佛山市南海區桂城黃猄電排站工程地基處理技術

【摘要】本文對佛山市南海區桂城黃猄電排站工程地基處理的水泥攪拌樁技術與高壓旋噴樁技術進行了分析，闡述了它們的工藝流程、施工要點與質量控制措施，可供類似工程參考和借鑒。

【關鍵詞】電排站；地基處理

1、工程概況

佛山市南海區桂城黃猄電排站工程位于佛山市中心組團南順聯安圍澇區桂城林岳片內，在珠江流域西北江的下游和南海區的南部，并跨南海、順德兩區。該澇區經濟發達，但現有排澇設施能力不足。為了確保圍內不受淹，并保持經濟可持續發展，需要提高排澇標準，并新建電排站。黃猄電排站按照20年一遇24小時設計暴雨1天排干的標準建設，設計排澇能力為28.0m3/s，安裝3臺斜式軸流水泵，總裝機容量為1350kW。該工程需要開挖7～9.5m深、面積21622m2的深基坑。在基坑開挖至高程-2.175m時填筑400mm地砂，然后采用樁徑500mm、間距500mm的水泥攪拌樁處理地基。由于該工程工期受汛期影響，需要拆除臨時圍堰，而水泥攪拌樁機移動不便，為不影響水下工程進度，主體結構部分由水泥攪拌樁改為高壓旋噴樁，其樁徑、間距仍為500mm。

2、水泥攪拌樁復合地基處理技術

2.1 工藝流程：鉆機就位→鉆機調校→預攪（噴漿）下沉→噴漿提升→移至下一樁位。

2.2 施工要點

2.2.1 樁機就位

本工程采用二噴四攪工藝。通過移動鉆機使樁架到達指定樁位，再調校鉆機使鉆頭中心對準設計樁位，并掛吊錘控制鉆桿垂直。

2.2.2 制備水泥漿

按設計配比摻入水泥，并根據樁長、水灰比要求拌制水泥漿，壓漿前將拌制好的水泥漿過濾后倒入集料斗。

2.2.3 預攪下沉

待樁機達到工作狀態，放松起重機鋼絲繩，使樁機邊攪動邊切土下沉，同時少量噴漿。下沉速度由電機電流表控制，本機功率為45kW，下沉時電流不得大于40A。

2.2.4 噴漿提升

樁機下沉至設計深度，低速慢轉1～2min后，邊轉邊提升，同時正常供漿。提升速度控制在0.3～0.5m/min。

2.2.5 復攪下沉與提升

鉆桿提升至加固深度的設計標高時，再次邊轉邊沉入土中，可使軟土與水泥漿攪拌更充分更均勻。至設計深度后再提升鉆桿，同樣邊轉邊提升邊噴漿。提升至高出地面50cm后，停漿，完成一根樁。

2.2.6 機具清洗

向集料斗內注入適量熱水，啟動注漿泵，然后清洗全套管線，直至清洗干凈。

2.2.7 樁機移位

重復上述步驟，開始下一根樁的施工。

2.3 質量控制

2.3.1 樁位控制

鉆桿中心與設計樁位的偏差應小于5cm，鉆桿垂直度偏差應小于1%。樁位坐標采用全站儀測設，鉆桿垂直度利用吊錘與鉆桿之間上、下、左、右距離相等進行控制。

2.3.2 樁體水泥用量控制

每根樁水泥用量是成樁質量控制的重點，傳統做法一般是通過控制水泥用量、水泥漿攪拌罐數、壓漿過程是否斷漿、噴攪提升時間、復攪次數等進行控制，這些都是間接的方法，存在一定片面性，可靠性難以把握。在施工后、水泥初凝前，沿樁身縱向取樣，通過檢測樣品中的水泥含量可以快速了解整根樁身的質量。其原理是利用EDTA檢測樣品中的含量，再與水泥中含量進行對比，即得到樣品中水泥的近似含量。

2.3.3 樁身水泥均勻性控制

目前，水泥攪拌樁機上一般配有電腦記錄儀，再加上現場配備的水泥漿比重測定儀，可隨時檢測水泥漿的水灰比是否合乎要求。然而地下成樁質量很大程度上是由設備特性決定的，通常下部樁體質量要劣于上部樁體質量，主要原因是下部樁體水泥摻量少，且與土攪拌不均勻。采用雙向攪拌工藝可以克服單向攪拌工藝的缺陷，攪拌更均勻。本工程采用的水泥攪拌樁機具正反循環鉆進功能，同時施工過程中采用了“葉緣噴漿”攪拌頭，能夠滿足樁身水泥均勻性要求。

2.3.4 操作工藝控制

第一次下沉為避免堵管應采用帶漿下鉆，且噴漿量不超過正常噴漿量的50%，但不允許帶水下鉆。同時第一次下沉和提升應采用低速檔，復攪時才可提高一個檔位。正常成樁時間不少于40min。為了保證樁端和樁頂質量，樁機下沉至底部和提升到頂部的停留時間不得少于30s。施工過程中因停電、機械故障而中斷噴漿，應記錄中斷深度，并于12h內補噴，且補噴重疊部分不小于100cm。超過12h應進行補樁。施工時詳盡記錄施工參數。

2.3.5 質量檢驗

樁身強度試驗，對支護樁28d取樣；對承重柱90d取樣。靜力觸探試驗，7d內現場輕便觸探，1d齡期N10應大于15擊或7d齡期N10應大于30擊。開挖檢查，成樁7d后開挖樁頭，目視檢查成樁質量。

3、高壓旋噴樁復合地基處理技術

3.1 工藝流程：樁位放樣→鉆機就位→鉆機調校→鉆孔→插管→試噴→噴漿作業→噴漿結束→拔管→機具清洗→樁機移位。

3.2施工要點

3.2.1樁機就位

移動旋噴樁機至設計樁位，并將鉆頭中心對準樁位中心，鉆機調平，鉆桿調垂直。鉆孔前，應調試空壓機、注漿泵及管線、噴嘴等，使設備處于正常狀態。

3.2.2制備水泥漿

按設計水灰比配制水泥漿液，攪拌10～20min，過兩道0.8mm篩，注入漿液桶內備用。

3.2.3鉆孔

鉆機試運轉正常后開始引孔鉆進。可采用地質回轉鉆機一次成孔。鉆孔孔徑應比噴射管外徑大20mm以上，本工程預鉆孔徑為15cm。

3.2.4插管

鉆進到設計深度，經監理工程師驗收合格，拔出巖芯管，插入噴射注漿管。若采用旋噴注漿管進行鉆孔，鉆孔與插管可合二為一。插管過程中，為避免噴嘴堵塞，可邊旋轉、邊插管、邊射水。為防止射穿孔壁，水壓不得超過1MPa。

3.2.5噴射提升

當噴射注漿管插入設計深度，送入氣、漿，待漿壓升至30MPa，靜噴30s。待孔口冒漿后，以0.1～0.2m/min的速度提升鉆桿。提升時，應邊旋轉、邊噴漿，連續作業，不得中斷。因故中斷應立即檢修，以防斷樁。

3.2.6樁頭處理與拔管

旋噴管接近樁頂時，應從樁頂以下1m處，減慢速度提升0.5m，靜噴數秒，再慢速提升至樁頂。到達樁頂設計高程，停止注漿泵，并拔出注漿管。凝結體頂部會因析水而凹陷，所以噴射結束后應靜壓灌漿至孔口液面不再下沉為止。

3.2.7機具清洗

向漿液罐內注入適量清水，啟泵清洗全部管線，直至干凈。

3.2.8鉆機移位

鉆機移至下一樁位，重復上述步驟，直至完成所有旋噴樁作業。

3.3質量控制

3.3.1鉆孔質量控制

鉆進過程中，孔位中心偏差不得大于5cm，孔斜不得大于1.5%。

3.3.2水泥用量控制

本工程要求每米摻入水泥300kg。水泥用量與水灰比、噴漿壓力、噴嘴直徑、提升速度、旋轉速度等有關，一般情況下應控制水灰比為1：1（其比重為1.4～1.5g/cm3），噴漿壓力25～30MPa，噴嘴直徑2.0～3.2mm，提升速度10～20cm/min，旋轉速度10～30r/min。如果需要增加水泥用量，可以提高噴漿壓力、增大噴嘴直徑、減慢提升速度。反之，需要減小水泥用量時，在保證樁徑前提下適當減小噴漿壓力或噴嘴直徑，或者在保證樁體強度情況下加快提升速度或減小灰水比。

3.3.3冒漿處理

正常情況下會有一定數量的土顆粒隨漿液冒出地面。如果冒漿量過大，一般是注漿量遠遠超過旋噴固結需要的漿量，可按上述減小水泥用量的方法進行處理。如果不冒漿，可能是地下有空洞、暗道，可嘗試繼續注漿一段時間，以待冒漿；若仍未改善可拔出注漿管，待地下漿液凝固后重新注漿，必要時可在漿液中加入水玻璃，提高漿液的凝固速度。斷續冒漿，通常為土質疏松現象，可復噴解決。

3.3.4質量檢驗

旋噴樁質量可采取開挖檢查、鉆孔取芯、標準貫入試驗、靜載荷試驗、動力觸探試驗、圍井注水試驗進行檢驗。圍井檢查可在旋噴樁施工7d后進行，開挖檢查或取樣應在14d進行，鉆孔取芯和承載力檢驗應在28d后進行。檢查內容包括樁身強度、樁徑、樁身位置、地基承載力等。

4、 結語

水泥攪拌樁和高壓旋噴樁是處理軟弱地基的常用技術。水泥攪拌樁法具有工效高、成本低、無噪聲、無污染等優點，但設備體積較大，移動不如高壓旋噴樁機方便，樁身強度與均勻性也略差。根據工程實際情況靈活運用兩種方法更合理，佛山市南海區桂城黃猄電排站工程地基處理案例很好地說明了這一點。

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