水泥攪拌樁在河堤加固工程中的應用

胡宏川

摘 ? ?要：在淤泥質軟基施工中水泥攪拌樁施工技術應用越來越廣泛，能夠有效的提升軟基的承載能力，而且施工速度快，對周圍環境的破壞也較小，在河堤加固施工中也起到了決定的作用，對此本文將進行簡要論述。

關鍵詞：水泥攪拌樁;堤壩;施工;質量;控制

1 ?引言

在河堤加固工程施工中，水泥深層攪拌樁施工技術是使用較多的，其施工質量在很大程度上能夠影響到河堤的加固效果。水泥攪拌樁施工具有較強的技術性，施工難度也較大，所需的時間短，因此需要對水泥攪拌樁施工技術進行研究，以提高施工技術水平，為水利工程建設打下堅實的基礎。

2 ?水泥攪拌樁施工質量控制措施

2.1 ?施工前質量控制

2.1.1 ?地層性質分析

軟基施工前應熟悉土層的基本物理力學性質，為設計水灰比、水泥用量、下沉及提升速度等施工參數提供理論基礎。首先查閱項目的勘察報告，熟悉主要處理土層分布規律、各土層的物理力學指標、軟土分布范圍和厚度變化情況，同時核查軟基處理設計圖紙，了解樁型及樁位布置情況。必要時選擇有代表性的區域進行靜力觸探試驗、十字板剪切試驗判別土層的軟弱情況或鉆孔取樣（軟土應取原狀樣）進行含水量、有機質、pH值等參數測試。

2.1.2 ?施工設備和原材料的檢查

（1）施工設備。檢查計量裝置（流量計、深度計、電壓表、噴漿壓力表等）的完好性;檢查設備主要參數（機架高度、電機功率等）是否滿足要求。

（2）原材料。委托第三方檢測機構對水泥關鍵指標（密度、比表面積、標準稠度用水量、凝結時間、膠砂強度等）進行檢測，滿足要求方能使用。水泥現場應堆放于干燥的庫房內，并做好防雨、防潮措施。嚴禁使用受潮、結塊的水泥。

2.1.3 ?處理土配合比試驗

為了經濟、合理地確定水泥攪拌樁加固地基的技術參數，確定與地基土加固相適應的水泥品種、標號和摻量，委托第三方專業機構對典型地段的主要處理土層鉆探取樣進行室內配合比試驗。配合比一般由養護齡期和固化劑（水泥）摻量決定，如養護齡期通常分為7，28及90d，水泥摻量按施工圖設計文件要求取中值、}1%和一1%進行試驗，地質情況較復雜時，可在此基礎上適當增加+200}-2%等水泥摻量進行試驗。采用外摻劑時，根據設計文件或業主要求選擇外摻劑的種類和摻量。

2.2 ?試樁質量控制

2.2.1 ?施工參數設計

在水泥攪拌樁大面積施工前，根據場地土層情況、室內配合比試驗結果及類似工程經驗進行現場工藝性試樁，驗證室內配合比，掌握適用于該區段的成樁經驗，檢驗機具性能及施工技術參數（攪拌次數、下沉和提升速度及泵送壓力等）。同一工程地質條件下試樁數不少于3根。

2.2.2 ?過程監督和效果驗證

試樁期間，對每根試樁全程進行監督旁站，重點核查配合比、水泥用量及相關施工工藝參數，如出現偏差及時糾正，并對整個過程做好詳細記錄。達到齡期后采用抽芯檢測法進行效果驗證。

2.2.3 ?工藝總結

綜合分析檢測結果、鉆孔芯樣及土層情況，對試樁工藝進行全面評價，對試樁施工中存在的問題提出整改意見和建議，確定水泥用量和相關施工工藝參數，形成處理路段水泥攪拌樁施工工藝指南指導下一階段的大面積施工。

3 ?工程實例分析

3.1 ?工程背景

某水庫主要由大壩、溢洪道和灌溉洞等建筑物組成，2009年該水庫已經完成除險加固工程，防洪標準為50年一遇。為保證河道行洪安全對河道堤壩進行治理，工程治理河道長988m，溢流堰均采用漿砌石結構，內嵌混凝土防滲墻。河道兩側設12m寬親水平臺，平臺以下利用漿砌石護坡，以上邊坡維持現狀。

3.2 ?地基處理

根據地質資料，本工程蓄水堰基礎坐落在輕粉質砂壤土上，具有中高壓縮性，較軟，土層地基承載力為90kPa～100kPa，由于溢流堰較高，經計算個別工況地基承載力或地基應力不均勻系數無法滿足要求，故需要進行地基處理。

水利工程中常用的地基處理方法有：強夯法、換填法、振沖碎石樁、水泥粉煤灰碎石樁（CFG樁）以及水泥攪拌樁等。水泥攪拌樁以水泥為固化劑，通過特別機械在地基深處原位將軟土和水泥強制攪拌后，使土體硬結改性，提高土的強度，降低其壓縮性及滲透性。水泥攪拌樁具有施工無噪音、無振動、施工方法及機具簡單，施工速度快、成本不高等優點。綜合分析，水泥攪拌樁更適合本工程。

依據《建筑地基基礎設計規范》（GB5007）中復合地基相關公式進行計算。

fspk=λm（Ra/Ap）+β（1-m）fsk

式中：

fspk——復合地基承載力特征值（kPa）;

fsk——處理后樁間土承載力（kPa）;

λ——單樁承載力發揮系數，按地區經驗取值;

Ra——單樁豎向承載力特征值（kN）;

Ap——樁的截面積（m2）;

β——樁間土承載力發揮系數，按地區經驗取值。

Ra=up∑（i=1～n）qsilpi+αpqpAp

式中：

up——樁的周長（m）;

qsi——樁周第i層的側阻力特征值（kPa），按地區經驗確定;

lpi——樁長范圍內第i層土的厚度（m）;

αp——樁端阻力發揮系數，按地區經驗取值;

qp——樁端端阻力特征值（kPa）。

根據《建筑地基處理技術規范（JGJ79-2012）》的相關規定，處理后的樁間土承載力特征值fsk可取天然地基承載力特征值，樁間土承載力發揮系數λ，對淤泥、淤泥質土和流塑狀態軟土等處理土層，可取0.1～0.4，其他土層可取0.4～0.8，本工程基礎為土層為輕粉質砂壤土，λ取0.70，樁端阻力發揮系數αp，取為0.4～0.6，本工程取0.50。經計算，確定樁徑600mm，樁間距1.5m，樁體呈等邊三角形布置。樁長7m或深入碎石土層0.5m，樁頂鋪設中粗砂墊層厚200mm。處理后地基達到中等堅實地基，承載力為150kPa，滿足了堰體承載力的要求。基底摩擦系數及地基應力不均勻系數允許值均有所提高，達到設計要求。

3.3 ?結論及處理效果

水泥攪拌樁在水利工程的地基處理方法中應用較為廣泛，其適用于處理正常固結的淤泥、淤泥質士、素填土、黏性土（較軟）、粉土、粉細砂、中粗砂（松散、稍密）以及飽和黃土等土層;不適用于雜填土（含大塊塊石較多且不易清除）、欠固結的淤泥質土和淤泥、硬塑及堅硬的黏性土、密實的砂性土以及滲流影響成樁質量的土層。

4 ?結語

本工程采用水泥攪拌樁對于軟弱土層進行處理后達到了預期效果，各蓄水建筑物沉降量觀測值均在規范允許范圍之內，工程整體運行良好。

參考文獻：

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