水泥攪拌樁在蓮溝閘地基加固處理中的質(zhì)量控制

馮永軍

（宿州市河道管理處埇橋新汴河管理中心，安徽 宿州 234000）

1 工程概況

蓮溝閘是安徽省包澮河治理工程（宿州段）建設(shè)內(nèi)容之一，位于宿州市埇橋區(qū)澮河左岸（樁號(hào)：54+500），擬建閘址距離河口40m，集水面積41.5km2，設(shè)計(jì)流量66.8m3，結(jié)構(gòu)形式為胸墻式，規(guī)模為3×4.5m×4.6m（孔×寬×高）。蓮溝閘有防洪、排澇、蓄水功能，主體結(jié)構(gòu)由閘室、消能防沖設(shè)施、防滲排水設(shè)施、兩岸翼墻連接建筑物、砼道路、觀測(cè)設(shè)施等組成。

蓮溝閘閘址位置自上而下主要地層分布及各層地基承載力情況見表1。

①1層和①3層重粉質(zhì)壤土，壓縮性較高，強(qiáng)度一般，可作為天然地基；①2層淤泥質(zhì)重粉質(zhì)壤土，高壓縮性，強(qiáng)度低，不可直接作為天然地基；其下②3層輕粉質(zhì)壤土、③3層粉細(xì)砂和④層重粉質(zhì)壤土，壓縮性較低，強(qiáng)度較高，是良好的基礎(chǔ)下臥層。

閘底板高程15.3m，座落于①1層中，該層強(qiáng)度低，工程地質(zhì)條件一般，建基面地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值為120kPa；①2層淤泥質(zhì)重粉質(zhì)壤土在閘中心線上為下臥層，在閘兩側(cè)為持力層，該層地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值為80kPa，不論作為持力層還是下臥層，均存在承載力不足和沉降量過(guò)大的問(wèn)題，地基承載力不能滿足水閘上部結(jié)構(gòu)荷載要求，需要進(jìn)行地基加固處理。針對(duì)本閘地質(zhì)構(gòu)造，采用水泥攪拌樁地基處理措施進(jìn)行地基加固處理。

2 水泥攪拌樁設(shè)計(jì)

蓮溝閘水泥攪拌樁布置在水閘控制段和上下游翼墻處，樁徑500mm，樁中心間距800mm，梅花型布置，共1493 根，樁底高程6.3m，樁頂高程為13.60～12.80m，樁長(zhǎng)為7.30～6.50m。樁體28d 無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度不小于1.5MPa。單樁設(shè)計(jì)荷載承載力88kN，處理后復(fù)合地基承載力148kPa。

3 成樁參數(shù)的確定

在攪拌樁施工之前，應(yīng)進(jìn)行工藝性試驗(yàn)樁施工確定攪拌樁的工藝參數(shù)，包括攪拌樁樁機(jī)鉆頭下沉及提升速度、水灰比、漿泵工作壓力、每米攪拌樁水泥漿用量等。

蓮溝閘試驗(yàn)平臺(tái)選在閘右岸施工區(qū)外空地上，平臺(tái)高程14.80m。采用SYB-Ⅲ型深層攪拌樁機(jī)（雙軸雙向）進(jìn)行試驗(yàn)樁施工，單頭直徑500mm。安排工藝試驗(yàn)樁3 組：水灰比為0.5 的工藝試驗(yàn)樁2 組，工藝流程2 噴2 攪和2 噴4 攪各1 組；水灰比為0.55的工藝試驗(yàn)樁1 組，工藝流程2 噴4 攪，樁長(zhǎng)8.5m。

4 工藝性試驗(yàn)成果

（1）成樁樁身均勻性檢查。成樁3d 采用輕型動(dòng)力觸探方法檢查上部樁身的均勻性，3 組試驗(yàn)樁無(wú)蜂窩麻面，均勻性較好，均滿足要求。

（2）成樁樁體質(zhì)量檢驗(yàn)。成樁7d 采用淺部開挖檢查的方法進(jìn)行成樁樁體質(zhì)量檢驗(yàn)，現(xiàn)場(chǎng)開挖深度3m 進(jìn)行樁體質(zhì)量檢查，經(jīng)檢查3 組試驗(yàn)樁樁體無(wú)蜂窩、空洞，測(cè)量樁徑為500mm，均滿足設(shè)計(jì)要求?，F(xiàn)場(chǎng)比對(duì)，2 噴4 攪樁身觀感明顯好于2 噴2 攪樁身。

（3）成樁無(wú)側(cè)限抗壓檢測(cè)。成樁28d 采用取芯室內(nèi)無(wú)側(cè)限抗壓檢測(cè)，施工單位委托淮河流域水工程質(zhì)量檢測(cè)中心進(jìn)行檢測(cè)，所檢測(cè)的3 組試樁水泥土芯樣試件抗壓強(qiáng)度代表值分別為1.5MPa、1.53MPa、1.54MPa，抗壓強(qiáng)度均滿足設(shè)計(jì)要求。

5 施工參數(shù)的確定

選用SYB-Ⅲ型深層攪拌樁機(jī)（雙軸雙向）進(jìn)行施工，水泥為普通硅酸鹽水泥42.5 級(jí)，水泥摻入量18%，水灰比為0.55，18%水泥漿漿液比重為1.78，采用2 噴4 攪的施工工藝。施工流程為：預(yù)攪下沉松土→連續(xù)噴漿提升→復(fù)攪下沉至樁底→復(fù)攪提升。提升、下行噴漿速度均為0.7m/min，噴漿量為55.48L/m，每根樁的成樁時(shí)間應(yīng)不少于40min，噴漿壓力不小于0.4MPa。

6 攪拌樁施工質(zhì)量控制

6.1 樁位控制

水泥攪拌樁施工前由施工單位在樁中心點(diǎn)插樁位標(biāo)，現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理對(duì)樁位進(jìn)行測(cè)量校核無(wú)誤后，攪拌機(jī)方可進(jìn)場(chǎng)。攪拌機(jī)到達(dá)指定樁位后，將鉆頭對(duì)準(zhǔn)樁位中心，再緩緩地調(diào)整鉆機(jī)立桿，直至垂直。鉆桿、鉆頭、樁位中心點(diǎn)應(yīng)當(dāng)保持在一條垂線上。要求垂直度偏差不得超過(guò)0.5%，樁位誤差不大于50mm。

6.2 原材料的控制

水泥攪拌樁采用普通硅酸鹽水泥42.5 級(jí)水泥制漿，水泥應(yīng)選用旋窯年產(chǎn)量超過(guò)100 萬(wàn)噸的大型水泥企業(yè)生產(chǎn)的水泥，且水泥在工地貯存期不超過(guò)3個(gè)月，細(xì)度要求通過(guò)0.08mm 方孔篩的篩余量小于5%。水泥漿所用水應(yīng)滿足《混凝土拌合用水標(biāo)準(zhǔn)》（JGJ63-2006）的規(guī)定。

6.3 漿液配制

施工前，所用漿液必須按照工藝試驗(yàn)樁確定的施工參數(shù)進(jìn)行配制，嚴(yán)格控制好水泥漿配合比，應(yīng)邊配制邊攪拌。施工中水泥漿要攪拌充分，不得出現(xiàn)結(jié)塊。貯漿池內(nèi)漿液應(yīng)均勻，拌制好的漿液不得離析。

6.4 攪拌樁施工

攪拌樁施工前先進(jìn)行上部基坑開挖，開挖時(shí)保證淤泥質(zhì)土層上部的覆蓋層厚度不小于2.0m，在上部土層開挖完成后開始進(jìn)行攪拌樁施工。攪拌機(jī)沿導(dǎo)向架攪拌切土下沉，下沉速度開始應(yīng)慢速鉆進(jìn)，鉆進(jìn)過(guò)程中觀察鉆桿位置有無(wú)偏移，當(dāng)鉆進(jìn)深度達(dá)到1.5m 左右，緩慢加速鉆進(jìn)，正常攪拌下行噴漿速度控制在0.7m/min。攪拌機(jī)下沉到設(shè)計(jì)深度后，開始?jí)簼{攪拌，開啟灰漿泵將水泥漿壓入土基中，邊噴漿邊攪拌，同時(shí)按照0.7m/min 的提升速度，均勻提升攪拌頭，并控制好提升速度和噴漿壓力。攪拌過(guò)程中不得出現(xiàn)停漿現(xiàn)象，管道不得出現(xiàn)堵塞。當(dāng)鉆頭提升至距離地面50cm 以內(nèi)時(shí)，停止向孔內(nèi)噴漿。為提高樁的質(zhì)量應(yīng)在設(shè)計(jì)規(guī)定范圍內(nèi)進(jìn)行復(fù)攪。噴漿量達(dá)不到設(shè)計(jì)要求時(shí)重復(fù)上述步驟，直至達(dá)到設(shè)計(jì)要求。當(dāng)一根樁完成后，立即提出鉆頭，沖洗噴漿管道和鉆頭并移至下一根樁的位置。

7 質(zhì)量檢測(cè)

成樁28d 后，第三方監(jiān)測(cè)單位于2 月16 日開始對(duì)成樁進(jìn)行地基承載力檢驗(yàn)。承載力檢測(cè)包括單樁承載力試驗(yàn)和復(fù)合地基承載力試驗(yàn)。承載力試驗(yàn)采用壓重平臺(tái)反力法，加載采用慢速維持荷載法，本次試驗(yàn)最大加載值取設(shè)計(jì)特征值的兩倍。

7.1 單樁承載力檢驗(yàn)試驗(yàn)情況

單樁承載力檢驗(yàn)試驗(yàn)共抽檢水泥攪拌樁8 根，分別位于閘室段05-16、14-20 試點(diǎn)，上游右岸翼墻08-04 試點(diǎn)，上游左岸翼墻21-06、03-03 試點(diǎn)，下游左岸翼墻24-03、31-04 試點(diǎn)，下游右岸翼墻29-04 試點(diǎn)。通過(guò)單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)結(jié)果分析，8 根單樁承載力特征值均可取88kN，檢測(cè)結(jié)果滿足設(shè)計(jì)要求。具體單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)數(shù)據(jù)見表2。

表2 單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)數(shù)據(jù)匯總表

7.2 復(fù)合地基承載力試驗(yàn)情況

復(fù)合地基承載力檢驗(yàn)試驗(yàn)共抽檢水泥攪拌樁7根，分別位于蓮溝閘閘室段08-15、18-13 試點(diǎn)，上游右岸翼墻05-03 試點(diǎn)，上游左岸翼墻14-06 試點(diǎn)，下游左岸翼墻40-03 試點(diǎn)，下游右岸翼墻27-07、44-02試點(diǎn)。通過(guò)單樁復(fù)合地基靜載荷試驗(yàn)結(jié)果分析，7 根單樁復(fù)合地基承載力特征值均可取148kPa，檢測(cè)結(jié)果滿足設(shè)計(jì)要求。具體單樁復(fù)合地基載荷試驗(yàn)數(shù)據(jù)見表3。

表3 單樁復(fù)合地基載荷試驗(yàn)數(shù)據(jù)匯總表

8 結(jié)束語(yǔ)

水泥攪拌樁作為一種良好的軟弱地基處理方式，在蓮溝閘地基處理中得以推廣應(yīng)用。嚴(yán)格按照工藝試驗(yàn)樁確定的工藝參數(shù)進(jìn)行施工，保證成樁質(zhì)量，有效地提高了土質(zhì)的抗剪強(qiáng)度和承載能力，處理后的蓮溝閘地基承載力滿足設(shè)計(jì)要求■