水利工程中地基加固施工技術(shù)分析

李帥 廣東水電二局股份有限公司

1.工程概況

盛世游艇會(huì)水利工程位于中山市神灣鎮(zhèn)境內(nèi)磨刀門水道北岸、彩虹路以西、水上食府和高爾夫球場(chǎng)以東、新西街和炮臺(tái)山以南的區(qū)域，施工用地面積約1287畝。本工程地基土主要為淤泥、含粉砂或貝殼淤泥質(zhì)土、淤泥質(zhì)土層，埋深約1～30m，軟塑～流塑，可壓縮性較強(qiáng)、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不高、透水性偏差及觸變性較強(qiáng)等特點(diǎn)，發(fā)生沉降變形概率較大，抗滑穩(wěn)定性不夠。因此，為了滿足水利工程建設(shè)任務(wù)的目標(biāo)，必須發(fā)揮系統(tǒng)化技術(shù)分析優(yōu)勢(shì)，主要選取了水泥攪拌施工技術(shù)、鉆孔灌注樁施工技術(shù)、旋噴樁施工技術(shù)等常見地基加固技術(shù)進(jìn)行探討。

2.水泥攪拌樁施工技術(shù)準(zhǔn)備

本工程水泥攪拌樁攪拌機(jī)采取加強(qiáng)型PH-5B型號(hào)，有效鉆深最大可達(dá)23m以上，充分滿足水泥攪拌樁技術(shù)指標(biāo)。水泥攪拌樁操作平臺(tái)高程按照實(shí)際需求超出設(shè)計(jì)尺寸60cm，攪拌樁分布情況見表1；工作面如果遇到軟土土質(zhì)，一般需按照現(xiàn)場(chǎng)開挖到設(shè)計(jì)樁頂高程后回填，填砂厚度要求為50-60cm之間。堤壩及船閘基面以外地層地質(zhì)類似區(qū)域采取干法工藝試樁作業(yè)，堤壩試樁一般≥4根，船閘試樁一般≥2根。

表1 水泥攪拌樁分布情況表

一般攪拌樁干法施工所消耗水泥量約60kg/m2，普通硅酸鹽水泥42.5R；濕法施工所消耗的水泥量約55kg/m2，普通硅酸水泥525R。按照每天工作8-10h計(jì)算，庫(kù)存水泥量大約保持700t。按照設(shè)計(jì)參數(shù)要求測(cè)量選取攪拌樁軸線，布置好現(xiàn)場(chǎng)樁位，并連同監(jiān)理等人進(jìn)行復(fù)核驗(yàn)收確認(rèn)施工。

3.水泥攪拌樁施工技術(shù)

3.1 干法施工（噴粉施工）

攪拌樁機(jī)鉆頭中心要進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試，與樁位保持同軸心，對(duì)中誤差≤2cm；水平尺測(cè)量校準(zhǔn)樁機(jī)，確保鉆桿垂直度＜1%。開始啟動(dòng)前，核查計(jì)錄儀讀數(shù)歸0。開鉆后，3檔或4檔快速推進(jìn)，如果遭遇硬度較大的塑泥層，切換2檔繼續(xù)鉆進(jìn)。達(dá)到設(shè)計(jì)深度要求后，送灰系統(tǒng)運(yùn)行，鉆機(jī)反轉(zhuǎn)退出，讀取計(jì)錄儀送灰量數(shù)據(jù)，達(dá)到60kg以上時(shí)，開始攪拌和噴灰并行作業(yè)，直至高程位置。復(fù)攪鉆達(dá)到底高程會(huì)啟動(dòng)，200 mm 灰量不足13kg，送灰系統(tǒng)再次啟動(dòng)補(bǔ)足60kg，補(bǔ)噴完后繼續(xù)往下攪拌鉆進(jìn)不小于1.0m，循環(huán)復(fù)攪。

3.2 濕法施工（噴漿施工）

移動(dòng)攪拌樁機(jī)，攪拌樁機(jī)鉆頭中心要進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試，與樁位保持同軸心，對(duì)中誤差≤2cm；水平尺測(cè)量校準(zhǔn)樁機(jī)，確保鉆桿垂直度＜1%。開鉆后，3檔或4檔快速推進(jìn)，送漿系統(tǒng)同步運(yùn)行，鉆至設(shè)計(jì)深度并核實(shí)無誤后，傳動(dòng)系統(tǒng)切換2檔退出，噴漿繼續(xù)進(jìn)行。水泥漿液按照設(shè)計(jì)參數(shù)嚴(yán)格配置，如果停置時(shí)間超過2h以上將不能再次使用。注意在注入過程中，注漿泵的出口壓力不得小于0.4Mpa，同時(shí)不得大于0.6Mpa。當(dāng)操作中出現(xiàn)故障而停止噴漿，要立即停止鉆進(jìn)，核查原因。解決故障問題后，要先到停漿點(diǎn)以下0.5m重新進(jìn)行補(bǔ)噴并同步提升。如果故障持續(xù)3h以上，為避免堵塞問題出現(xiàn)，要設(shè)法將輸漿管路全面沖洗干凈?；謴?fù)作業(yè)，樁機(jī)要從停漿面不得小于1m位置進(jìn)行噴漿、并同時(shí)將樁機(jī)切換至1檔，出漿口到達(dá)停漿面時(shí)要切換停止檔位、繼續(xù)噴漿5秒鐘，以保證樁頭分布均勻密實(shí)。

3.3 水泥攪拌樁施工技術(shù)要求

水泥攪拌樁完工后7d內(nèi)，要對(duì)樁身進(jìn)行取樣檢測(cè)，特別是攪拌均勻密實(shí)效果，采取對(duì)比法在樁徑方向1/4位置進(jìn)行觸點(diǎn)檢測(cè)，總的檢驗(yàn)數(shù)量要滿足2%以上；成樁28d以后，監(jiān)理人員和設(shè)計(jì)人員要選取特定節(jié)點(diǎn)，開挖到樁頂往下0.5～1m范圍內(nèi)，跟蹤攪拌樁搭接實(shí)施情況。對(duì)于水平方向要求開挖范圍不得少于4根。基槽開挖抽選不少于10%的樁數(shù)，重點(diǎn)檢查成樁直徑和強(qiáng)度。由監(jiān)理人員和設(shè)計(jì)人員要隨機(jī)抽取防洪堤和船閘總樁數(shù)的1%數(shù)量完成抽芯檢測(cè)工作。單根樁被抽到后，芯樣均截取的數(shù)量不得少于一組（1組要求3個(gè)檢測(cè)點(diǎn)），在實(shí)驗(yàn)室完成抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，取得相應(yīng)的數(shù)據(jù)。防洪堤一水泥土攪拌樁鉆芯法，要完成不少于198根數(shù)據(jù)檢測(cè)，防洪堤二水泥土攪拌樁鉆芯法，要完成不少于390根數(shù)據(jù)檢測(cè)。防洪堤基礎(chǔ)攪拌樁完工之后滿28d，要立即告知業(yè)主聯(lián)系專業(yè)檢測(cè)單位完成單樁靜載試驗(yàn)。要求單樁靜載試驗(yàn)樁數(shù)量滿足6根以上。防洪堤一水泥土攪拌樁單樁靜載試驗(yàn)3根，防洪堤二水泥土攪拌樁單樁靜載試驗(yàn)3根。

樁機(jī)鉆桿運(yùn)行要求，垂直度偏差在1%范圍以內(nèi)，樁位偏差介于0～100mm范圍內(nèi)，樁徑尺寸誤差介于0～20mm范圍內(nèi)，樁長(zhǎng)的實(shí)際長(zhǎng)度必須滿足或大于設(shè)計(jì)長(zhǎng)度。在噴漿制樁期間，如果特殊原因?qū)е轮袛啵欢ㄒc前臺(tái)溝通即可停工。在短暫時(shí)間內(nèi)，停漿點(diǎn)往下0.5m位置，故障消除后繼續(xù)噴漿提升。但是如果故障長(zhǎng)時(shí)間（超過3h以上）無法消除，就要先把輸漿管路全部拆下來清潔干凈，然后等待下一次重新噴漿。為了確保樁頭成品質(zhì)量可靠，噴漿達(dá)到樁頂設(shè)計(jì)高程附近區(qū)域，攪拌機(jī)在地面方向1m左右換慢速檔推進(jìn)；完成到達(dá)樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高位置，為了保證噴漿樁質(zhì)量，不再提升，同時(shí)繼續(xù)噴漿短暫幾秒。

4.鉆孔灌注樁施工

4.1 鉆孔灌注樁施工技術(shù)

沿鉆孔灌注樁軸線方向、靠迎水面，鋪設(shè)寬4m的泥結(jié)石臨時(shí)施工運(yùn)輸通道，施工通道中心線與排樁中心線距離為2.6m，臨時(shí)通道路基為30cm厚塊石，路面為10cm厚石粉。臨時(shí)施工通道范圍內(nèi)的水泥攪拌樁擬分段施工，每段長(zhǎng)度為200m，每段內(nèi)鉆孔灌注樁及高壓旋噴樁施工完成后才安排水泥攪拌樁施工。

測(cè)量放樁位，經(jīng)監(jiān)理人員和設(shè)計(jì)人員驗(yàn)收合格后埋設(shè)樁位控制點(diǎn)，埋設(shè)長(zhǎng)度大約為1.0m左右的鋼護(hù)筒，鋼護(hù)筒內(nèi)徑比樁徑長(zhǎng)出10-12cm。鉆孔灌注樁水下混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C25，為確保成孔高質(zhì)量完成以及施工過程的安全性，泥漿制備材料必須嚴(yán)格進(jìn)行篩選，并進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)三方抽檢驗(yàn)證合格投入施工。主要驗(yàn)收參數(shù)：比重1.15，粘度20～24.5S，含砂量不超過5%，膠體率為96%。特殊情況下，也可以加入一些添加劑改善泥漿質(zhì)量。

鉆機(jī)造孔期間要保持泥漿護(hù)壁的作用落實(shí)到位，泥漿比重大約介于1.1～1.2g/cm3之間，排出泥漿比重不能大于1.3g/cm3。作業(yè)全過程泥漿比重和粘度要時(shí)常做好檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)異常要適時(shí)進(jìn)行調(diào)整。鉆孔完成后要認(rèn)真做好清孔，同時(shí)對(duì)于成孔質(zhì)量嚴(yán)格把關(guān)，包括孔徑、孔深、垂直度、孔位偏差等。

4.2 水下混凝土的灌注

水下混凝土灌注的要求較高，采用的混凝土一定是具備優(yōu)秀的和易性，要額外添加高效緩凝減水劑及粉煤灰，采取的配合比要按照多次試驗(yàn)來完成最佳選擇。坍落度為180～220mm，水泥用量不少于360kg/m3?；炷翝仓耙獪y(cè)量沉碴厚度，導(dǎo)管直徑φ250。水下混凝土澆筑的完成過程主要依靠混凝土攪拌車實(shí)現(xiàn)，剪塞法澆注要求混凝土為樁底，良好交結(jié)與保證導(dǎo)管埋深1.0m以上。灌注混凝土高程應(yīng)比設(shè)計(jì)樁頂高程高出0.5m以上。

5.結(jié)束語

水利工程施工中的地基加固技術(shù)應(yīng)用的好壞對(duì)水利工程質(zhì)量影響巨大，作為水利工程設(shè)計(jì)人員要全面掌握地基加固技術(shù)中各項(xiàng)技術(shù)要點(diǎn)，重視對(duì)地基加固的技術(shù)處理，推動(dòng)我國(guó)的水利工程技術(shù)的持續(xù)進(jìn)步。