水利工程軟基中水泥攪拌樁的設計及施工探討

王 寧

（濟南市萊蕪雪野水庫管理處，山東 濟南 271100）

本文以某水利工程的干渠涵洞施工為例，該涵洞的設計流量為940m3/s，主體工程包括進口段、洞身段以及出口段三部分構成，其中洞身段為9 孔4.0m×4.5m 的鋼筋混凝土箱涵，進口段與出口段兩側為半重力式混凝土擋土墻。按照標準規范要求，進出口段與洞身翼墻為一級建筑物，下流防護槽、海漫等防護設施為三級建筑物，臨時建筑物為四級建筑物。

1 水泥攪拌樁在水利工程軟基中的應用優勢分析

1.1 加固深度大，適用范圍廣

水泥攪拌樁的加固深度與攪拌機的動力以及地基反力有著直接聯系，經施工實踐證明，目前，我國在處理水利工程軟質地基時，應用水泥攪拌樁技術的最大加固深度已經達到30m 以上。

1.2 污染指數低，投入成本少

水泥攪拌樁在施工過程中不會出現地面隆起現象，而且零排污、無污染，整個施工流程不會產生振動和噪聲，不會給周圍群眾帶來不利影響。同時，與其它施工技術相比，水泥攪拌樁施工周期短，投入人力資源少，為施工企業減少了投入成本，具有較好的經濟性。

1.3 整體強度高，受力變形小

如果兩種不同摻量的水泥，摻入量分別為8%和10%，經過實驗證明，地基整體強度值分別為0.24MPa 和0.65MPa，遠高于天然軟土基0.006MPa 的強度值。另外，在施工過程中，由于水泥攪拌樁的樁身上半部壓偏值較大，因此樁身周圍的摩擦阻力值增大，如果攪拌樁存在臨界樁長，那么當樁長超過該臨界樁長的長度時，超出部分的樁體受到的承載力就會減小，因此，不會對樁體造成破壞，進而增強了樁身的安全穩定性[1]。

2 水泥攪拌樁設計要點

該工程的地基土層性狀為黃土狀壤土，土層厚度為8—10.7m，地基承載力為100KPa，通過現場分析論證，宜采用水泥攪拌樁施工技術。其中地基承載力標準值的計算公式如下：

在上面的計算公式中，fsp,k 代表復合地基承載力標準值，m 代表置換率，取值為0.23，代表單樁豎向承載力標準值，Ap代表水泥攪拌樁的截面積，β 代表樁間土承載力折減系數，在該工程當中取0.5，fs,k代表樁間天然地基土承載力標準值。通過計算可得，該工程的水泥攪拌樁屬于梅花型布置結構，樁間距為1.2m，其中進口段樁長為7m，出口段樁長為4.5m，箱涵段樁長為10m。

2.1 水泥攪拌樁施工技術要點

1） 施工工藝流程，該工程的施工工藝流程如圖所示。

2） 施工前準備階段，施工前，需要對施工現場進行清理和場地平整工作，主要針對施工場地內的樹枝、雜草、腐土、生活垃圾、塊石等雜物采用人工清掃或者機械清運的方式，將其運至指定的雜物堆放區域，然后利用平地機對現場施工作業面場地予以整平處理，整平層需要要臨時鋪設砂土以及碎石墊層，以便于施工機械能夠正常進出場地。在測量放樣階段，工程技術人員利用全站儀等測量設備精準確定起始樁以及邊線的位置，并用鋼尺量出每一根水泥攪拌樁的準確位置，并及時做好標記。在選擇水泥材料時，應當根據行業標準以及設計規范要求，選擇質量合格的水泥，在購置水泥時，應采取抽樣試驗的方法，檢測水泥強度、穩定性等指標，檢測合格后方可運至施工場地。

2.2 鉆機定位與攪拌機下沉

水泥攪拌機被運至指定施工地點后，操作人員應及時調整機身位置，使機體中心管與測放點處于垂直對準狀態，誤差范圍控制在1%以內，當位置調整完畢后，需要對機體采取加固措施，以避免鉆機在運轉過程中由于振動等原因發生機位偏移等突發狀況。

2.3 噴漿攪拌提升

當水泥攪拌機下沉到指定位置后，施工人員應及時啟動灰漿泵，將制備好的水泥砂漿壓入地基當中，同時，對壓入的漿體進行充分攪拌，攪拌時間以30s 為宜，為了確保漿體均勻度以及地基強度，在攪拌過程中，可以結合施工要點，適當提升攪拌速度，當噴漿超過樁頂5mm 后，應當停止噴漿，由施工人員將剩余漿料及時清理。

3 結語

通過工程實例驗證可以看出，水泥攪拌樁在水利工程軟質地基中的實際應用，既簡化了施工流程，提高了施工生產效率，而且地基整體強度也得到大幅提升。隨著我國水利工程項目的逐年遞增，水泥攪拌樁施工技術的應用優勢日漸突顯，不僅為施工企業創造了更多的經濟效益，同時，也為整個社會貢獻了更多的優質工程與精品工程。