水利工程中地基加固施工技術分析

李帥 廣東水電二局股份有限公司

1.工程概況

盛世游艇會水利工程位于中山市神灣鎮境內磨刀門水道北岸、彩虹路以西、水上食府和高爾夫球場以東、新西街和炮臺山以南的區域，施工用地面積約1287畝。本工程地基土主要為淤泥、含粉砂或貝殼淤泥質土、淤泥質土層，埋深約1～30m，軟塑～流塑，可壓縮性較強、結構強度不高、透水性偏差及觸變性較強等特點，發生沉降變形概率較大，抗滑穩定性不夠。因此，為了滿足水利工程建設任務的目標，必須發揮系統化技術分析優勢，主要選取了水泥攪拌施工技術、鉆孔灌注樁施工技術、旋噴樁施工技術等常見地基加固技術進行探討。

2.水泥攪拌樁施工技術準備

本工程水泥攪拌樁攪拌機采取加強型PH-5B型號，有效鉆深最大可達23m以上，充分滿足水泥攪拌樁技術指標。水泥攪拌樁操作平臺高程按照實際需求超出設計尺寸60cm，攪拌樁分布情況見表1；工作面如果遇到軟土土質，一般需按照現場開挖到設計樁頂高程后回填，填砂厚度要求為50-60cm之間。堤壩及船閘基面以外地層地質類似區域采取干法工藝試樁作業，堤壩試樁一般≥4根，船閘試樁一般≥2根。

表1 水泥攪拌樁分布情況表

一般攪拌樁干法施工所消耗水泥量約60kg/m2，普通硅酸鹽水泥42.5R；濕法施工所消耗的水泥量約55kg/m2，普通硅酸水泥525R。按照每天工作8-10h計算，庫存水泥量大約保持700t。按照設計參數要求測量選取攪拌樁軸線，布置好現場樁位，并連同監理等人進行復核驗收確認施工。

3.水泥攪拌樁施工技術

3.1 干法施工（噴粉施工）

攪拌樁機鉆頭中心要進行現場調試，與樁位保持同軸心，對中誤差≤2cm；水平尺測量校準樁機，確保鉆桿垂直度＜1%。開始啟動前，核查計錄儀讀數歸0。開鉆后，3檔或4檔快速推進，如果遭遇硬度較大的塑泥層，切換2檔繼續鉆進。達到設計深度要求后，送灰系統運行，鉆機反轉退出，讀取計錄儀送灰量數據，達到60kg以上時，開始攪拌和噴灰并行作業，直至高程位置。復攪鉆達到底高程會啟動，200 mm 灰量不足13kg，送灰系統再次啟動補足60kg，補噴完后繼續往下攪拌鉆進不小于1.0m，循環復攪。

3.2 濕法施工（噴漿施工）

移動攪拌樁機，攪拌樁機鉆頭中心要進行現場調試，與樁位保持同軸心，對中誤差≤2cm；水平尺測量校準樁機，確保鉆桿垂直度＜1%。開鉆后，3檔或4檔快速推進，送漿系統同步運行，鉆至設計深度并核實無誤后，傳動系統切換2檔退出，噴漿繼續進行。水泥漿液按照設計參數嚴格配置，如果停置時間超過2h以上將不能再次使用。注意在注入過程中，注漿泵的出口壓力不得小于0.4Mpa，同時不得大于0.6Mpa。當操作中出現故障而停止噴漿，要立即停止鉆進，核查原因。解決故障問題后，要先到停漿點以下0.5m重新進行補噴并同步提升。如果故障持續3h以上，為避免堵塞問題出現，要設法將輸漿管路全面沖洗干凈。恢復作業，樁機要從停漿面不得小于1m位置進行噴漿、并同時將樁機切換至1檔，出漿口到達停漿面時要切換停止檔位、繼續噴漿5秒鐘，以保證樁頭分布均勻密實。

3.3 水泥攪拌樁施工技術要求

水泥攪拌樁完工后7d內，要對樁身進行取樣檢測，特別是攪拌均勻密實效果，采取對比法在樁徑方向1/4位置進行觸點檢測，總的檢驗數量要滿足2%以上；成樁28d以后，監理人員和設計人員要選取特定節點，開挖到樁頂往下0.5～1m范圍內，跟蹤攪拌樁搭接實施情況。對于水平方向要求開挖范圍不得少于4根。基槽開挖抽選不少于10%的樁數，重點檢查成樁直徑和強度。由監理人員和設計人員要隨機抽取防洪堤和船閘總樁數的1%數量完成抽芯檢測工作。單根樁被抽到后，芯樣均截取的數量不得少于一組（1組要求3個檢測點），在實驗室完成抗壓強度試驗，取得相應的數據。防洪堤一水泥土攪拌樁鉆芯法，要完成不少于198根數據檢測，防洪堤二水泥土攪拌樁鉆芯法，要完成不少于390根數據檢測。防洪堤基礎攪拌樁完工之后滿28d，要立即告知業主聯系專業檢測單位完成單樁靜載試驗。要求單樁靜載試驗樁數量滿足6根以上。防洪堤一水泥土攪拌樁單樁靜載試驗3根，防洪堤二水泥土攪拌樁單樁靜載試驗3根。

樁機鉆桿運行要求，垂直度偏差在1%范圍以內，樁位偏差介于0～100mm范圍內，樁徑尺寸誤差介于0～20mm范圍內，樁長的實際長度必須滿足或大于設計長度。在噴漿制樁期間，如果特殊原因導致中斷，一定要與前臺溝通即可停工。在短暫時間內，停漿點往下0.5m位置，故障消除后繼續噴漿提升。但是如果故障長時間（超過3h以上）無法消除，就要先把輸漿管路全部拆下來清潔干凈，然后等待下一次重新噴漿。為了確保樁頭成品質量可靠，噴漿達到樁頂設計高程附近區域，攪拌機在地面方向1m左右換慢速檔推進；完成到達樁頂設計標高位置，為了保證噴漿樁質量，不再提升，同時繼續噴漿短暫幾秒。

4.鉆孔灌注樁施工

4.1 鉆孔灌注樁施工技術

沿鉆孔灌注樁軸線方向、靠迎水面，鋪設寬4m的泥結石臨時施工運輸通道，施工通道中心線與排樁中心線距離為2.6m，臨時通道路基為30cm厚塊石，路面為10cm厚石粉。臨時施工通道范圍內的水泥攪拌樁擬分段施工，每段長度為200m，每段內鉆孔灌注樁及高壓旋噴樁施工完成后才安排水泥攪拌樁施工。

測量放樁位，經監理人員和設計人員驗收合格后埋設樁位控制點，埋設長度大約為1.0m左右的鋼護筒，鋼護筒內徑比樁徑長出10-12cm。鉆孔灌注樁水下混凝土強度等級為C25，為確保成孔高質量完成以及施工過程的安全性，泥漿制備材料必須嚴格進行篩選，并進行現場三方抽檢驗證合格投入施工。主要驗收參數：比重1.15，粘度20～24.5S，含砂量不超過5%，膠體率為96%。特殊情況下，也可以加入一些添加劑改善泥漿質量。

鉆機造孔期間要保持泥漿護壁的作用落實到位，泥漿比重大約介于1.1～1.2g/cm3之間，排出泥漿比重不能大于1.3g/cm3。作業全過程泥漿比重和粘度要時常做好檢測，發現異常要適時進行調整。鉆孔完成后要認真做好清孔，同時對于成孔質量嚴格把關，包括孔徑、孔深、垂直度、孔位偏差等。

4.2 水下混凝土的灌注

水下混凝土灌注的要求較高，采用的混凝土一定是具備優秀的和易性，要額外添加高效緩凝減水劑及粉煤灰，采取的配合比要按照多次試驗來完成最佳選擇。坍落度為180～220mm，水泥用量不少于360kg/m3。混凝土澆筑前要測量沉碴厚度，導管直徑φ250。水下混凝土澆筑的完成過程主要依靠混凝土攪拌車實現，剪塞法澆注要求混凝土為樁底，良好交結與保證導管埋深1.0m以上。灌注混凝土高程應比設計樁頂高程高出0.5m以上。

5.結束語

水利工程施工中的地基加固技術應用的好壞對水利工程質量影響巨大，作為水利工程設計人員要全面掌握地基加固技術中各項技術要點，重視對地基加固的技術處理，推動我國的水利工程技術的持續進步。