樁技術(shù)在水利工程地基加固中的應(yīng)用

劉飛虎 廣東水電二局股份有限公司

我國水利工程的施工質(zhì)量越來越高，但仍然存在一定技術(shù)難題，如對施工地基的加固處理。相較于其他建筑工程，水利工程施工區(qū)域的地質(zhì)環(huán)境更為復(fù)雜，經(jīng)常遇到不良地基，這類地基具有壓縮性高、透水性低等特點(diǎn)，因此需要施工單位對地基進(jìn)行合理的加固處理，避免出現(xiàn)地面沉降，建筑物不穩(wěn)固等問題。

1.工程概述

盛世游艇會水利工程施工區(qū)域位于中山市南部，交通便利，施工占地面積約85.8萬m2。首期建設(shè)施工面積為20萬m2。盛世游艇會水利工程主要施工項(xiàng)目包括防洪堤、船閘、內(nèi)外泵站及外排水渠施工，工程級別為Ⅳ級，主要建筑物級別為Ⅳ級，次要建筑物級別為V級，臨時建筑物級別為V級。

1.1 地質(zhì)地形

根據(jù)施工現(xiàn)場勘探結(jié)果顯示，該水利工程地基內(nèi)巖質(zhì)屬于第四系海路交互相沉積巖，區(qū)域地貌為珠江三角洲淤積、沖洪積及海路交互相沉積的平原地貌，地形平坦開闊，并伴隨有低山、丘陵地貌。巖土分布較分散，各區(qū)間土質(zhì)差異大，地基表層主要屬于雜填土土質(zhì)，地基上部土質(zhì)組成結(jié)構(gòu)主要為粉細(xì)砂，中部巖層富含黏性土，下部基巖主體結(jié)構(gòu)為海路交互相沉積巖。

1.2 水文氣象

項(xiàng)目施工區(qū)域?qū)儆趤啛釒ШＱ蠹撅L(fēng)氣侯，氣候環(huán)境溫?zé)釢駶?。降雨集中?～6月份，且降雨強(qiáng)度大，同時7～9月份多產(chǎn)生臺風(fēng)雨。年降雨量分配不均勻，汛期、枯水期分界線明顯，每年4～9月份降水量占全年總降水量83%，每年10月至次年3月的降雨量占全年的總降雨量17%。因此該水利工程河域徑流量具有汛期徑流量大、枯水期徑流量量小的明顯特征。

2.樁技術(shù)在水利工程地基加固中的應(yīng)用

2.1 樁技術(shù)選擇

該水利工程地基內(nèi)巖質(zhì)屬于第四系海路交互相沉積巖，富含淤泥，土質(zhì)松軟，埋深最高達(dá)0.3m，具有壓縮性高、強(qiáng)度小、透水性低、形變程度較高的特點(diǎn)，容易引起地面沉降變形，抗滑穩(wěn)定性低。為保證水利工程施工建設(shè)的穩(wěn)定性，并對路面的沉降變形問題進(jìn)行相應(yīng)處理，現(xiàn)通過水泥攪拌樁技術(shù)及混凝土管樁技術(shù)對工程地基進(jìn)行加固處理。同時由于工程地基的特殊性質(zhì)，可利用干法施工和濕法施工，對水泥攪拌樁的間距及形態(tài)進(jìn)行相應(yīng)處理，并通過合理布局和相應(yīng)的技術(shù)應(yīng)用，控制路面沉降變形程度。并且通過混凝土管樁加固技術(shù)，可以有效提高路基的抗剪性能，增強(qiáng)路基的抗滑穩(wěn)定性。

2.2 水泥攪拌樁技術(shù)應(yīng)用

2.2.1 干法施工

在該水利工程路基加固施工過程中，擬采用“一噴四攪”方式進(jìn)行干法施工。首先，在確保樁位測量采樣工作的前提下，將攪拌樁機(jī)移動至測量位置，盡量保證鉆頭中心與樁位對齊，且對位偏差不超過2cm，然后利用水平尺對樁機(jī)進(jìn)行水平調(diào)整，保證鉆桿的垂直度誤差不超過1%。確保準(zhǔn)備工作無誤以后，須啟動傳動系統(tǒng)，將檔位調(diào)至四檔，進(jìn)行快速送氣旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)處理，如果鉆進(jìn)過程中遇到質(zhì)地較硬的淤泥或巖層時，須將檔位調(diào)至二檔，直至鉆進(jìn)深度到達(dá)設(shè)計樁底高程。需要注意的是，在進(jìn)行鉆進(jìn)作業(yè)前，應(yīng)將鉆頭底部接地，并將電子計錄儀讀數(shù)歸零。在保證鉆進(jìn)深度滿足施工要求且檢驗(yàn)合格后，在鉆孔底部進(jìn)行噴粉處理并攪拌一定時間，然后反轉(zhuǎn)鉆機(jī)位置，并啟動送灰系統(tǒng)，同時觀察電子計錄儀讀數(shù)，當(dāng)儀器顯示灰量達(dá)到60kg后，對鉆機(jī)進(jìn)行提升操作，并攪拌過程中進(jìn)行噴灰操作，直到鉆機(jī)達(dá)到設(shè)計樁頂高程后，在?；颐胬^續(xù)攪拌噴灰一定時間，然后正轉(zhuǎn)傳動系統(tǒng)，停止噴粉操作，由?；颐嫦蛳逻M(jìn)行復(fù)攪操作，直至設(shè)計樁底高程。當(dāng)復(fù)攪鉆進(jìn)至設(shè)計樁底高程時，反轉(zhuǎn)傳動系統(tǒng)，再次進(jìn)行復(fù)攪操作并保證鉆機(jī)處于提升狀態(tài)。需要注意的是，在復(fù)攪過程中須保證每20cm2灰量應(yīng)達(dá)到12kg，如不滿足該條件，應(yīng)立即啟動送灰系統(tǒng)進(jìn)行補(bǔ)噴操作，保證每米含灰量不低于60kg，完成補(bǔ)噴操作后，應(yīng)向下攪拌鉆進(jìn)1m，再繼續(xù)提升復(fù)攪，攪拌至?；颐嫘纬伤鄶嚢铇?。

2.2.2 濕法施工

為保證該水利工程路基加固施工的可靠性，擬采用“四噴四攪”操作進(jìn)行濕法施工，以彌補(bǔ)干法施工的不足。待攪拌樁機(jī)鉆進(jìn)至設(shè)計位置后，啟動傳動系統(tǒng)并調(diào)至四檔，同時啟動送漿系統(tǒng)，在鉆機(jī)向下旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)時進(jìn)行噴漿操作，直到鉆機(jī)到達(dá)設(shè)計深度。需要注意的是，應(yīng)在具體施工前通過鋼尺對鉆具長度進(jìn)行度量，并用紅漆對鉆孔部位進(jìn)行相應(yīng)標(biāo)注，以便后續(xù)查驗(yàn)。待鉆機(jī)達(dá)到設(shè)計深度后，反轉(zhuǎn)傳動系統(tǒng)并調(diào)至二檔，在反轉(zhuǎn)攪拌提升過程中進(jìn)行噴漿操作。保證注漿泵出口壓力穩(wěn)定在0.4～0.6Mpa之間，同時鉆機(jī)反轉(zhuǎn)提升至停漿面后，仍需保持鉆機(jī)處于攪拌狀態(tài)并進(jìn)行噴漿操作，并持續(xù)一定時間，且攪拌提升速度應(yīng)與注漿速度一致，以保證每根攪拌樁的水泥摻量符合施工要求。在施工過程中，必須保證送漿系統(tǒng)能夠正常連續(xù)地工作，如果因?yàn)樘厥庠蛐枰Ｖ棺{操作，應(yīng)立即停止攪拌鉆進(jìn)施工，同時為了防止因漿液減少而導(dǎo)致攪拌樁斷裂，應(yīng)將鉆機(jī)鉆至停漿點(diǎn)以下50cm處，進(jìn)行補(bǔ)漿操作，再繼續(xù)提升鉆機(jī)。當(dāng)鉆機(jī)鉆至設(shè)計樁頂高程時，停止提升操作，并正轉(zhuǎn)傳動系統(tǒng)，將其調(diào)至二檔，從停漿面進(jìn)行攪拌噴漿作業(yè)，直到設(shè)計樁底高程，然后反轉(zhuǎn)傳動系統(tǒng)，將其調(diào)至二檔速度，在提升旋轉(zhuǎn)噴漿過程中進(jìn)行復(fù)攪操作，復(fù)攪至停漿面后停止操作并由相關(guān)技術(shù)人員進(jìn)行成樁質(zhì)量檢測。濕法施工藝流程如圖1所示。

圖1 水泥攪拌樁濕法施工工藝流程圖

2.3 混凝土管樁技術(shù)應(yīng)用

混凝土管樁技術(shù)是一項(xiàng)先進(jìn)的地基加固施工技術(shù)，對該工程地基有著很好的加固效果。將混凝土管樁埋入地基中，可以有效解決該工程地基的土質(zhì)松軟問題。在進(jìn)行混凝土管樁施工前，須根據(jù)管樁編號及樁位對樁機(jī)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，保證鉆頭中部與樁位對齊，并通過水平尺將樁機(jī)調(diào)至水平，保證鉆桿位于鉛垂線，在樁機(jī)準(zhǔn)確定位并確保處于鉛錘狀態(tài)后，啟動鉆頭，旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)至施工要求深度，并標(biāo)記清楚鉆孔深度及位置，便于后續(xù)查驗(yàn)。同時嚴(yán)格按照設(shè)計好的水泥漿濃度配合比，控制好水泥、水和外加劑的用量，并充分?jǐn)嚢铦{液，再將漿液裝入儲漿斗前測定水泥漿的濃度，保證水泥漿質(zhì)量符合工程要求，并將標(biāo)準(zhǔn)水泥漿用量精確標(biāo)記在漿桶內(nèi)壁。保證鉆頭達(dá)到設(shè)計要求深度同時鉆具管理通暢后，反轉(zhuǎn)傳送裝置并將其啟動，對鉆孔進(jìn)行輸漿并攪拌，確保每米噴漿量滿足工程要求，當(dāng)鉆頭提升至設(shè)計高程時，停止攪拌，再次反轉(zhuǎn)傳送裝置，從停漿面向下進(jìn)行噴漿攪拌作業(yè)，并插入混凝土管樁形成樁體。工藝流程圖如圖2所示。

圖2 混凝土管樁施工流程圖

3.總結(jié)

本文以盛世游艇會水利工程為例，針對該工程的地基結(jié)構(gòu)，具體分析了樁技術(shù)在水利工程地基加固施工建設(shè)方面的應(yīng)用，同時指出應(yīng)針對工程項(xiàng)目地基的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，選取合適的加固處理技術(shù)，同時采用干法施工和濕法施工進(jìn)行水泥攪拌樁施工，以保證水利工程建設(shè)順利進(jìn)行。