摘要：近年來深層攪拌樁在水利工程項目中被廣泛應用，在砂性土地基取得非常理想的效果。但對于軟土地基，尤其是含水量高的淤泥或者淤泥質土地基處理很難達到設計效果。本文就臨泉縣老城區泵站改擴建工程中水泥攪拌樁的設計、施工情況進行分析，并對施工中應注意的問題來進行探討。

　　關鍵詞：水利工程,軟土地基,水泥攪拌樁,應用

　　隨著我國經濟不斷發展，人民生活不斷提高，對于水利工程項目的施工提出了更高的要求，而軟土地基處理中水泥攪拌樁的應用作為水利工程項目施工的重要組成部分，在水利工程有著不可替代的作用。

　　一、設計情況

　　臨泉縣老城區泵站改擴建工程李灣站裝機3×115KW，公安站裝機2×55SW，項目總投資1240萬元。

　　泵站選址處持力層土質以中粉質壤土和砂壤土為主，容許承載力只有75-80kPa。公安排澇站泵房處于淤泥1.5米深溝塘中，需要清淤回填土。通過地質勘探，兩站均不能滿足建筑物各部位的承載力要求及地基整體性要求。泵室段、岸墻及上下游翼墻等均需進行基礎處理，上、下游翼墻、上游護坦及下游消力池均按設計要求采用水泥攪拌樁處理，以提高翼墻地基的承載力及護坦、消力池地基的整體性。設計樁徑為50cm，樁間距90cm。

　　; —單樁豎向承載力標準值;

　　η—強度折減系數;

　　—與攪拌樁樁身加固土配比相同的室內加固土試塊的無側限抗壓強度平均值;

　　Ap—樁的截面積;

　　—樁周土的平均摩阻力;

　　up—樁周長;

　　L—樁長;

　　α—樁端天然地基土的承載力折減系數;

　　—樁端天然地基土的承載力標準值。

　　復合地基承載力標準值按下式計算： =m / Ap+β(1- m) 式中：

　　—復合地基承載力標準值;

　　m—面積置換率;

　　β—樁間土承載力折減系數;

　　—樁間天然地基土承載力標準值。

　　經計算，單樁承載力為144kPa，復合地基承載力要求不小于135kPa。

　　二、施工方法

　　主要有恢復中線，放出作業路段邊樁，清理平整原地基。做好排水系統，保證排水通道暢通以利于軟土排水固結。將質量合格的砂運至施工現場，按計算用量卸料，按設計厚度鋪設砂墊層并推土機壓實。繪制方格網圖并現場放樣，用方格網控制，標示樁位置處，使樁距誤差控制在允許范圍內。選擇樁機(有輪胎式，鏈條式，軌道式)，機上應刻有明顯的進尺標志。就位樁機，調好機架的平整度和鉆桿的垂直度，使樁的垂直度偏差控制在允許范圍內。

　　三、試樁情況

　　本工程共進行了三次試樁，試樁場地選擇在上游護坦處，樁長6m。

　　第一次試樁于2012 年11月15日開始。共試7 樁，水灰比分別為0.55、0.60、0.65、0.70，水泥摻入量分別為18%，20%。鉆頭采用三層刀片，層與層之間凈距為27cm，下沉與提升速度均為0.75m / min，噴漿壓力0.55~1.0MPa，采用“四攪二噴”工藝，上提噴漿。攪拌過程中有鉆頭泥漿抱團現象。2012 年11 月22 日進行輕便觸探，由于效果不理想，11 月29日對其中的5 根樁進行鉆芯取樣，發現樁身均勻性及連續性較差，局部水泥富集，且樁頭強度較差，試樁結果均未達到設計要求。針對第一次試樁過程中出現的問題，采取了改進措施：改變噴漿孔方向，由一側噴漿改為兩側噴漿，并增大噴漿壓力;刀片層數由三層改為二層，刀片凈距仍為27cm;噴漿時的攪拌速度降低為0.5m / min。

　　2012 年12 月17 日進行了第二次試樁。水灰比為0.6，水泥摻入量分別為18%和20%，采用“六攪二噴”和“四攪二噴”兩種工藝，采用“上提噴漿”和“下沉噴漿”兩種噴漿形式，本次共試了8根樁。在試樁過程中基坑四周的降水井部分已發揮作用，降低了一定的地下水位，且成樁以后及時對樁頭進行草包覆蓋。10d 后對其中的4 根樁鉆芯檢測，均發現局部有水泥結塊，仍然存在攪拌不均勻現象，且樁頭2~3m 范圍內強度較差，質量評估仍為不合格。

　　2013 年1月15 日進行第三次試樁。鑒于第二次試樁在均勻性、連續性及樁身強度等方面較第一次試樁有較大改善，經多次研究對試樁工藝進行進一步改進：刀片凈距分別加大至35cm 和60cm，并調整刀片角度，將下層刀片改為45°角，上層刀片改為平角度; 水灰比采用0.55，采用“四攪二噴”工藝，并對樁身上部3m 范圍內增加一次噴漿復攪。本次共試36 根樁，10d 后對其中的4根樁鉆芯檢測，檢測結果3 根合格。對合格的3 根樁的施工工藝經過進一步的分析比較，最后確定在正式施工中采用35cm的刀片凈距，水灰比0.55，水泥摻入量為20%，“四攪二噴”工藝，下沉噴漿，并對樁身上部3m范圍內增加一次噴漿復攪。

　　在隨后的施工中嚴格按照選定的工藝施工，要求每臺機械配備流量計，以能夠反映攪拌噴漿的全過程，達到齡期時及時按規范檢測并進行鉆芯檢測，出現不合格的樁及時進行補樁。在翼墻部位選取達到28d 齡期的樁做了4 個點的復合地基承載力靜載試驗，試驗結果復合地基承載力達到140kPa，滿足135kPa 設計承載力要求。

　　四、注意事項

　　對水泥攪拌樁在淤泥質軟土地基中的應用需要意以下幾點：

　　(1)因為各個水利工程地質情況各不相同，在正式施工前一定要進行室內、現場成樁試驗，確認水泥的摻入量、水灰比例、刀片數量、攪拌速度以及間距等一些具體施工工藝。施工中應切實加強在質量上監督，嚴禁出現無漿及少漿現象的軟弱水泥土段。

　　(2) 當土樣的含水量為50%~85%范圍內并變化時，每降低10%的含水量，土樣的強度即可提高30%~50%。所以對于含水量大的軟土地基進行處理時，在針對土質狀況來采取可行的降低含水量的措施，并盡量用較小的水灰比(可加適量外加劑)。

　　(3)低溫尤其是負溫時，因為水泥土的水化和水解反應比較緩慢，水泥土的強度增長也相對比較緩慢，故在相同的齡期下，強度經常很難達到設計要求。因水利工程大部分在冬春季進行，所以要盡量避免負溫環境下的攪拌樁施工，如因工程工期安排確實需要進行施工，也應對樁頭適當采取保溫措施。

　　(4) 對粘粒含量高的軟土的處理，可以考慮采取增加電機功率，調整刀片之間間距，改變刀片的角度，以及調整噴漿口的位置等措施，來提高攪拌的均勻性，從而降低水泥土強度本身的離散性。

　　(5)制漿池和樁機間的距離應該盡量縮短，從而減少壓力膠管長度，減小送泵人員和現場操作人員互相之間同步操作的時間差，并要加強二級制漿池中水泥漿的攪拌，防止有離析現象發生。

　　(6)攪拌樁施工的機械要配備有流量計，用以控制每根攪拌樁的總漿量、段漿量、攪拌噴漿過程等，減少人工控制容易產生的隨意性以及不可復查性。

　　(7) 為了保證樁頭部位的施工質量，除了增加樁頭的復攪噴漿外，還應該保證基坑開挖階段保留著一定厚度覆蓋土層或者利用機身自身重量對樁頂的加固土層進行加壓。

　　結語：

　　關于水利工程項目軟土地基處理中水泥攪拌樁的應用問題，在水利工程施工中是一項重要而又必須面對的階段。在實際施工中對各個環節都加以重視并加強管理，避免可能發生的問題，這是保障工整體質量的必備條件。

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