水泥粉體攪拌樁在排澇站工程地基處理中的應用

韋乘林 （郎溪縣城市防洪管理處，安徽 宣城 242199）

排澇站工程中泵站基礎處理工作非常關鍵，尤其是地基處理工作，如果基面處理過程中出現含水量大、壓縮性高以及透水性能差等問題，需要采用有效的技術將其解決。諸多技術中，水泥粉體噴射攪拌樁的應用效果最為明顯，同時也具有經濟方面的優勢，將其運用在地基處理工作中，能夠加強地基的承載力與穩定性，這在今后排澇站工程地基處理中非常關鍵。

1 工程概況

郎溪縣城西排澇站擴容改造工程為郎溪縣老城區城西片排澇增容補點工程，是縣城治澇系統工程的重要組成部分。2016年7月初，受區域強降雨影響，郎溪縣城內澇嚴重。現有的排澇能力不夠，且部分原有的排澇設施年代久遠，設備老化，不能充分發揮正常功能，結合現有的排水分區布置和水系調整，必須興建相應的排澇設施。此次更新改造安裝4臺1000ZLB-7型軸流泵，每臺功率330kW，總功率1320kW，設計排澇能力為13.2m3/s，排澇標準提高到二十年一遇。

2 地基處理方案

2.1 地基承載力

郎溪縣城西排澇站擴容改造工程各層地基承載力：第二層，重粉質壤土，是地基和圩內護堤地良好的覆蓋層，地基允許承載力為140kPa～160kPa；第三層，中細砂地基允許承載力為180kPa～200kPa；第四層，中粗砂地基允許承載力為240kPa～260kPa。

2.2 制定地基處理方案

為了更好地做好地基處理工作，下面提出兩種方案：

第一種方案，軟弱基礎含水率超過30%，可以發揮其加固優勢，機械設備操作復雜程度低，不會對周圍環境造成影響，成樁施工也不會對基土形成擾動作用[1]。此外，該方案造價成本較低，按照設計要求，現場水泥粉體攪拌樁數量不足500根，有效總樁長7000m，成本30萬元，但是其缺陷在于無法有效控制質量。

第二種方案，該方法對施工技術有非常嚴格的要求，整體施工周期較長，會對之后環節的工作帶來影響。施工質量控制方面難度較小，可有效保證地基處理效果。但是該方法所需造價高，按照設計要求現場鉆孔灌注樁數量為100根左右，有效總樁長為1050m，不同位置的底板混凝土增加312m3，鋼筋重量增加16.4t，成本總計960.45萬元。

綜合考慮經濟效益與技術效果，采用第一種水泥粉體攪拌樁方案實施地基處理作業。

2.3 方案應用效果

采用水泥粉體攪拌樁作為排澇站工程地基處理工藝，需要通過試驗的方式在粉噴法、濕噴法中做出選擇。針對3根試驗樁進行觀察，最終結果如表1所示。3根試驗樁中，1號、2號采用粉噴攪拌樁，3號采用濕噴攪拌樁，將水灰比設置為0.50。通過試驗結果與數據分析可知，1號樁最大加載為282kPa，總沉降量為27.256mm，沉降比為0.0368，單樁復合地基承載力特征值為140kPa；2號樁最大加載為282kPa，總沉降量為25.341mm，沉降比為0.0344，單樁復合地基承載力特征值為140kPa；3號樁最大加載為201kPa，總沉降量為62.328mm，沉降比為0.0628，單樁復合地基承載力特征值為88kPa。

由此可以總結：第一，3根試驗樁的錘擊數結果顯示，粉噴法效果要優于濕噴法；第二，1、2號試驗樁的復合地基承載力特征值相同，與標準值規定相符，滿足地基處理要求，3號試驗樁為888kPa，相比規定值較低，試驗過程中的沉降比大于6%，總沉降量較大，可見粉噴法在地基處理中的優勢。

3 水泥粉體攪拌樁在排澇站工程地基處理中的應用建議

3.1 按照規定檢查現場材料

水泥粉體攪拌樁在實際應用過程中，水泥建議選擇32.5級普通硅酸鹽水泥，如果統一采購袋裝水泥，那么出廠日期要在3個月內[2]。組織施工時做好篩選工作，以免水泥塊較大發生噴灰口堵塞的現象。準備階段施工人員要對現場的場地進行檢查，保證平整與整潔，將樁位附近所有的雜物、障礙物清除。如果基坑開挖到設計樁頂上方1.5m以內，便可以開展施工，粉噴樁的施工要超過設計樁頂上方500mm，隨后可以開始回噴攪拌。回噴長度要達到一半樁長，開挖基坑過程中將設計樁頂上方全部鑿除[3]。

3.2 加強施工工藝控制

現場所有的施工人員需要按照最終確定的試驗樁參數做好控制，完善施工流程，加大各個工序監督力度。水泥粉體攪拌樁施工流程：①對位。根據平面布置圖要求編制布樁編號，將樁體中心點標注出來，鉆機對中定位后，鉆桿、地面的垂直偏差不能超過1%，平面樁距偏差則要小于50mm，成樁深度偏差小于50mm；②鉆進攪拌。鉆進攪拌的速度嚴格按照v=0.5m/min-0.8m/min進行控制，以免鉆進過程中雜物堵塞噴灰口。鉆進0.5m時，開啟空壓機完成噴射壓縮空氣這一作業；③提升與噴粉。為了獲得最佳的土質、水泥融合效果，與噴粉量設計規定相符，當鉆到設計深度時，鉆機要原位反向旋轉，將空壓機開啟實施噴射水泥操作，水泥摻入比例控制為15%，原位攪拌時間超過30s之后可以提升速度。速度提升要求控制在0.5m/min-0.8m/min之間，噴粉量以60kg/m為宜；④復攪。水泥、軟土攪和過程中，為了保證攪和的均勻性，要全程實施復攪。復攪期間保持中速，且復攪至樁底，隨后再慢速提升復攪直到樁頂即可；⑤檢驗。已經成樁之后現場工作人員要對儲粉罐內部的剩余水泥量進行檢查，要求大于1根樁用量加上50kg，便可以移位鉆機，開始接下來的施工[4]。

3.3 嚴格檢查施工情況

第一，施工期間要對實時施工記錄進行檢查，通過質量評定了解各樁施工情況，如果發現與要求不符的情況，按照所處位置、數量等及時解決，比較常用的方法包括補樁、加強鄰樁這兩種；第二，超過基礎底面部位需要預留厚度為500mm的土層，在攪拌樁施工方面，要持續施工至地面，開挖基坑期間要將上方質量欠佳的地段挖除；第三，攪拌樁已經成樁的24h之后，施工人員可以通過輕便觸探的方式對樁身錘擊數進行查驗，保證檢驗樁數量占成樁4%即可；第四，基槽開挖階段需要加強對樁位、樁數、樁頂質量的關注，做好查驗工作。

4 結語

綜上所述，水泥粉噴攪拌樁在地基處理中的應用效果，與排澇站工程結構的安全性有直接關系，所以需要加強關注，發揮水泥粉噴攪拌樁的同時還需要做好質量控制工作，不斷提高地基承載力，解決排澇站安全問題。