水利施工中水泥攪拌樁技術(shù)的運(yùn)用淺談

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［摘要］針對(duì)某水利改造工程實(shí)際情況，對(duì)其施工中水泥攪拌樁技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行深入分析，包括施工準(zhǔn)備、施工工藝和方法、技術(shù)控制與質(zhì)量控制措施及要點(diǎn)，并通過實(shí)踐驗(yàn)證了本工程所用施工技術(shù)的合理性與有效性，為類似工程項(xiàng)目建設(shè)提供技術(shù)參考。

［關(guān)鍵詞］水泥攪拌樁；水利施工；施工方法

1工程概況

某水利改造工程擬將標(biāo)準(zhǔn)提升到100年一遇，將工程等級(jí)確定為二級(jí)，堤頂寬度從5.0m加高至8.5m，在堤后進(jìn)行填土綠化，和堤后場(chǎng)地及道路相連，同時(shí)，將堤頂與擋浪墻高程分別修正為4.35m和4.89m。工程總長(zhǎng)約384.3m，全部采用水泥攪拌樁，按1.0m×1.0m的間距布置，樁徑600mm，樁長(zhǎng)15m?，F(xiàn)圍繞本工程實(shí)際情況，對(duì)其水泥攪拌樁施工進(jìn)行如下深入分析。

2施工準(zhǔn)備

（1）平整施工場(chǎng)地，將地面上的雜物和所有障礙物（包括地下）都清除干凈，包括基礎(chǔ)構(gòu)造與殘留建筑垃圾。如果布樁路線上存在低洼處，需要進(jìn)行清淤與抽水，并回填粘性土后將其夯實(shí)，注意回填不可使用雜填土。按設(shè)計(jì)要求完成對(duì)場(chǎng)地的開挖后，推土機(jī)進(jìn)場(chǎng)將場(chǎng)地表面推平，并碾壓至密實(shí)狀態(tài)。在鉆機(jī)施工區(qū)域內(nèi)的場(chǎng)地其地面應(yīng)堅(jiān)實(shí)可靠，避免施工中鉆機(jī)產(chǎn)生傾斜等現(xiàn)象，在必要的情況下支墊枕木，同時(shí)還要設(shè)置排水坡，在場(chǎng)地兩側(cè)開挖臨時(shí)排水設(shè)施，避免積水對(duì)鉆孔施工造成影響。（2）施工開始前認(rèn)真核查場(chǎng)地的地質(zhì)，確認(rèn)是否和設(shè)計(jì)圖紙相符，如果不相符，應(yīng)立即通知相關(guān)部門進(jìn)行處理。（3）在工點(diǎn)采集有代表性的土樣，送交實(shí)驗(yàn)室開展配合比試驗(yàn)，通過試驗(yàn)確定水泥計(jì)量及不同外加劑使用后對(duì)應(yīng)的抗壓強(qiáng)度，然后通過對(duì)比分析確定最佳的參數(shù)，包括水灰比、水泥劑量、外加劑類型與摻加量。本工程設(shè)計(jì)要求樁身28d強(qiáng)度必須達(dá)到1.5MPa以上。（4）完成室內(nèi)試驗(yàn)后進(jìn)入場(chǎng)地開始現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，根據(jù)試驗(yàn)確定的參數(shù)對(duì)各項(xiàng)原材料實(shí)際用量進(jìn)行計(jì)算。（5）組織施工隊(duì)伍負(fù)責(zé)人，對(duì)其做全面的安全與技術(shù)交底，使其明確工程的設(shè)計(jì)意圖和施工中需要的要點(diǎn)問題。（6）做好施工機(jī)械設(shè)備進(jìn)場(chǎng)準(zhǔn)備工作，并對(duì)其進(jìn)行必要的檢查和維修，使其處在最佳工況，確保施工能夠順利完成。（7）沿鉆機(jī)設(shè)計(jì)行走路線進(jìn)行軌道鋪設(shè)，使鉆機(jī)平穩(wěn)行走至指定位置。（8）連接好現(xiàn)場(chǎng)的水路及電源，對(duì)機(jī)械設(shè)備作必要的試運(yùn)轉(zhuǎn)，確定是否滿足設(shè)計(jì)和施工要求。（9）為灌漿施工準(zhǔn)備好需要的材料。（10）做好現(xiàn)場(chǎng)的供水供電，鋪設(shè)臨時(shí)便道，修筑必要的臨時(shí)設(shè)施，對(duì)廢漿處理池與泥漿池需要采取有效的安全防護(hù)措施。（11）按照設(shè)計(jì)要求設(shè)置好樁基的水準(zhǔn)基點(diǎn)樁與測(cè)量控制樁，并經(jīng)復(fù)核確認(rèn)無誤，在樁位使用白灰作出明顯標(biāo)記。（12）采用經(jīng)室內(nèi)實(shí)驗(yàn)確定的配比進(jìn)行試樁，通過試樁確定與設(shè)計(jì)要求相符的參數(shù)，或?qū)υ瓍?shù)進(jìn)行調(diào)整，由監(jiān)理工程師審核確認(rèn)合格后方可用于大面積施工。

3施工工藝

（1）水泥攪拌樁均采用濕法工藝，借助雙向深層攪拌設(shè)備完成。樁長(zhǎng)和樁頂高程都嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求確定，停灰面應(yīng)比樁頂?shù)脑O(shè)計(jì)標(biāo)高高500mm。（2）成樁工藝為兩噴四攪，在攪拌過程中，鉆頭旋轉(zhuǎn)一圈對(duì)應(yīng)的提升及下沉量按10~15mm控制，確保加固區(qū)域內(nèi)土體所有位置都能得到至少20次的攪拌，現(xiàn)場(chǎng)安排專人進(jìn)行記錄。（3）水泥采用普硅水泥，摻入量分為3種，即15%、17%和19%，水灰比按0.55控制，并適量摻加生石灰與木質(zhì)素磺酸鈣，其摻量為2%與0.2%。（4）施工中，樁機(jī)底盤應(yīng)始終保持水平，導(dǎo)向架應(yīng)始終保持豎直，樁位偏差控制在5cm以內(nèi)，垂直度偏差控制在1%以內(nèi)，樁徑偏差控制在4%以內(nèi)，單位長(zhǎng)度水泥噴射量和單樁灰漿消耗量的偏差均應(yīng)控制在5%以內(nèi)，成樁后，樁徑與長(zhǎng)度都應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求。（5）水泥使用前必須過篩，漿液制備好后避免離析，在泵送時(shí)應(yīng)保持連續(xù)，實(shí)際的攪拌深度與噴射量都應(yīng)采用認(rèn)證通過的裝置記錄。（6）出漿口有漿液流出后，繼續(xù)噴攪30s，將樁端土和水泥攪拌均勻后，提升鉆頭。（7）鉆頭旋轉(zhuǎn)一圈對(duì)應(yīng)的提升高度應(yīng)控制在15mm以內(nèi)。將鉆頭提升到距離樁底1.5m時(shí)，啟動(dòng)噴漿機(jī)開始噴漿。將鉆頭提升到和樁頂高程相差500mm的位置后，結(jié)束噴漿。（8）成樁時(shí)若因故中斷噴漿，需將鉆頭下沉到和停漿處相距500mm的位置，在恢復(fù)供漿以后繼續(xù)攪拌和提升。如果停機(jī)的時(shí)間達(dá)到3h以上，應(yīng)將管路拆開進(jìn)行沖洗。（9）質(zhì)量控制工作必須貫穿整個(gè)施工過程，同時(shí)堅(jiān)持做好監(jiān)理，在施工中隨時(shí)對(duì)施工記錄進(jìn)行檢查，保證施工順利進(jìn)行。（10）可采用開挖法對(duì)樁數(shù)、樁徑與樁頂?shù)冗M(jìn)行檢查，若不滿足設(shè)計(jì)要求，應(yīng)立即采取有效的補(bǔ)強(qiáng)措施。（11）工后鉆芯取樣做抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，要求28d抗壓強(qiáng)度不小于1MPa。鉆芯取樣數(shù)量要求達(dá)到總樁數(shù)的5%，同時(shí)不能少于6根。

4主要施工方法

4.1現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量放樣

正式開工前以設(shè)計(jì)圖紙為依據(jù)進(jìn)行定位放線，必要時(shí)進(jìn)行溝槽開挖，再放出第一組樁的準(zhǔn)確位置，按設(shè)計(jì)圖紙標(biāo)出的尺寸進(jìn)行畫線。

4.2水泥漿制備

如前所述，水泥采用普硅水泥，摻入量分為3種，即15%、17%和19%，其中，當(dāng)水泥摻入量為15%時(shí)，單位長(zhǎng)度水泥用量為76kg；當(dāng)水泥摻入量為17%時(shí)，單位長(zhǎng)度水泥用量為86kg；當(dāng)水泥摻入量為19%時(shí)，單位長(zhǎng)度水泥用量為97kg。水泥漿制備時(shí)的水量可通過采用定量容量嚴(yán)格控制。其它外加劑摻量都按照設(shè)計(jì)要求控制。

4.3預(yù)拌下沉噴漿

待樁機(jī)中的冷卻水系統(tǒng)開始正常循環(huán)以后，打開電機(jī)，逐步放松樁機(jī)上的吊索，使其沿導(dǎo)向架不斷向下攪拌和下沉，實(shí)際的下沉速度通過電流監(jiān)測(cè)控制。一般下沉速度不能超過0.8m/min，即將電流控制在70A以內(nèi)。在噴漿時(shí)要注意充分?jǐn)嚢?，現(xiàn)場(chǎng)工作人員隨時(shí)對(duì)設(shè)備和地層發(fā)生的變化進(jìn)行觀察，將鉆頭下沉到設(shè)計(jì)要求的深度后，停止下沉。

4.4提升噴漿

在緩慢提升鉆頭的同時(shí)不斷噴漿攪拌。在噴漿時(shí)，必須不斷攪拌，避免泥漿發(fā)生離析。當(dāng)噴漿到地面時(shí)，應(yīng)注意加噴一次，避免從地面離開后噴漿不充分和不密實(shí)。

4.53次攪拌噴漿

待第2次噴漿結(jié)束后，開始第3次作業(yè)，方法和之前相同，不斷攪拌、噴漿到設(shè)計(jì)要求的深度。

4.6四次攪拌噴漿

到達(dá)設(shè)計(jì)要求的深度后，開始第4次提升，以保證攪拌的均勻性。在整個(gè)孔深范圍內(nèi)，所有段落的補(bǔ)漿量都必須達(dá)到均勻，通過準(zhǔn)確的計(jì)量控制好實(shí)際補(bǔ)漿量，同時(shí)確保完成第4次噴漿以后，每段的實(shí)際噴漿量可以達(dá)到一致，且泥漿剛好用完。

4.7清洗

如果樁機(jī)停轉(zhuǎn)，或中途間隔很長(zhǎng)時(shí)間，需向拌桶加水，然后啟動(dòng)泵機(jī)，對(duì)管路中存留的泥漿進(jìn)行沖洗，到完全沖洗干凈為止。同時(shí)，還應(yīng)清除附著在鉆頭上的軟土。將鉆頭和管路都清洗、清理干凈后，將樁機(jī)移到下一個(gè)樁位準(zhǔn)備施工，施工方法同上。

5技術(shù)控制

（1）施工中對(duì)鉆頭下沉及提升的速度進(jìn)行嚴(yán)格控制，使噴漿量滿足要求，從而達(dá)到預(yù)期的成樁質(zhì)量。（2）對(duì)鉆孔的深度也應(yīng)進(jìn)行嚴(yán)格控制，使停漿面得到充分?jǐn)嚢?。?）將泥漿配好后應(yīng)避免發(fā)生離析，且應(yīng)保證供漿的連續(xù)性。當(dāng)因故停漿時(shí)，應(yīng)重疊至少0.5m進(jìn)行接樁，如果停機(jī)的時(shí)間超過3h，則這一批漿液不可繼續(xù)使用，并需要將管路沖洗干凈。（4）施工中認(rèn)真做好施工記錄的檢查工作，尤其是漿液的濃度。（5）正式施工前，先進(jìn)行試樁，確定如下技術(shù)參數(shù)：泥漿的生產(chǎn)配比；鉆機(jī)和鉆頭提升速度；泵送壓力。（6）施工中所使用的水泥應(yīng)具有齊全的證書與試驗(yàn)報(bào)告，由于在現(xiàn)場(chǎng)主要使用的是散裝水泥，需要以現(xiàn)場(chǎng)水泥用量為依據(jù)確定每桶水泥具體數(shù)量。實(shí)際灰量不能超過規(guī)定值±5%。（7）鉆進(jìn)應(yīng)使用直徑比設(shè)計(jì)樁徑略大的鉆頭，當(dāng)鉆頭磨損嚴(yán)重時(shí)，應(yīng)及時(shí)更換，如果檢查發(fā)現(xiàn)樁徑不滿足設(shè)計(jì)要求，應(yīng)按照一定置換率在其兩側(cè)進(jìn)行補(bǔ)樁。（8）為了防止在壓漿過程中產(chǎn)生斷漿，應(yīng)做好攪拌及噴漿速度的控制，鉆頭提升不能快于1m/min，并按要求同時(shí)控制好二次下沉及提升的速度。（9）成樁并達(dá)到齡期以后，由人工將樁頂多余的部分鑿除，檢查確認(rèn)合格后，開始下一道工序。

6質(zhì)量控制要點(diǎn)

（1）現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)安排專人負(fù)責(zé)樁基施工，并進(jìn)行全過程旁站監(jiān)理。現(xiàn)場(chǎng)所有設(shè)備都應(yīng)進(jìn)行編號(hào)，著名設(shè)備類型、用途、負(fù)責(zé)人等，將設(shè)備管理責(zé)任嚴(yán)格落實(shí)到人。（2）正式鉆進(jìn)前，需要用清水對(duì)管路進(jìn)行沖洗，并在水排盡以后才能下鉆。（3）為了使樁體垂直度可以達(dá)到規(guī)范要求，可以在主機(jī)上吊一個(gè)吊錘，由此對(duì)鉆桿垂直度進(jìn)行控制，避免垂直度偏差超過標(biāo)準(zhǔn)要求。（4）在首次下鉆時(shí)，為了方式管路堵塞，可攜帶適量的漿液下鉆，但噴漿量不能超過總量50%，切不可帶水下鉆。首次下鉆與提升，都應(yīng)采用較低的檔位，在復(fù)攪的過程中，可根據(jù)實(shí)際情況提高檔位。一般單樁成樁時(shí)間需要60min，噴漿時(shí)，壓力按0.4MPa控制。（5）為了使樁身、樁端與樁頂處的質(zhì)量都達(dá)到預(yù)期，在首次提鉆噴漿的過程中，需要在樁的底部稍微停留一段時(shí)間，在余漿上提時(shí)全部噴入到樁體當(dāng)中，并且樁頂部也需要進(jìn)行磨樁頭，時(shí)間和樁底部相同。（6）施工中做好噴漿與停漿時(shí)間的控制，鉆進(jìn)一旦開始，必須保持連續(xù)，中途不能終端，也不能在還沒有噴漿時(shí)就提升鉆桿。供漿系統(tǒng)的儲(chǔ)漿罐中，應(yīng)始終有不少于單樁用量的泥漿。如果儲(chǔ)漿量沒有達(dá)到要求，則不允許對(duì)下一根樁進(jìn)行鉆進(jìn)施工。（7）施工中通過檢查發(fā)現(xiàn)噴漿量不滿足要求時(shí)，應(yīng)根據(jù)要求進(jìn)行整樁復(fù)噴。在復(fù)噴過程中，實(shí)際噴射量應(yīng)與設(shè)計(jì)用量相匹配，不能比設(shè)計(jì)用量少。當(dāng)遇到停電和設(shè)備故障時(shí)，應(yīng)立即記錄發(fā)生中斷的深度，然后在要求的時(shí)間段內(nèi)進(jìn)行補(bǔ)漿。一般補(bǔ)漿重疊段需要達(dá)到100cm以上，當(dāng)中斷的時(shí)間超出12h時(shí)，還應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)樁。

7結(jié)束語(yǔ)

目前本工程的水泥攪拌樁施工已經(jīng)順利完成，經(jīng)檢查，樁基質(zhì)量良好，達(dá)到預(yù)期要求，說明本工程所用以上施工工藝、方法和技術(shù)與質(zhì)量控制措施及要點(diǎn)，均合理可行，值得其他工程項(xiàng)目施工參考借鑒。

參考文獻(xiàn)

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[3]嚴(yán)琦，趙小健.水利河道工程施工中深層水泥攪拌樁的應(yīng)用研究論述[J].住宅與房地產(chǎn)，2015（S1）：169.

作者：王東海 單位：山東省濟(jì)寧市水利工程施工公司