深層水泥攪拌樁在泵房地基處理中的應(yīng)用

摘要：詔安縣苦溪泵站工程主泵房與側(cè)翼墻體的基礎(chǔ)土質(zhì)為粉質(zhì)的粘土，這種土質(zhì)的力學(xué)穩(wěn)定性較低，天然土質(zhì)構(gòu)成的地基不能夠滿足建筑工程需要的地基強(qiáng)度與抗變形能力的需要，所以必須進(jìn)行相應(yīng)的地基處理。根據(jù)實(shí)際情況及各種施工方案分析，最終選擇采用水泥攪拌樁方式處理主泵房及翼墻建基面地基。

關(guān)鍵詞：地基處理 主泵房 水泥攪拌樁

1 概述

詔安縣苦溪泵站主泵房及翼墻為鋼筋砼結(jié)構(gòu)，泵房底部結(jié)構(gòu)尺寸為12m*11m*2.5m，凈高達(dá)到11.5m，其中上部值班房高度為4.5m，主泵房?jī)?nèi)尚有閘閥4個(gè)、水泵3臺(tái)及充水鋼管等預(yù)埋件，上部有行車軌道工字鋼等，自重較大。翼墻建基面高程與泵房相差不大，且需承受內(nèi)側(cè)回填土壓力，但主泵房與側(cè)翼墻體的基礎(chǔ)土質(zhì)為粉質(zhì)的粘土，這種土質(zhì)的力學(xué)穩(wěn)定性較低，天然土質(zhì)構(gòu)成的地基不能夠滿足建筑工程需要的地基強(qiáng)度與抗變形能力的需要，所以必須進(jìn)行相應(yīng)的處理才能構(gòu)建穩(wěn)定的基礎(chǔ)工程。

2 工程地質(zhì)條件

施工現(xiàn)場(chǎng)土層的物理力學(xué)性質(zhì)見(jiàn)表1。泵房及翼墻建地基是在⑤層土上施工的，土層為灰色粉質(zhì)粘土，地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值為105Kpa，土層屬中壓～高壓縮性土，天然地基不能滿足泵房及翼墻結(jié)構(gòu)對(duì)地基強(qiáng)度和變形的要求，由于軟土厚度較大，不適合用填土方式處理。同時(shí)對(duì)⑥層粉質(zhì)粘土層需進(jìn)行強(qiáng)度及變形驗(yàn)算。

3 泵房及翼墻地基處理設(shè)計(jì)

地基處理方案設(shè)計(jì)中有三種備用方案，深層水泥攪拌樁設(shè)計(jì)方案為方案1，混凝土灌注樁設(shè)計(jì)方案為方案2，預(yù)制鋼筋混凝土方樁設(shè)計(jì)方案為方案3。三種地基處理方案的資金投入見(jiàn)表2。根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范，水泥攪拌樁在粉性土質(zhì)地基與軟弱粘性土質(zhì)地基中應(yīng)用較多，容易受到攪拌機(jī)械具體能力的影響，而在地基承載力設(shè)計(jì)值在120kPa以上土質(zhì)的地基中效果較差。而在表1標(biāo)號(hào)為⑤的粉質(zhì)粘土地基中經(jīng)過(guò)寬深變形修正之后，土質(zhì)地基承載力已經(jīng)能夠達(dá)到110kPa的設(shè)計(jì)值。在室內(nèi)試驗(yàn)中，標(biāo)號(hào)為⑤的層土經(jīng)過(guò)加固能夠達(dá)到設(shè)計(jì)中的標(biāo)準(zhǔn)。本次施工采用雙頭攪拌樁為水泥攪拌樁樁型，樁長(zhǎng)為6.5～8.1m，采用425#普通硅酸鹽水泥為固化劑，水泥摻入量選用15%，進(jìn)入⑥層持力層的厚度為0.5～1m。

4 成樁試驗(yàn)

4.1 水泥土室內(nèi)配合比試驗(yàn) 在施工現(xiàn)場(chǎng)5層中取出土樣，添加適量的水進(jìn)行攪拌，按照15%的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)控制水泥摻入度，在對(duì)水泥土試塊進(jìn)行制作時(shí)，需要分別將0.5、0.6、0.7作為水灰比，然后分別進(jìn)行抗壓試驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下表所示：

4.2 成樁試驗(yàn) 本次工程中的機(jī)器選擇為SJB-II型深層水泥攪拌機(jī)，水泥參入比αw設(shè)定為15%，試驗(yàn)水灰比的設(shè)定分別為0.50、0.55、0.30、0.65。本次成樁試驗(yàn)中的試驗(yàn)樁選擇為底板外部的擴(kuò)散樁，數(shù)量選擇為22根，攪拌樁的施工參數(shù)設(shè)定如下：①水泥摻入比αw=15%，單樁水泥用量保證不小于每米200克。②漿液比重的比重在1.755kg/l以上，水灰比控制在0.65左右。③控制噴漿提升速度不大于每分鐘0.5m，預(yù)攪下沉速度則保持在每分鐘0.6m左右。④噴漿口的壓力設(shè)定范圍為0.4～0.6Mpa。

5 深層攪拌樁施工

5.1 施工機(jī)具及配套機(jī)械 本次試驗(yàn)中將三臺(tái)深層攪拌機(jī)給應(yīng)用了過(guò)來(lái)，每一臺(tái)攪拌機(jī)都需要配備其他的機(jī)械設(shè)備，如灰漿攪拌機(jī)、灰漿泵、電氣控制柜、自動(dòng)流量計(jì)等等。

5.2 施工工藝 ①在施工之前，需要整理平整施工現(xiàn)場(chǎng)的地面，將地面的雜物給清除掉。調(diào)試過(guò)施工機(jī)械之后，方可以開啟，并且對(duì)樁機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)情況和輸料管暢通情況進(jìn)行檢查。②設(shè)備安裝。要嚴(yán)格依據(jù)相關(guān)要求來(lái)，對(duì)起吊裝置和導(dǎo)向架以及攪拌軸等設(shè)備進(jìn)行安裝。對(duì)于電氣系統(tǒng)，需要對(duì)漏電保護(hù)裝置進(jìn)行安裝，要嚴(yán)格控制供漿系統(tǒng)和深層漿噴樁機(jī)之間的距離，保證在50m以內(nèi)。③定位：就位和對(duì)中攪拌機(jī)，嚴(yán)格控制對(duì)中偏差，保證在5cm以內(nèi)，要保證樁徑在設(shè)計(jì)值以上。④預(yù)攪下沉：如果深層漿噴樁機(jī)的冷卻水可以正常循環(huán)，對(duì)攪拌機(jī)電機(jī)進(jìn)行啟動(dòng)，對(duì)卷?yè)P(yáng)機(jī)鋼絲繩放松，這樣就可以沿著導(dǎo)向架切土下沉攪拌機(jī)。通常情況下，沖水工序是禁止進(jìn)行的，但是如果土層較硬，下沉速度較慢，就可以適當(dāng)沖水下沉。⑤制備水泥漿：攪拌機(jī)開始下沉后，就可以對(duì)水泥漿進(jìn)行配置，要嚴(yán)格依據(jù)成樁試驗(yàn)確定的配合比來(lái)進(jìn)行。⑥噴漿攪拌提升：攪拌機(jī)下沉深度達(dá)到了最大值后，對(duì)灰漿泵開啟，開始噴漿攪拌提升工藝，要按照二分之一單樁總漿量的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)控制第一次噴漿量。⑦重復(fù)攪拌下沉。⑧重復(fù)噴漿攪拌提升：為了更加均勻的拌合水泥漿和土，就需要進(jìn)行重復(fù)攪拌。⑨清洗注漿管：每一個(gè)工班，都需要對(duì)注漿管進(jìn)行一次清洗，將適量清水加入到貯漿桶中，對(duì)灰漿泵開啟，將管道中的殘存水泥漿給清洗掉。

6 施工質(zhì)量控制與檢驗(yàn)

6.1 施工質(zhì)量控制 ①在施工過(guò)程中，需要依據(jù)設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)噴漿量和攪拌提升速度嚴(yán)格控制。②要對(duì)漿液的水灰比嚴(yán)格控制，漿液配置好之后，使用之前要進(jìn)行過(guò)濾，避免有離析問(wèn)題出現(xiàn)連續(xù)進(jìn)行泵送，設(shè)置專門的工作人員，來(lái)認(rèn)真記錄拌制漿液的罐數(shù)固化劑和外加劑的用量以及泵送液時(shí)間等等。③施工記錄詳盡完善：要設(shè)置專門的工作人員來(lái)負(fù)責(zé)施工記錄，嚴(yán)格控制深度記錄誤差。

6.2 質(zhì)量檢驗(yàn)

6.2.1 輕便觸探試驗(yàn) 本次輕便觸探試驗(yàn)的比例設(shè)定為2%，數(shù)量為20組，均為樁身7天強(qiáng)度的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，試驗(yàn)指標(biāo)選擇中N10擊打數(shù)量（10mm）均超過(guò)30次，超過(guò)了原狀土試驗(yàn)中的平均擊打數(shù)量14.6的2倍，證明攪拌樁輕便觸探試驗(yàn)的現(xiàn)場(chǎng)強(qiáng)度完全能夠滿足設(shè)計(jì)要求。

6.2.2 靜載荷試驗(yàn) 靜荷載試驗(yàn)的方法選擇為慢速荷載維持方法，其中單樁靜荷載試驗(yàn)共6組，單樁符合地基靜荷載試驗(yàn)5組。試驗(yàn)結(jié)果中表明：①單樁基線承載力的標(biāo)準(zhǔn)值達(dá)到660KN，能夠滿足設(shè)計(jì)要求；②單樁復(fù)合地基承載力超過(guò)300Kpa，超過(guò)了設(shè)計(jì)要求中的最大加荷量。

7 結(jié)束語(yǔ)

本次工程中，水泥攪拌樁經(jīng)過(guò)復(fù)合與單樁地基荷載試驗(yàn)證明，能夠滿足設(shè)計(jì)方案的要求與標(biāo)準(zhǔn)。在工程施工的過(guò)程中通過(guò)初步的觀察，地基沉降復(fù)合要求，在合理的范圍之內(nèi)，所以水泥攪拌樁進(jìn)行粉質(zhì)土地基處理具有較高的可行性。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉智勇.水泥土樁復(fù)合地基的研究進(jìn)展[J].四川建材，2011（04）.

[2]李喆，楊蕾，苑淑芳.水泥攪拌樁對(duì)軟土地基的處理及應(yīng)力分析[J].河北工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2006（02）.

[3]張迪，葉明.水泥攪拌樁復(fù)合地基的沉降分析[J].中國(guó)農(nóng)村水利水電，2003（10）.

作者簡(jiǎn)介：羅建興（1976-），男，福建莆田人，工程師，從事市政工程施工工作。endprint