水泥攪拌樁在水閘工程的應用探討

【摘要】水閘的應用，有效地實現了人類對水的合理控制，減少了洪鬧、干旱災害對人類的危害，給人們的生產生活帶來了諸多益處。然而水閘建造地方多淤泥軟土，如何對這些地方進行加固處理，防止水閘地基出現滑坡失穩現象，成為了當前水閘建設加工工程的重點和難點。本文以我國沿海地區為例，對該地區的水閘工程進行了分析，探討了水泥攪拌樁在水閘工程的具體應用。

【關鍵詞】水泥攪拌樁；水閘工程；應用

1、工程概況

本文以新龍灣水閘工程為例，探討了水泥攪拌樁在水閘建設工程中的具體應用及最終效果。下面對該工程做簡要介紹：

新龍灣水閘工程共占地44.75畝，主要用于防洪、引水、通航以及改善水環境等，位于廣東番禹區沙灣鎮龍灣村內，是一個多功能水利樞紐工程。工程地區巖土情況較為復雜，根據其具體成因可分為以下9類：（1）弱風化細砂巖或黃岡巖，（2）強風化花崗巖，（3）全風化土層，（4）黏土—淤泥質黏土，（5）含泥細沙，（6）淤泥質粉質粘土，（7）淤泥質粘土，（8）粉質粘土，（9）素填土。

根據該地區的地理土質狀況，由于該地區地基土質層主要以淤泥、粉土為主，工程技術人員經過論證決定采用水泥樁攪拌法對地基進行處理。在前期的水泥攪拌樁室內配比實驗中證實，該區域環境對混凝土結構沒用腐蝕等危害因素，因此，該方法適宜。

2、施工準備

室內實驗：在工程實施前，需對該地區的土質進行水泥加固室內實驗，驗證工程實施方案的可行性。首先采集相關土樣，確定水泥土配比，并對不同水泥土配比的期齡、水泥參入比、成品抗壓強度等進行測定，確保找到最佳的配比方案。經過實驗證實，采用425#普通硅酸鹽水泥按20%的參入量進行配置，其綜合工程技術指標最佳。

攪拌樁施工設計：攪拌樁直徑為600mm，樁底至全風化巖層，閘室樁間距1.10m；設計攪拌樁90d單軸抗壓強度應大于1.8MPa且改樁縱向承載力為152.8KN，首樁間距保持為0.8m，墻樁間距為1.20m，閘壩地基承載力12.8kPa，下游副導墻樁地基承載力為149kPa。

3、施工過程

3.1 工藝原理

水泥攪拌樁法是加固飽和軟粘土地基的一種新方法。其主要利用水泥漿固化的作用，通過攪拌機械，邊鉆進邊向軟土噴射水泥漿液，并利用機械攪動強制進行均勻混合，由水泥漿和軟土產生一系列物理化學作用，最終形成抗具有較強抗壓強度、整體性、水穩性的水泥加固土樁柱體復合地基，并由樁柱和周圍土基共同承受上部載荷。該方法施工簡單，經濟性好，因此在水閘建設工程中被迅速推廣。

3.2 工藝流程

攪拌樁技術總的工藝為按噴漿工藝和四攪二噴工藝施工，其具體流程如下：

表層清理，①平整場地→②測定樁位→③樁機就位→④配置水泥漿液→⑤開鉆下攪拌桿→⑥噴漿攪拌、提升鉆桿→⑦重復下攪拌桿和噴漿提升過程→⑧復拌→⑨提升攪拌桿至地表→⑩移至下一樁。其中開鉆下攪拌桿的過程要保持鉆桿正向旋轉鉆進至設計標高。噴漿攪拌、提升鉆桿的過程中要注意樁底噴漿時間應保持30秒，且提升鉆桿時反向旋轉并勻速噴漿上升，至設計樁頂高度時保持噴漿30秒。復拌過程中桿和提桿攪拌時間與前面一直，但不噴漿。

3.3 工藝要求

（1）孔位布置：根據施工圖紙設計要求，嚴格測放施工軸線和孔位，水泥樁位實際位置與設計位置誤差應控制在3cm之內。同時，樁機平臺平整度與導向架垂直度誤差應在1%以內。

（2）設備：嚴格按照施工設安裝要求進行，成樁設備安裝應保障其穩固平整，保證施工過程中施工平臺的穩固，從而確保工程質量。與此同時，應在樁架上安裝深度和斜度測試儀，確保樁架質量。

（3）水泥漿液制備：根據前期室內實驗測定的最佳配比制備水泥漿液，根據工程實際樁長計算出所需漿量，將相關材料放入攪拌機中制備水泥漿，檢驗合格后輸入蓄漿池為下一步做準備。制備好的水泥漿儲存時間不能超過2小時，否則作廢。

（4）攪拌機預攪下沉：該過程中禁止沖水下沉。攪拌樁施工期間應隨時注意基礎加固區的沉降變形程度，為以后的效果評定和維護過程提供科學依據。

（5）噴漿成樁：啟動灰漿泵，待噴嘴連續穩定出漿時，開啟裝機，向下旋轉鉆進噴漿成樁。同時，控制輸漿速度，是注漿泵出口壓力保持在0.4至0.6Mpa，保持攪拌速度和輸漿速度一致，當水泥漿液到達出漿口后，噴漿30秒直至漿液達到樁端。

（6）提升攪拌：嚴格控制樁頭施工質量，當噴漿口接近地面時，停止提升，攪拌數秒，確保樁頭質量。

（7）成樁：完成以上工序后，即可完成一根樁的施工工作，清晰灰漿泵后，進行下一更樁的施工工作。

（8）保護工作：狀體完工28天后，為了保證工程質量，樁頂以上的0.4米土層需進行人工開挖。

4、質量監控

重量是工程的生命線，因此，在整個工程中要把質量關，確保水閘工程質量。嚴格檢查施工所需各項材料，所用材料必須符合施工設計要求和質檢要求。對出現質量問題的材料應直接作廢。

注漿攪拌時要選擇適當的速度，保證噴漿均勻，對于地質結構復雜的地方，應采取針對性的措施進行處理，例如在對樁頂和樁底噴漿時，應進行重復多次噴漿法等，加強樁身強度。

加強管理，嚴格把關施工工程中的各項信息，對出現的問題及時處理，定期檢查相關設備，防止施工過程中設備出現故障，影響施工質量。同時，加強相關檢測工作。

5、施工效果

5.1 質量檢測

芯樣檢測：主要是檢測攪拌樁的長度和結構密度是夠符合設計要求。所抽取的6根芯樣，密度均勻，長度合標。壓板載荷試驗：該試驗主要是對樁身強度進行檢測，在所抽取的6根芯樣總，2根29-51d齡期的抗壓強度值達到1.8MPa，其余4根48-53d齡期的芯樣抗壓強度在0.97至2.34MPa。單樁承載實驗：經檢驗，個單樁極限承載均大于310KN，符合設計要求。

5.2 效果評價

根據檢驗結果，水泥攪拌樁實際性能已遠超設計標準，大幅提高了水閘基礎加固效果。

6、結束語：

水泥攪拌樁技術在水閘工程中的運用，極大提高了水閘基礎的穩固性，是一種工藝簡單，經濟合理的施工方案。但在具體施工過程中，要嚴格施工程序，控制工程質量。

參考文獻：

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作者簡介：劉昌顥（1984-01），男，湖北漢川人，大專，助理工程師，從事水利工程設計、管理等工作。