水泥攪拌樁基坑截滲應用實例解析

摘要：本文結合工程實例，論述了水利工程中水泥攪拌樁與其他基坑處理方法的比較，總結了水泥攪拌樁基坑截滲的施工要點，以推廣水泥攪拌樁在水利工程中的廣泛應用。

關鍵詞：水泥攪拌樁；基坑；截滲；降水理火

水利工程大都是臨河而建，因而地下水位均較高，且經常會碰到中、強透水性的中、細砂土層，故施工時必須采取降水措施。工程上多采用深井或井點排水，但往往很難達到施工對基坑建基面無積水的要求。本文通過曹山閘重建工程實例，闡述了水泥攪拌樁在水利工程地基處理時的應用。

1 工程慨況

曹山閘位于蚌埠市東郊，具有防洪、排澇和善水的功能，設計排澇流量為70m³／s。曹山閘為3孔4m×4m鋼筋混凝土涵洞式水閘，閘底板面高程為13.0m。基坑南側緊臨龍子湖，北側是龍子湖入淮口，東側是養殖廠院墻，西側約20m是居民住宅。

2 工程地質

曹山閘周邊地面高程約18.5m，其中上游龍子湖湖底高程13.5～15.0m，下游湖底高程9.1～12.0m左右。工程區出露土層主要為第四系全新統(Q4a1)黃色、黃褐色重粉質壤土及粉、細砂；第四系上更新統(Q3a1)黃色、黃褐色的粉質粘土和砂礫石夾壤土，區內地下水主要以孔隙水的形式賦存于各類土層中，按其埋藏條件分為潛水和孔隙承壓水兩種類型。孔隙潛水賦存于工程區內上部重粉質壤土中，主要受大氣降水及下伏砂層中承壓水越流補給(洪水期)，向龍子湖排泄，地下水的運移較緩慢，孔隙承壓水賦存于下部粉、細砂層中，枯水期地下水向龍子湖排泄，洪水期受龍子湖補給，地下水運移較為迅速。非汛期龍子湖正常蓄水位是17.5m，地下水穩定水位高程為18.0～17.3m左右。設計閘底板底高程為13.0m，位于③層粉，細砂層上，該層下地下水具有承壓性，對工程地基抗滲、防滲不利。根據勘探資料，基坑開挖深度范圍內土層分布情況見下表。

3 針對曹山閘閘址處周邊環境和工程地質條件，設計時考慮了兩套降水方案進行比較

方案一：采用深層水泥攪拌樁防滲帷幕

方案一的思路是將基坑外的地下水攔截在基坑以外。在基坑周圍做水泥土深層攪拌樁截滲，攪拌樁采用套打方式，整個基坑形成一個封閉圈。攪拌樁樁徑0.5m，套打間距0.35m，樁底打入下層相對不透水層粉質粘土層(樁頂高程16.7m，樁底高程8.2m)，樁長8.5m。

方案二：采用輕型井點排水

方案二的思路是將基坑周邊的地下水降至基坑底面以下。在基坑周圍布置兩套輕型井點抽水系統，井點管直徑40mm，每根長8m，井點管間距120cm，總管直徑為150mm，選用兩臺15kw的水泵抽水。

兩套方案的共同點是：在建筑物基坑初期圍堰內積水，以及施工期基坑內雨水、施工廢水、滲水，均采用明排方式排出。

兩套方案優缺點分析如下：方案一投資大，但風險小，對周邊環境影響小，攪拌樁施工完成后，不需再投入人力物力。方案二投資小，但風險大，特別是閘西側居民房屋有可能會受到抽水的影響，產生下沉或開裂等現象。另外由于水閘緊臨龍子湖，龍子湖水位比基坑底高程高約4.5m，采用方案二很可能會造成龍子湖水直接滲入井點排水系統，而使井點排水系統抽不完滲水，嚴重影響降水效果，以致達不到施工要求，延誤工期。經分析比較后，該工程最終采用了方案一。

4 水泥攪拌樁施工要點

4.1施工前準備工作要點

4.1.1施工準備及場地平整

包括施工便道的修建、排水邊溝的開挖、供電設施的配套以及場地的平整等。

4.1.2施工放樣

首先要準確地放出起始樁位及邊線位置，然后用鋼盡標示出樁位。

4.1.3原材料的控制

水泥質量的控制是整個施工過程的關鍵，必須嚴格控制水泥質量。

4.2施工過程工作要點

4.2.1樁架定位及保證垂直度

施工時樁位偏差應小于5cm，樁的垂直度誤差不超過1％。

4.2.2預攪下沉

待深層攪拌機的冷卻水循環正常后，起動攪拌機電動機，放松起重機鋼絲繩，使攪拌機沿導向架攪拌切土下沉。

4.2.3制備水泥漿

按設計要求的配合比拌制水泥漿。

4.2.4提升、噴漿并攪拌

攪拌機下沉到設計深度后，開啟灰漿泵將水泥漿壓入地基土中，并且邊噴漿、邊旋轉，同時提升攪拌頭。

4.2.5重復攪拌或重復噴漿。

4.2.6移位下一樁位施工。

5 結束語

曹山閘重建工程成功采用水泥攪拌樁對基坑進行了截滲，施工時基坑外的地下水對基坑沒有產生任何影響，為整個工程爭取工期、保證汛前完工創造了良好的施工條件。對于其他水利工程建設，當采用深井或輕型井點排水很難達到施工要求或使用風險較大時，可以換一個思路，采用水泥攪拌樁進行截滲，來解決排水問題，是可以首先應用的。

參考文獻：

[1]GB50007—2002.建筑地基基礎設計規范

[2]JGJ79—2002.建筑地基處理技術規范