攪拌樁復(fù)合地基在某湖蕩地區(qū)水工建筑群中的應(yīng)用實踐

戴國佳 張雨路 陶 凱

（江蘇省鎮(zhèn)江市句容市水利局 鎮(zhèn)江 212499）

某湖泊位于江蘇省，是一座具有蓄滯洪功能的湖泊。在經(jīng)歷了多輪圍湖造田、圍墾養(yǎng)殖后，湖泊的防洪調(diào)蓄能力大幅度降低，其防洪能力遠(yuǎn)不能滿足地區(qū)社會經(jīng)濟發(fā)展的需求。進(jìn)入21世紀(jì)后，當(dāng)?shù)卣疀Q心徹底治理水患，開展了防洪治理、退漁還湖、退耕還濕、濕地生態(tài)修復(fù)等一系列綜合措施。在防洪治理過程中，需要新建一批水工建筑物，其主要功能是調(diào)節(jié)徑流，保障湖泊生態(tài)蓄水和周邊農(nóng)田灌溉用水；汛期要保障能御洪于外，同時在流域下游河道防洪堤壩危急之時，可以通過分水閘引洪入湖，滯蓄洪水，降低下游洪水位，確保城市防洪安全。

1 湖泊防洪工程概況

該湖泊地理條件特殊，系百川聚匯，屯水成湖。因地勢較低，在汛期易遭受上游丘陵山區(qū)洪水侵襲，澤國一片；非汛期，則水落灘露，缺水成旱。然而，河流洪水泛濫期間也帶來了大量的泥沙在此沉積，形成了大片肥沃的土壤。經(jīng)過歷史上多次湖周筑圩墾田，修湖堤，挖洪道，建石堰，擴建田畝，延續(xù)了千年。為積極響應(yīng)新時代的號召，經(jīng)過本輪綜合建設(shè)，湖泊功能升級蛻變，已然是一座以防洪滯洪、灌溉供水、濕地公園、水利風(fēng)景、休閑度假、文化旅游等多功能多目標(biāo)發(fā)展的綜合性湖泊。湖泊內(nèi)現(xiàn)有湖泊分為內(nèi)湖、環(huán)湖、白水蕩、西萬畝圩，其中內(nèi)湖、白水蕩、西萬畝圩為景觀濕地，日常主要保持生態(tài)水位，大洪水期引洪調(diào)蓄；環(huán)湖為上游來水的泄洪通道，通過湖口已建設(shè)的水閘向下游排水。湖堤沿線建設(shè)5座中型分洪閘，11座排澇泵站，10座小型穿堤涵閘，2座濕地水位調(diào)節(jié)滾水壩等。

2 攪拌樁復(fù)合地基處理工藝簡述

2.1 地基土特性

按照規(guī)范，水泥土攪拌法在用于處理泥炭土、有機質(zhì)土、塑性指數(shù)大于25的黏土、地下水具有腐蝕性或無工程經(jīng)驗的地區(qū)，必須通過現(xiàn)場試驗確定其適用性。地區(qū)地貌單元為崗地與湖積平原，地基土淺部以軟土為主，深部為第四系上更新統(tǒng)下蜀組粉質(zhì)粘土和粉土，下伏基巖為白堊紀(jì)赤山組粉細(xì)砂巖。淺部軟土淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土分布層厚6～10m，且局部夾腐植質(zhì)，干強度低、韌性低，是地區(qū)大部分建筑基礎(chǔ)座落的范圍和深度。同時，該地基土中夾雜部分粉砂質(zhì)泥巖，棕紅色、紫紅色和磚紅色。地基土的特性直接決定攪拌樁的成樁質(zhì)量和本地區(qū)推廣運用的適用性。

2.2 置換率

水泥土攪拌樁置換率可以由設(shè)計承載力大小反推得到。一般情況在不同的置換率下復(fù)合地基的附加應(yīng)力的變化基本是一致的，加固土層內(nèi)隨著置換率增加力學(xué)性能增加，但不是無限制增加，這與樁長、樁半徑、樁體強度有關(guān)，可按照相關(guān)規(guī)范，聯(lián)系實際，在樁長、樁半徑相對固定的情況下，推算出相對適宜的置換率。

2.3 水泥摻入比

各種試驗表明水泥土的強度隨水泥摻入比的增加而增大，隨著水泥摻入比的增加，水泥土的后期強度增加幅度也加大，但是隨著摻入比的增加，工程費用也相應(yīng)增加。選擇合適的摻入比可以很好地兼顧工程質(zhì)量和費用。一般作為建筑地基處理承載使用時摻入比不宜低于15%。

2.4 噴漿工藝

軸攪拌樁整體施工工藝主要分為“兩噴四攪”及“兩噴兩攪”，一般地質(zhì)條件下水泥量很容易控制，但若是遇到地質(zhì)條件堅硬的硬土，由于難以下鉆，成樁時間過長，很容易造成水泥量損耗過大，在這種情況下應(yīng)對送漿流量進(jìn)行動態(tài)調(diào)控，以保證成樁質(zhì)量。選擇合適的施工工藝是保證樁身連續(xù)、樁身質(zhì)量穩(wěn)定的關(guān)鍵因素之一。

3 工藝運用參建各方經(jīng)驗

3.1 建設(shè)單位

建設(shè)單位通過特派專家全過程參與、安排工地常駐代表等形式，進(jìn)一步嚴(yán)控工程質(zhì)量，把握工程全局。在工程前期，建設(shè)單位強化設(shè)計單位的目標(biāo)控制，要求方案設(shè)計既要保證工程質(zhì)量，又要敢想敢用，特別是對于性價比高的方案，要認(rèn)真研究分析，重點突破。聘請具有多年地質(zhì)處理經(jīng)驗的專家全過程幫助和指導(dǎo)設(shè)計單位，合理選擇工程位置，合理選用處理方案；在工程實施階段，除聘用專業(yè)的監(jiān)理工程師外，還派出建設(shè)方代表，與監(jiān)理、施工單位同場同工，實時監(jiān)督，實時解決爭議；定期派出專家進(jìn)駐現(xiàn)場，指出工藝實施存在的問題，研判地基工藝的效果，隨時作出調(diào)整建議。

3.2 勘察設(shè)計單位

勘察設(shè)計單位根據(jù)地基土特性，合理比選，合理計算。在設(shè)計單位明確單樁無側(cè)限抗壓強度和單樁設(shè)計承載力要求的基礎(chǔ)上，勘察實驗室選用不同的水泥制品，選用不同的摻入比、水灰比，分多種方案組合，分別得出各組實驗樁體的力學(xué)指標(biāo)值。同時，指導(dǎo)施工單位開展現(xiàn)場實驗，根據(jù)室內(nèi)最優(yōu)水泥土配合比試驗，進(jìn)行現(xiàn)場成樁工藝試驗，編制攪拌樁現(xiàn)場試樁載荷試驗報告，明確試驗方法，并得出結(jié)論。經(jīng)多種比選結(jié)論可知，本地區(qū)的最優(yōu)水泥摻入比推薦不宜低于18%，較合適的置換率為40%～50%之間，最低不宜低于35%；水泥漿應(yīng)采用標(biāo)號不低于42.5的普通硅酸鹽水泥；為節(jié)省工期，可選用早強普通硅酸鹽水泥，14～20d內(nèi)成樁強度即可達(dá)到28d設(shè)計成樁強度，一次施打可節(jié)約10d工期。

3.3 監(jiān)理單位

監(jiān)理單位主要是嚴(yán)格控制水泥量。監(jiān)理利用現(xiàn)場空間設(shè)置水泥儲存?zhèn)}庫，施工單位水泥購置進(jìn)場后直接存入監(jiān)理倉庫，監(jiān)理設(shè)專職專人看守，工程施工時按當(dāng)日工作量對應(yīng)配比的水泥報批放量；旁站監(jiān)理核查每幅樁的水泥用量是否與需要拌制的噴漿量相對應(yīng)；以當(dāng)日施打樁數(shù)計算當(dāng)天水泥的總用量，并核查與進(jìn)場水泥收料單、出倉庫報批單上的數(shù)據(jù)是否對應(yīng)，理論上到場水泥必須全部置換入土。

3.4 施工單位

施工單位在業(yè)主組織，監(jiān)理監(jiān)督以及勘察設(shè)計單位的指導(dǎo)下完成了施工工藝匹配。選擇“四攪兩噴”“四攪三噴”“四攪四噴”“六攪四噴”等工藝進(jìn)行試打，匹配各自的送漿量、復(fù)攪程度，經(jīng)7d成樁檢測后，最終形成推薦工藝。按照設(shè)計和現(xiàn)場試樁要求，現(xiàn)場輸漿泵的送漿量與下鉆噴漿速率、上提噴漿速率相匹配，勻速施打，保證成樁質(zhì)量。經(jīng)多種比選結(jié)論可知，本地區(qū)的最優(yōu)施工工藝，推薦采用“六攪四噴”，第一次和最后一次為空攪，其余為正常帶漿復(fù)攪。

4 成效

湖蕩內(nèi)西閘站、南閘以及西圩閘站基礎(chǔ)均采用了上述攪拌樁復(fù)合地基，選取的設(shè)計和施工參數(shù)基本相近，各參建單位采取的質(zhì)量控制措施基本按照遵循相關(guān)工程總結(jié)，各工程建設(shè)跨度間隔約3～5年，延續(xù)性較好。通過相關(guān)檢測資料可知西閘站施打工程樁樁身較均勻，連續(xù)性較好，受檢樣本合格率達(dá)到98%，強度檢測全部合格，單樁復(fù)合地基承載力達(dá)到140kPa，滿足設(shè)計要求。西圩閘站工程樁按照同樣工藝，樁身通體呈灰色，稍硬，攪拌較均勻，凝結(jié)較好，樁身所檢樁單樁復(fù)合地基承載力達(dá)到了190kPa，滿足設(shè)計要求。通過上述檢測成果可知，攪拌樁復(fù)合地基處理工藝簡便，質(zhì)量可靠，且在該地區(qū)已有近10年的推廣運用，工藝已趨于成熟。通過地區(qū)2016年、2017年、2020年等多次大洪水的考驗，建筑物運行良好，建筑物位移或沉降均滿足規(guī)范要求，防洪效益特別顯著。

5 結(jié)語

綜上所述，水泥攪拌樁在該湖蕩地區(qū)水工建筑物地基處理中得到廣泛應(yīng)用，并取得了較好的效果，促進(jìn)了該地區(qū)以防洪為主的水利工程的順利開展，具有推廣價值■