。使用八孔涵洞結構，每兩個孔連接一次，共連接4次，閘底板的高度為24.1m，樞紐的總長度為235.1m，其中進口閘室單孔的大小為8.1×7.3m，閘室的長度為15.9m；出口閘室的長度為27.9米，單孔的大小為8.1×7.3m，穿堤涵洞的段長為61m，單孔的大小為8.46×7.21m，下游消力池和海漫的長度為75.31m，閘上游護坦的長度為57.09m。

2.工程的地質條件

在水利樞紐工程里面，工程的主要構成是粘土、砂層、壤土、砂卵石等，閘基底板建設在壤土層上，其高度固定在25.01米，閘下的壤土在施工之后的厚度在1.6米至2.6米之間，其承載力中等或中等偏下，而下方的土壤層是粉細砂層，其自身所擁有的承載力是18181kpa，而砂層的下層是砂卵石層，其天然承載力是310kpa，其被用來做持力層是可以的，混泥土跟壤土之間的摩擦系數是0.26。為了使地基的承載力得以提高，我們將水泥土攪拌樁設置在出水閘閘室兩個側面的空箱和箱涵底板的下方，對水泥攪拌樁應用格柵式的技術進行施工，整體使用8573根攪拌樁，每個樁的直徑是66厘米。

3.技術方案的選取

在水利樞紐工程的施工里面，振沖碎石樁方法、強夯方法、灌注樁方法、高壓噴射注漿方法、水泥粉煤灰碎石樁方法、水泥土攪拌方法等是其基礎的施工辦法。而在粉土、粘性土地基、飽和黃土、淤泥、無流動地下水飽松散砂地基、素填土、淤泥質土里面運用的水泥土攪拌的方法，這個方法在實際的施工中具備環保、成本低、使用的設備操作簡單、地面不會隆起、施工周期短、施工所產生的噪音低、施工效率高、省去了排污擠土等優勢。所以水泥土攪拌樁在本工程中被普遍的應用。

4.水泥攪拌樁的施工技術

4.1水泥攪拌樁具體的施工流程

（1）放樣測量。第一步通過全站儀器測量深攪樁和邊樁控制樁的軸線，等到通過驗收后，對控制樁進行制作，計算出樁位的具體位置，同時利用竹筷對樁位進行標記，之后將樁機準備好后，在其沿線施工50米左右的邊緣位置設立短時間的水準點，同時根據這個來當作施工過程中對樁頂標高進行管控的首要的參照憑證。

（2）樁基的準確定位。第一步是將樁機前后左右的進行移動，要保證樁位與鉆頭位置一致，之后通過水平尺將樁機進行調平。在不平整的地面上，起重設備一定要確保水平，而為了使攪拌樁一定是垂直作業的，就要在機架的兩邊分別掛一個鉛錘球，以此來控制機架的垂直度。

（3）水泥漿的制作。在通過攪拌機進行開孔的施工前，首先需要依據原料的比例進行水泥漿的拌合，而壓漿之前，開始就要在集料斗中倒入水泥漿，水灰的配比是1：1，水泥的配入按83kg/m，那么我們就可以得出一組樁的水泥平均使用量為3991千克。

（4）拌合下沉噴漿。檢查好安裝完成的樁基之后，通過鋼絲繩的使用，在起重機上掛上攪拌機，之后將漿膠管分別與砂漿泵和攪拌機進行連接，待攪拌機冷卻水循環系統運轉正常之后，再開啟攪拌機，同時放松起重機上的鋼絲繩，使得攪拌機由于本身的重量順著導向架慢慢的下沉，一旦下沉至所設定的位置就將其停止，而為了控制好其下沉的數度，我們可以利用電流檢測表，一般情況中要將電流設定在70A之內，這樣下沉的速度就在1至1.4m/min。如果發現下沉的數度非常慢的時候，為了加快鉆入速度，我們需要將清水倒進輸漿系統里，在鉆進作業進行時，需要用鋼尺測量好鉆具的總長度，而為了之后檢測方便，我們可以將孔深的地方用紅漆進行標注。

（5）攪拌噴漿和提升。當攪拌機鉆入的深度到達規定位置后，就需要對鉆進是否合格進行檢查，一旦合格就可以啟動灰泵，將位于攪拌機中心管里面的水泥漿注進樁底，在攪拌的同時進行噴漿，攪拌機提出地面后再將其停止，之后將系統氣筒轉動，以二檔反轉的速度進行調整，當灰漿量到達2/3的規定量后，需要在提升的同時對其進行旋轉，并且噴漿保持好

，需要根據已定的速度控制好攪拌機的提升數度，一般0.31至0.49m/min，第一次噴漿需要控制噴漿量是已定噴漿量的71%。

（6）復攪下沉的方法。 一旦提升、攪拌和噴漿到達設計的高度后，需要馬上對提升進行停止，將傳動系統調整為正轉，同一時間將噴漿停止，然后以二檔的速度從停灰面慢慢的向下復攪，一直到規定的位置。

（7）對拌機進行重復提升。如果復攪到達了設計的位置后，將傳動系統再次調整為方向傳動，同時開啟灰漿泵，將攪拌和噴漿同時進行，等到攪拌機脫離地面后，就標記著樁體的建設完成了。

（8）清洗系統。在集料斗中倒入一定量的清水，同時開啟灰漿泵，清洗下管路里面殘留的水泥漿，在完全清洗干凈之后，再對攪拌樁上面附著的軟土進行清洗。

4.2攪拌樁施工過程中問題的處理

當攪拌樁在作業的時候，如果出現了很嚴重的樁頭下沉的狀況，其下沉的深度位于1.3米至2.1米之間。那么我們就可以確定，導致這種結果的原因是土質為粉細沙層，其含水量過大，使得基坑的位置在地下水面的下方，在用深井降水的辦法進行作業時，粉細砂層發生了流動，細砂以及水泥漿隨流水一起排出，從而導致樁體下沉情況的出現。而通過研究以及分析，我們可以通過對基坑進行砂料的回填進行補救，回填的厚度設定成1米，暫停基坑的降水之后，開始拌合作業，將攪拌樁的長度在原有的基礎上增加1米，施工的時候用分區填筑法，之后再開始水泥攪拌樁的作業，這樣可以將樁頭下沉的問題從根本上解決。

5.對施工的質量進行檢查

5.1單樁復合地基和單樁負荷的檢測

（1）對單樁復合地基進行檢測。試驗的時候用慢速維持法，通過手動油泵慢慢的加載負荷，根據規定負荷的兩倍進行兩次試驗，一次用四級卸載，一次用八級加載，卸載量是分級荷載量的二倍。將鋼梁、工字鋼搭作為平臺進行堆載，承壓板的大小是0.82平方米、1.10平方米、1.68平方米；里面的反力裝置使用堆積沙袋。

（2）單樁荷載試驗的檢測。試驗的時候用慢速維持法，通過手動油泵慢慢的加載負荷。每級荷載的加載量是56 KN，第一次加載是分級荷載的兩倍，而之后的加載量是規定荷載的規定值，將鋼梁、工字鋼搭作為平臺進行堆載，里面的反力裝置使用堆積沙袋。

（3）試驗的結果。單樁地基承載力以及單樁豎向抗壓極限承載力都滿足規定的要求。

5.2使用輕型動力觸探進行檢測

輕型動力觸探設備中的構件有錐頭、觸探桿、穿心錘等。進行檢測的時候，第一步是將錐頭安置在樁徑四分之一的位置，之后使用穿心錘敲擊觸探桿，將觸探豎桿敲擊進樁內，同時記錄好每次敲入100毫米的錘擊數，一旦錘擊數大于50的時候，就要停止試驗。而不達標的標準是10次以下的錘擊數。進行檢測的時候，若樁的錘擊數全部大于15的時候，那么就標記樁的強度是滿足規定要求的。取樣樁芯進行檢測，能夠發現噴漿十分的均勻，并且夾泥的狀況沒有出現。

6.工程的經濟性 分析

利用水泥攪拌樁的辦法增強地基的承載力，同時根據水泥土攪拌樁配漿室內試驗以及生產性試驗，將水泥攪拌樁的水灰比以及水泥的滲入量優化，得到最優的水灰比以及水泥滲入量，并且在確保施工質量的同時，水泥土攪拌樁的方法也做了部分的改進，將施工的效率進行了提高，施工的周期減少了一個多月，水泥的使用量少了300噸，也順利的完成了水利樞紐工程。

7.結語

利用水泥土攪拌樁的辦法處理軟土地基以及淤泥地基，使得地基所具備的承載能力得以增強，在本項工程里，利用水泥土攪拌樁的施工方法對水閘進行作業，可以使地基的強度進行顯著的提升，當我們有了水泥攪拌樁在高水位壤土以及粉細砂中的作業的工程經驗、與其相關的技術參數以及控制技術的要求后，就會為之后類似的工程施工提供部分的參考依據。

參考文獻：

[1] 程高暉，丁桂清，朱信濤，陳偉.水閘施工的質量控制對策[J]. 智能城市. 2016（11）