水泥粉體攪拌樁在排澇站工程地基處理中的應(yīng)用

韋乘林 （郎溪縣城市防洪管理處，安徽 宣城 242199）

排澇站工程中泵站基礎(chǔ)處理工作非常關(guān)鍵，尤其是地基處理工作，如果基面處理過(guò)程中出現(xiàn)含水量大、壓縮性高以及透水性能差等問(wèn)題，需要采用有效的技術(shù)將其解決。諸多技術(shù)中，水泥粉體噴射攪拌樁的應(yīng)用效果最為明顯，同時(shí)也具有經(jīng)濟(jì)方面的優(yōu)勢(shì)，將其運(yùn)用在地基處理工作中，能夠加強(qiáng)地基的承載力與穩(wěn)定性，這在今后排澇站工程地基處理中非常關(guān)鍵。

1 工程概況

郎溪縣城西排澇站擴(kuò)容改造工程為郎溪縣老城區(qū)城西片排澇增容補(bǔ)點(diǎn)工程，是縣城治澇系統(tǒng)工程的重要組成部分。2016年7月初，受區(qū)域強(qiáng)降雨影響，郎溪縣城內(nèi)澇嚴(yán)重。現(xiàn)有的排澇能力不夠，且部分原有的排澇設(shè)施年代久遠(yuǎn)，設(shè)備老化，不能充分發(fā)揮正常功能，結(jié)合現(xiàn)有的排水分區(qū)布置和水系調(diào)整，必須興建相應(yīng)的排澇設(shè)施。此次更新改造安裝4臺(tái)1000ZLB-7型軸流泵，每臺(tái)功率330kW，總功率1320kW，設(shè)計(jì)排澇能力為13.2m3/s，排澇標(biāo)準(zhǔn)提高到二十年一遇。

2 地基處理方案

2.1 地基承載力

郎溪縣城西排澇站擴(kuò)容改造工程各層地基承載力：第二層，重粉質(zhì)壤土，是地基和圩內(nèi)護(hù)堤地良好的覆蓋層，地基允許承載力為140kPa～160kPa；第三層，中細(xì)砂地基允許承載力為180kPa～200kPa；第四層，中粗砂地基允許承載力為240kPa～260kPa。

2.2 制定地基處理方案

為了更好地做好地基處理工作，下面提出兩種方案：

第一種方案，軟弱基礎(chǔ)含水率超過(guò)30%，可以發(fā)揮其加固優(yōu)勢(shì)，機(jī)械設(shè)備操作復(fù)雜程度低，不會(huì)對(duì)周?chē)h(huán)境造成影響，成樁施工也不會(huì)對(duì)基土形成擾動(dòng)作用[1]。此外，該方案造價(jià)成本較低，按照設(shè)計(jì)要求，現(xiàn)場(chǎng)水泥粉體攪拌樁數(shù)量不足500根，有效總樁長(zhǎng)7000m，成本30萬(wàn)元，但是其缺陷在于無(wú)法有效控制質(zhì)量。

第二種方案，該方法對(duì)施工技術(shù)有非常嚴(yán)格的要求，整體施工周期較長(zhǎng)，會(huì)對(duì)之后環(huán)節(jié)的工作帶來(lái)影響。施工質(zhì)量控制方面難度較小，可有效保證地基處理效果。但是該方法所需造價(jià)高，按照設(shè)計(jì)要求現(xiàn)場(chǎng)鉆孔灌注樁數(shù)量為100根左右，有效總樁長(zhǎng)為1050m，不同位置的底板混凝土增加312m3，鋼筋重量增加16.4t，成本總計(jì)960.45萬(wàn)元。

綜合考慮經(jīng)濟(jì)效益與技術(shù)效果，采用第一種水泥粉體攪拌樁方案實(shí)施地基處理作業(yè)。

2.3 方案應(yīng)用效果

采用水泥粉體攪拌樁作為排澇站工程地基處理工藝，需要通過(guò)試驗(yàn)的方式在粉噴法、濕噴法中做出選擇。針對(duì)3根試驗(yàn)樁進(jìn)行觀察，最終結(jié)果如表1所示。3根試驗(yàn)樁中，1號(hào)、2號(hào)采用粉噴攪拌樁，3號(hào)采用濕噴攪拌樁，將水灰比設(shè)置為0.50。通過(guò)試驗(yàn)結(jié)果與數(shù)據(jù)分析可知，1號(hào)樁最大加載為282kPa，總沉降量為27.256mm，沉降比為0.0368，單樁復(fù)合地基承載力特征值為140kPa；2號(hào)樁最大加載為282kPa，總沉降量為25.341mm，沉降比為0.0344，單樁復(fù)合地基承載力特征值為140kPa；3號(hào)樁最大加載為201kPa，總沉降量為62.328mm，沉降比為0.0628，單樁復(fù)合地基承載力特征值為88kPa。

由此可以總結(jié)：第一，3根試驗(yàn)樁的錘擊數(shù)結(jié)果顯示，粉噴法效果要優(yōu)于濕噴法；第二，1、2號(hào)試驗(yàn)樁的復(fù)合地基承載力特征值相同，與標(biāo)準(zhǔn)值規(guī)定相符，滿足地基處理要求，3號(hào)試驗(yàn)樁為888kPa，相比規(guī)定值較低，試驗(yàn)過(guò)程中的沉降比大于6%，總沉降量較大，可見(jiàn)粉噴法在地基處理中的優(yōu)勢(shì)。

3 水泥粉體攪拌樁在排澇站工程地基處理中的應(yīng)用建議

3.1 按照規(guī)定檢查現(xiàn)場(chǎng)材料

水泥粉體攪拌樁在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，水泥建議選擇32.5級(jí)普通硅酸鹽水泥，如果統(tǒng)一采購(gòu)袋裝水泥，那么出廠日期要在3個(gè)月內(nèi)[2]。組織施工時(shí)做好篩選工作，以免水泥塊較大發(fā)生噴灰口堵塞的現(xiàn)象。準(zhǔn)備階段施工人員要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的場(chǎng)地進(jìn)行檢查，保證平整與整潔，將樁位附近所有的雜物、障礙物清除。如果基坑開(kāi)挖到設(shè)計(jì)樁頂上方1.5m以內(nèi)，便可以開(kāi)展施工，粉噴樁的施工要超過(guò)設(shè)計(jì)樁頂上方500mm，隨后可以開(kāi)始回噴攪拌?；貒婇L(zhǎng)度要達(dá)到一半樁長(zhǎng)，開(kāi)挖基坑過(guò)程中將設(shè)計(jì)樁頂上方全部鑿除[3]。

3.2 加強(qiáng)施工工藝控制

現(xiàn)場(chǎng)所有的施工人員需要按照最終確定的試驗(yàn)樁參數(shù)做好控制，完善施工流程，加大各個(gè)工序監(jiān)督力度。水泥粉體攪拌樁施工流程：①對(duì)位。根據(jù)平面布置圖要求編制布樁編號(hào)，將樁體中心點(diǎn)標(biāo)注出來(lái)，鉆機(jī)對(duì)中定位后，鉆桿、地面的垂直偏差不能超過(guò)1%，平面樁距偏差則要小于50mm，成樁深度偏差小于50mm；②鉆進(jìn)攪拌。鉆進(jìn)攪拌的速度嚴(yán)格按照v=0.5m/min-0.8m/min進(jìn)行控制，以免鉆進(jìn)過(guò)程中雜物堵塞噴灰口。鉆進(jìn)0.5m時(shí)，開(kāi)啟空壓機(jī)完成噴射壓縮空氣這一作業(yè)；③提升與噴粉。為了獲得最佳的土質(zhì)、水泥融合效果，與噴粉量設(shè)計(jì)規(guī)定相符，當(dāng)鉆到設(shè)計(jì)深度時(shí)，鉆機(jī)要原位反向旋轉(zhuǎn)，將空壓機(jī)開(kāi)啟實(shí)施噴射水泥操作，水泥摻入比例控制為15%，原位攪拌時(shí)間超過(guò)30s之后可以提升速度。速度提升要求控制在0.5m/min-0.8m/min之間，噴粉量以60kg/m為宜；④復(fù)攪。水泥、軟土攪和過(guò)程中，為了保證攪和的均勻性，要全程實(shí)施復(fù)攪。復(fù)攪期間保持中速，且復(fù)攪至樁底，隨后再慢速提升復(fù)攪直到樁頂即可；⑤檢驗(yàn)。已經(jīng)成樁之后現(xiàn)場(chǎng)工作人員要對(duì)儲(chǔ)粉罐內(nèi)部的剩余水泥量進(jìn)行檢查，要求大于1根樁用量加上50kg，便可以移位鉆機(jī)，開(kāi)始接下來(lái)的施工[4]。

3.3 嚴(yán)格檢查施工情況

第一，施工期間要對(duì)實(shí)時(shí)施工記錄進(jìn)行檢查，通過(guò)質(zhì)量評(píng)定了解各樁施工情況，如果發(fā)現(xiàn)與要求不符的情況，按照所處位置、數(shù)量等及時(shí)解決，比較常用的方法包括補(bǔ)樁、加強(qiáng)鄰樁這兩種；第二，超過(guò)基礎(chǔ)底面部位需要預(yù)留厚度為500mm的土層，在攪拌樁施工方面，要持續(xù)施工至地面，開(kāi)挖基坑期間要將上方質(zhì)量欠佳的地段挖除；第三，攪拌樁已經(jīng)成樁的24h之后，施工人員可以通過(guò)輕便觸探的方式對(duì)樁身錘擊數(shù)進(jìn)行查驗(yàn)，保證檢驗(yàn)樁數(shù)量占成樁4%即可；第四，基槽開(kāi)挖階段需要加強(qiáng)對(duì)樁位、樁數(shù)、樁頂質(zhì)量的關(guān)注，做好查驗(yàn)工作。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，水泥粉噴攪拌樁在地基處理中的應(yīng)用效果，與排澇站工程結(jié)構(gòu)的安全性有直接關(guān)系，所以需要加強(qiáng)關(guān)注，發(fā)揮水泥粉噴攪拌樁的同時(shí)還需要做好質(zhì)量控制工作，不斷提高地基承載力，解決排澇站安全問(wèn)題。