佛山市南海區(qū)桂城黃猄電排站工程地基處理技術(shù)

【摘要】本文對佛山市南海區(qū)桂城黃猄電排站工程地基處理的水泥攪拌樁技術(shù)與高壓旋噴樁技術(shù)進(jìn)行了分析，闡述了它們的工藝流程、施工要點與質(zhì)量控制措施，可供類似工程參考和借鑒。

【關(guān)鍵詞】電排站；地基處理

1、工程概況

佛山市南海區(qū)桂城黃猄電排站工程位于佛山市中心組團(tuán)南順聯(lián)安圍澇區(qū)桂城林岳片內(nèi)，在珠江流域西北江的下游和南海區(qū)的南部，并跨南海、順德兩區(qū)。該澇區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)，但現(xiàn)有排澇設(shè)施能力不足。為了確保圍內(nèi)不受淹，并保持經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展，需要提高排澇標(biāo)準(zhǔn)，并新建電排站。黃猄電排站按照20年一遇24小時設(shè)計暴雨1天排干的標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，設(shè)計排澇能力為28.0m3/s，安裝3臺斜式軸流水泵，總裝機(jī)容量為1350kW。該工程需要開挖7～9.5m深、面積21622m2的深基坑。在基坑開挖至高程-2.175m時填筑400mm地砂，然后采用樁徑500mm、間距500mm的水泥攪拌樁處理地基。由于該工程工期受汛期影響，需要拆除臨時圍堰，而水泥攪拌樁機(jī)移動不便，為不影響水下工程進(jìn)度，主體結(jié)構(gòu)部分由水泥攪拌樁改為高壓旋噴樁，其樁徑、間距仍為500mm。

2、水泥攪拌樁復(fù)合地基處理技術(shù)

2.1 工藝流程：鉆機(jī)就位→鉆機(jī)調(diào)?！A(yù)攪（噴漿）下沉→噴漿提升→移至下一樁位。

2.2 施工要點

2.2.1 樁機(jī)就位

本工程采用二噴四攪工藝。通過移動鉆機(jī)使樁架到達(dá)指定樁位，再調(diào)校鉆機(jī)使鉆頭中心對準(zhǔn)設(shè)計樁位，并掛吊錘控制鉆桿垂直。

2.2.2 制備水泥漿

按設(shè)計配比摻入水泥，并根據(jù)樁長、水灰比要求拌制水泥漿，壓漿前將拌制好的水泥漿過濾后倒入集料斗。

2.2.3 預(yù)攪下沉

待樁機(jī)達(dá)到工作狀態(tài)，放松起重機(jī)鋼絲繩，使樁機(jī)邊攪動邊切土下沉，同時少量噴漿。下沉速度由電機(jī)電流表控制，本機(jī)功率為45kW，下沉?xí)r電流不得大于40A。

2.2.4 噴漿提升

樁機(jī)下沉至設(shè)計深度，低速慢轉(zhuǎn)1～2min后，邊轉(zhuǎn)邊提升，同時正常供漿。提升速度控制在0.3～0.5m/min。

2.2.5 復(fù)攪下沉與提升

鉆桿提升至加固深度的設(shè)計標(biāo)高時，再次邊轉(zhuǎn)邊沉入土中，可使軟土與水泥漿攪拌更充分更均勻。至設(shè)計深度后再提升鉆桿，同樣邊轉(zhuǎn)邊提升邊噴漿。提升至高出地面50cm后，停漿，完成一根樁。

2.2.6 機(jī)具清洗

向集料斗內(nèi)注入適量熱水，啟動注漿泵，然后清洗全套管線，直至清洗干凈。

2.2.7 樁機(jī)移位

重復(fù)上述步驟，開始下一根樁的施工。

2.3 質(zhì)量控制

2.3.1 樁位控制

鉆桿中心與設(shè)計樁位的偏差應(yīng)小于5cm，鉆桿垂直度偏差應(yīng)小于1%。樁位坐標(biāo)采用全站儀測設(shè)，鉆桿垂直度利用吊錘與鉆桿之間上、下、左、右距離相等進(jìn)行控制。

2.3.2 樁體水泥用量控制

每根樁水泥用量是成樁質(zhì)量控制的重點，傳統(tǒng)做法一般是通過控制水泥用量、水泥漿攪拌罐數(shù)、壓漿過程是否斷漿、噴攪提升時間、復(fù)攪次數(shù)等進(jìn)行控制，這些都是間接的方法，存在一定片面性，可靠性難以把握。在施工后、水泥初凝前，沿樁身縱向取樣，通過檢測樣品中的水泥含量可以快速了解整根樁身的質(zhì)量。其原理是利用EDTA檢測樣品中的含量，再與水泥中含量進(jìn)行對比，即得到樣品中水泥的近似含量。

2.3.3 樁身水泥均勻性控制

目前，水泥攪拌樁機(jī)上一般配有電腦記錄儀，再加上現(xiàn)場配備的水泥漿比重測定儀，可隨時檢測水泥漿的水灰比是否合乎要求。然而地下成樁質(zhì)量很大程度上是由設(shè)備特性決定的，通常下部樁體質(zhì)量要劣于上部樁體質(zhì)量，主要原因是下部樁體水泥摻量少，且與土攪拌不均勻。采用雙向攪拌工藝可以克服單向攪拌工藝的缺陷，攪拌更均勻。本工程采用的水泥攪拌樁機(jī)具正反循環(huán)鉆進(jìn)功能，同時施工過程中采用了“葉緣噴漿”攪拌頭，能夠滿足樁身水泥均勻性要求。

2.3.4 操作工藝控制

第一次下沉為避免堵管應(yīng)采用帶漿下鉆，且噴漿量不超過正常噴漿量的50%，但不允許帶水下鉆。同時第一次下沉和提升應(yīng)采用低速檔，復(fù)攪時才可提高一個檔位。正常成樁時間不少于40min。為了保證樁端和樁頂質(zhì)量，樁機(jī)下沉至底部和提升到頂部的停留時間不得少于30s。施工過程中因停電、機(jī)械故障而中斷噴漿，應(yīng)記錄中斷深度，并于12h內(nèi)補噴，且補噴重疊部分不小于100cm。超過12h應(yīng)進(jìn)行補樁。施工時詳盡記錄施工參數(shù)。

2.3.5 質(zhì)量檢驗

樁身強(qiáng)度試驗，對支護(hù)樁28d取樣；對承重柱90d取樣。靜力觸探試驗，7d內(nèi)現(xiàn)場輕便觸探，1d齡期N10應(yīng)大于15擊或7d齡期N10應(yīng)大于30擊。開挖檢查，成樁7d后開挖樁頭，目視檢查成樁質(zhì)量。

3、高壓旋噴樁復(fù)合地基處理技術(shù)

3.1 工藝流程：樁位放樣→鉆機(jī)就位→鉆機(jī)調(diào)校→鉆孔→插管→試噴→噴漿作業(yè)→噴漿結(jié)束→拔管→機(jī)具清洗→樁機(jī)移位。

3.2施工要點

3.2.1樁機(jī)就位

移動旋噴樁機(jī)至設(shè)計樁位，并將鉆頭中心對準(zhǔn)樁位中心，鉆機(jī)調(diào)平，鉆桿調(diào)垂直。鉆孔前，應(yīng)調(diào)試空壓機(jī)、注漿泵及管線、噴嘴等，使設(shè)備處于正常狀態(tài)。

3.2.2制備水泥漿

按設(shè)計水灰比配制水泥漿液，攪拌10～20min，過兩道0.8mm篩，注入漿液桶內(nèi)備用。

3.2.3鉆孔

鉆機(jī)試運轉(zhuǎn)正常后開始引孔鉆進(jìn)?？刹捎玫刭|(zhì)回轉(zhuǎn)鉆機(jī)一次成孔。鉆孔孔徑應(yīng)比噴射管外徑大20mm以上，本工程預(yù)鉆孔徑為15cm。

3.2.4插管

鉆進(jìn)到設(shè)計深度，經(jīng)監(jiān)理工程師驗收合格，拔出巖芯管，插入噴射注漿管。若采用旋噴注漿管進(jìn)行鉆孔，鉆孔與插管可合二為一。插管過程中，為避免噴嘴堵塞，可邊旋轉(zhuǎn)、邊插管、邊射水。為防止射穿孔壁，水壓不得超過1MPa。

3.2.5噴射提升

當(dāng)噴射注漿管插入設(shè)計深度，送入氣、漿，待漿壓升至30MPa，靜噴30s。待孔口冒漿后，以0.1～0.2m/min的速度提升鉆桿。提升時，應(yīng)邊旋轉(zhuǎn)、邊噴漿，連續(xù)作業(yè)，不得中斷。因故中斷應(yīng)立即檢修，以防斷樁。

3.2.6樁頭處理與拔管

旋噴管接近樁頂時，應(yīng)從樁頂以下1m處，減慢速度提升0.5m，靜噴數(shù)秒，再慢速提升至樁頂。到達(dá)樁頂設(shè)計高程，停止注漿泵，并拔出注漿管。凝結(jié)體頂部會因析水而凹陷，所以噴射結(jié)束后應(yīng)靜壓灌漿至孔口液面不再下沉為止。

3.2.7機(jī)具清洗

向漿液罐內(nèi)注入適量清水，啟泵清洗全部管線，直至干凈。

3.2.8鉆機(jī)移位

鉆機(jī)移至下一樁位，重復(fù)上述步驟，直至完成所有旋噴樁作業(yè)。

3.3質(zhì)量控制

3.3.1鉆孔質(zhì)量控制

鉆進(jìn)過程中，孔位中心偏差不得大于5cm，孔斜不得大于1.5%。

3.3.2水泥用量控制

本工程要求每米摻入水泥300kg。水泥用量與水灰比、噴漿壓力、噴嘴直徑、提升速度、旋轉(zhuǎn)速度等有關(guān)，一般情況下應(yīng)控制水灰比為1：1（其比重為1.4～1.5g/cm3），噴漿壓力25～30MPa，噴嘴直徑2.0～3.2mm，提升速度10～20cm/min，旋轉(zhuǎn)速度10～30r/min。如果需要增加水泥用量，可以提高噴漿壓力、增大噴嘴直徑、減慢提升速度。反之，需要減小水泥用量時，在保證樁徑前提下適當(dāng)減小噴漿壓力或噴嘴直徑，或者在保證樁體強(qiáng)度情況下加快提升速度或減小灰水比。

3.3.3冒漿處理

正常情況下會有一定數(shù)量的土顆粒隨漿液冒出地面。如果冒漿量過大，一般是注漿量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過旋噴固結(jié)需要的漿量，可按上述減小水泥用量的方法進(jìn)行處理。如果不冒漿，可能是地下有空洞、暗道，可嘗試?yán)^續(xù)注漿一段時間，以待冒漿；若仍未改善可拔出注漿管，待地下漿液凝固后重新注漿，必要時可在漿液中加入水玻璃，提高漿液的凝固速度。斷續(xù)冒漿，通常為土質(zhì)疏松現(xiàn)象，可復(fù)噴解決。

3.3.4質(zhì)量檢驗

旋噴樁質(zhì)量可采取開挖檢查、鉆孔取芯、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗、靜載荷試驗、動力觸探試驗、圍井注水試驗進(jìn)行檢驗。圍井檢查可在旋噴樁施工7d后進(jìn)行，開挖檢查或取樣應(yīng)在14d進(jìn)行，鉆孔取芯和承載力檢驗應(yīng)在28d后進(jìn)行。檢查內(nèi)容包括樁身強(qiáng)度、樁徑、樁身位置、地基承載力等。

4、 結(jié)語

水泥攪拌樁和高壓旋噴樁是處理軟弱地基的常用技術(shù)。水泥攪拌樁法具有工效高、成本低、無噪聲、無污染等優(yōu)點，但設(shè)備體積較大，移動不如高壓旋噴樁機(jī)方便，樁身強(qiáng)度與均勻性也略差。根據(jù)工程實際情況靈活運用兩種方法更合理，佛山市南海區(qū)桂城黃猄電排站工程地基處理案例很好地說明了這一點。

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