深層攪拌樁技術(shù)在水利工程施工中的應(yīng)用及實(shí)施要點(diǎn)

□曹雪梅（新疆額敏縣沙拉也木勒河水管所）

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深層攪拌樁技術(shù)在水利工程施工中的應(yīng)用及實(shí)施要點(diǎn)

□曹雪梅（新疆額敏縣沙拉也木勒河水管所）

摘要：水利工程是國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)穩(wěn)定的重要影響要素之一，隨著社會(huì)科技的進(jìn)步以及人們生活水平的提高，人們對水利工程建設(shè)的要求也不斷提升。同時(shí)加強(qiáng)了對水利工程施工質(zhì)量的關(guān)注，而水利工程的地基處理和工程質(zhì)量息息相關(guān)，因此，為了加強(qiáng)水利工程建設(shè)要提升地基處理的質(zhì)量。其中，地基質(zhì)量中最關(guān)鍵的技術(shù)是深層攪拌樁技術(shù)。文章對水利工程地基處理中深層攪拌樁技術(shù)應(yīng)用的特點(diǎn)、施工質(zhì)量控制要點(diǎn)等進(jìn)行闡述，并在此基礎(chǔ)上以新疆水利工程為例，具體分析水利工程地基處理中深層攪拌樁技術(shù)的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：水利工程；地基處理；深層攪拌樁技術(shù)；應(yīng)用

0　引言

水利工程的建設(shè)發(fā)展對社會(huì)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)進(jìn)步具有重要現(xiàn)實(shí)意義，同時(shí)對發(fā)電、灌溉和航運(yùn)等方面也具有深遠(yuǎn)的意義，由此，要加強(qiáng)水利工程建設(shè)。在水利工程建設(shè)中，地基作為一種隱蔽性工程，是水利工程建設(shè)的重要內(nèi)容，對水利工程的成敗具有重要影響。一旦地基成型，對其有關(guān)的一系列檢查和補(bǔ)救策略很難實(shí)施。現(xiàn)階段，地基處理中使用最為普遍的技術(shù)是深層攪拌樁技術(shù)。因此，對于地基的處理要著重加強(qiáng)深層攪拌樁技術(shù)的控制，從而保障水利工程的施工質(zhì)量。

1　深層攪拌樁技術(shù)概述

1.1深層攪拌樁技術(shù)含義

深層攪拌樁技術(shù)主要是以水泥或者石灰等材料作為固化劑，通過特制的攪拌機(jī)械，對地基深處的軟土和固化劑（漿液和粉體）進(jìn)行強(qiáng)制性的攪拌，在攪拌中固化劑和軟土之間會(huì)產(chǎn)生一系列的物理化學(xué)反應(yīng)，從而使軟土變硬，形成具有穩(wěn)定性、整體性、一定強(qiáng)度的水泥加固土，使地基強(qiáng)度得到提高。

1.2深層攪拌樁技術(shù)應(yīng)用的特點(diǎn)

深層攪拌樁技術(shù)主要是利用水泥固化劑，在深層攪拌機(jī)械作用下，將地基深處的軟土和水泥進(jìn)行強(qiáng)制攪拌，水泥和軟土?xí)跀嚢柚挟a(chǎn)生物理化學(xué)反應(yīng)，進(jìn)而增強(qiáng)軟土的硬度和強(qiáng)度。

1.2.1適用范圍

深層攪拌樁技術(shù)主要適用于淤泥質(zhì)粉細(xì)砂地區(qū)和淤泥地區(qū)的地基處理中，在這些地基處理中，深層攪拌樁技術(shù)主要能夠?qū)こ探ㄔO(shè)中的地基進(jìn)行加固處理和防滲漏處理。

1.2.2優(yōu)點(diǎn)

深層攪拌樁技術(shù)又被叫做泥土加固法，該技術(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)在于：第一，水泥土的容量和天然土容量相近，但比重一般比天然土大；第二，水泥土的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度為300～400 kPa，是天然土抗壓的幾百倍以上。基于深層攪拌樁技術(shù)的特點(diǎn)，近幾年該技術(shù)被人們廣泛應(yīng)用到各種地基處理中，能夠提升地基的承載力、增強(qiáng)其防滲漏的長度，實(shí)現(xiàn)對地基的加固處理。

2　深層攪拌樁技術(shù)應(yīng)用存在的問題

2.1地基處理中深層攪拌樁的樁位不準(zhǔn)確

深層攪拌樁技術(shù)是一種隱蔽性的施工作業(yè)，需要在施工前對樁位的放置位置進(jìn)行明確，特別是要注意對樁位的校正和審核工作。因此，在樁位放置完成之后，監(jiān)理工程師要對樁位進(jìn)行審核，同時(shí)還要對軸線的位置進(jìn)行檢測，進(jìn)而避免重復(fù)施工現(xiàn)象的發(fā)生。

2.2輸漿管堵塞

輸漿管堵塞的問題常在深層攪拌樁技術(shù)的施工中發(fā)生，產(chǎn)生的主要原因是漿液水灰比重較小、粘稠度過高以及打樁機(jī)的鉆頭噴管位置不合設(shè)計(jì)要求等。水泥深層攪拌樁技術(shù)的水灰比要在0.50，一旦水灰比超過或者＜0.50，就會(huì)出現(xiàn)輸漿管堵塞的問題。

2.3鉆頭下攪受阻

深層攪拌樁技術(shù)的打樁機(jī)在向下攪拌中，一旦遇到大的障礙物，會(huì)出現(xiàn)因?yàn)殚L期攪拌而無法下沉的問題，導(dǎo)致鉆頭的下攪受到阻礙。

3　水利工程地基處理中深層攪拌樁技術(shù)的應(yīng)用分析

3.1工程案例

新疆是典型的內(nèi)陸干旱半干旱地區(qū)，具有荒漠綠洲、灌溉農(nóng)業(yè)的生態(tài)環(huán)境，水不僅是新疆綠洲的命脈，同時(shí)也是其農(nóng)業(yè)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展的命脈。新疆共有河流570條，地表水和地下水資源總量為1254億m3，可利用水量為877億m3，占總水量的68%以上。伴隨國家和政府對新疆水利的重視，加強(qiáng)了對新疆水利的不斷整修，積極拓展綠洲面積，大中型水電站建設(shè)不斷增加，引水樞紐工程達(dá)到了7760座，極大提升了新疆引水灌溉的能力。瑪納斯河灌溉區(qū)是20世紀(jì)五六十年代新疆開發(fā)建設(shè)的現(xiàn)代化大型灌溉區(qū)，位于新疆天山北麓的準(zhǔn)噶爾盆地南緣，灌區(qū)冬季嚴(yán)寒、夏季炎熱干燥，受大陸性氣候的影響，年降水量較少，是典型的荒漠綠洲以及灌溉農(nóng)業(yè)區(qū)。由于國家和政府對其加強(qiáng)管理，不斷在地區(qū)引進(jìn)先進(jìn)的灌溉技術(shù)，建設(shè)完善了瑪納斯河水利工程，使得地區(qū)的水資源得到了合理的利用。但其地下水位常年都處于較高的水平，以至于形成飽和液限，地基承載力無法達(dá)到設(shè)計(jì)要求，需通過地基處理提高承載力。

3.2地基處理中深層攪拌樁技術(shù)工程施工前的準(zhǔn)備工作

3.2.1對地下管線位置、架空電線高度和位置、機(jī)械擺放工作的準(zhǔn)備

首先，要對地下管線的位置以及架空電線的高度和位置進(jìn)行確定，同時(shí)對施工現(xiàn)場的障礙物進(jìn)行清理，輔助做好一系列路通、水通和電通等工作。按照施工設(shè)計(jì)圖紙來進(jìn)行放線，從而對深層攪拌樁的具體位置進(jìn)行標(biāo)注。利用板條并以每五個(gè)一樁的形式來確定施工現(xiàn)場的攪拌樁樁位。其次，做好施工前的準(zhǔn)備工作，比如對機(jī)械設(shè)備擺放、運(yùn)輸通道安排等進(jìn)行規(guī)劃。樁機(jī)的性能要良好，功率設(shè)置一般要在45 kW以上。對樁機(jī)電流表、管道壓力表等需要按照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行標(biāo)定。再次，樁機(jī)的鉆頭葉片要保證三層的設(shè)定，每層兩片，上下間距30 cm，夾角在30°，葉片寬度為10 cm。最后，樁基要面向施工便道的一側(cè)進(jìn)行垂直，攪拌罐和存儲(chǔ)漿罐的容量要在一根樁容量的基礎(chǔ)上增加50 kg。

3.2.2對水泥土的配比試驗(yàn)以及工藝的試樁準(zhǔn)備

第一，水泥土配比試驗(yàn)。施工前的水泥土配比試驗(yàn)?zāi)軌驅(qū)こ痰挠行нM(jìn)行提供可靠、科學(xué)的參數(shù)支持。比如28 d的樁體配比強(qiáng)度為1.50，抗壓強(qiáng)度為1 MPa，在施工現(xiàn)場挖取地下5 m處的土為樣本，在測定后發(fā)現(xiàn)土樣的含水率為28.6%，配比設(shè)計(jì)原料為水泥、水、天然土、外加劑，配比比例為100∶667∶55∶1。參照比例在室內(nèi)選取對應(yīng)的原料，進(jìn)而對施工現(xiàn)場的試樁進(jìn)行施工。第二，工藝試樁。試樁工作的進(jìn)行主要是將施工部位和工程樁的布置來開展的，首先在每段墻體下放置一個(gè)試驗(yàn)樁，在檢驗(yàn)合格后將其永駐。其次，對施工參數(shù)進(jìn)行確定，最適合的參數(shù)為：鉆井速度為每分鐘1.10 m、提升速度為每分鐘0.60～0.80 m、噴漿壓力在0.20～0.40 MPa之間等。最后，將水泥漿和軟土進(jìn)行強(qiáng)制性攪拌，且盡可能攪拌多次，從而提升水泥的強(qiáng)度。

3.3地基處理中深層攪拌樁技術(shù)工程施工中的工作

3.3.1深層攪拌樁技術(shù)的施工工藝

第一，根據(jù)水利工程定位放線的效果，將深層攪拌樁機(jī)械設(shè)備安放在合適的位置，并呈現(xiàn)由中心向四周擴(kuò)散的順序進(jìn)行施工。第二，進(jìn)行預(yù)攪拌下沉工作。在電路、水管等接通之后，開啟深層攪拌機(jī)，將其沉入土層中進(jìn)行攪拌，其下沉的具體速度由電流檢測表來控制。第三，在攪拌機(jī)下沉一定深度后，按照合理的比例配比水泥漿。第四，進(jìn)行噴漿攪拌。當(dāng)攪拌機(jī)下沉到一定深度后，啟動(dòng)灰漿泵，從而將水泥漿強(qiáng)制壓到在地基中。第五，為了實(shí)現(xiàn)軟土和水泥的均勻攪拌，需要對二者進(jìn)行重復(fù)攪拌，通常是從樁頂向下每1.50 m進(jìn)行一次循環(huán)攪拌，從而提升樁頂部的強(qiáng)度。第六，在攪拌樁施工結(jié)束后，要對灰漿泵進(jìn)行沖洗。

3.3.2對深層攪拌樁地基承載力的檢測

第一，在成樁的7 d后對其淺部進(jìn)行開挖，開挖到樁頂以下的0.50 m處，并對其是否存在縮頸內(nèi)陷，樁徑、樁距是否符合要求進(jìn)行檢查。第二，在工程完成后的28 d，對地樁進(jìn)行復(fù)合式地基試驗(yàn)，靜載試驗(yàn)的結(jié)果如表1所示。根據(jù)表1可以看出，在荷載的作用下，承壓板隨著沉降量的變化發(fā)生較為均勻的增減，總體上呈現(xiàn)穩(wěn)定的發(fā)展趨勢。

表1　靜載試驗(yàn)結(jié)果表

3.4地基處理中深層攪拌樁技術(shù)工程施工后的工作

深層攪拌樁施工后的工作主要包括以下幾個(gè)方面：第一，質(zhì)量控制要點(diǎn)在施工后的28 d，要將樁頂?shù)母采w土層及時(shí)清除，從而保證深層攪拌樁施工后的質(zhì)量。第二，對于土層的清除要盡可能采用人工方式進(jìn)行挖掘，避免使用機(jī)械設(shè)備。第三，在施工區(qū)域內(nèi)要禁止一切重型車輛行走，從而保證樁體的強(qiáng)度和質(zhì)量。

4　總結(jié)

綜上所述，水泥攪拌樁技術(shù)在水利工程建設(shè)中得到了較為廣泛的應(yīng)用，一方面能夠起到防止?jié)B漏的作用，另一方面能夠在一定程度上提升水利工程軟基的承載能力。因此，有關(guān)人員要根據(jù)新疆水利工程的具體情況，因地制宜使用水泥攪拌樁技術(shù)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)工程存在的問題，并采取有效的手段對問題進(jìn)行及時(shí)解決，從而不斷提升新疆水利工程的質(zhì)量，促進(jìn)水利工程的穩(wěn)定發(fā)展。

（責(zé)任編輯：左英勇）

中圖分類號：TV553

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號：1673-8853（2016）04-0064-02

作者簡介：曹雪梅（1972-），工程師，主要從事水庫管理工作。

收稿日期：2016-01-22