水泥土搅拌桩技术在淤泥地基处理中的应用

■水利建设与管理　２０１５年・第９期　ＤＯＩ：１　０．１　６６１　６／ｊ．ｃｎｋｉ．１１－４４４６／ＴＶ．２０１　５．０９．００７　水泥土搅拌桩技术在淤泥地基　处理中的应用　陈小云　项海玲　魏叶敏　（湖北水总水利水电建设股份有限公司，湖北武汉４３００００）　【摘要】　本文通过水泥土搅拌桩技术在西荆河枢纽倒虹吸工程基础处理施工中的应用，详细阐述了在高含水量　淤泥质土复杂地质条件下，水泥土搅拌桩施工参数确定、施工工艺流程及施工要点，介绍了质量控制措施，可供同　类地质条件下复合地基处理施工参考。　【关键词】　水泥土搅拌桩；软基；处理　中图分类号：ＴＶ５２　文献标志码：Ｂ　文章编号：１００５－４７７４（２０１５）０９－００２２－０２　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｃｅｍｅｎｔ－ｓｏｉｌ　ｍｉｘｉｎｇ　ｐｉｌｅ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｉｎ　ｓｉｌｔ　ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　ＣＨＥＮ　Ｘｉａｏｙｕｎ，ＸＩＡＮＧ　Ｈａｉｌｉｎｇ，ＷＥＩ　Ｙｅｍｉｎ　（Ｈｕｂｅｉ　Ｇｅｎｅｒａｌ　Ｗａｔｅｒ　Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ　ａｎｄ　Ｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒ　Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｗｕｈａｎ　４３００００，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ　ｔｈｅ　ｐａｐｅｒ，ｃｅｍｅｎｔ—ｓｏｉｌ　ｍｉｘｉｎｇ　ｐｉｌｅ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｉｓ　ａｐｐｌｉｅｄ　ｉｎ　ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｘｉｊｉｎｇｈｅ　Ｈｕｂ　Ｉｎｖｅｒｔｅｄ　Ｓｉｐｈｏｎ　Ｐｒｏｊｅｃｔ．Ｓｏｉｌ—ｃｅｍｅｎｔ　ｍｉｘｉｎｇ　ｐｉｌｅ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｐａｒａｍｅｔｅｒ　ｃｏｎｆｉｒｍａｔｉｏｎ，ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｆｌｏｗ　ａｎｄ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｋｅｙ　ｐｏｉｎｔｓ　ｕｎｄｅｒ　ｈｉｇｈ　ｗａｔｅｒ　ｃｏｎｔｅｎｔ　ｍｕｄｄｙ　ｓｏｉｌ　ｃｏｍｐｌｉｃａｔｅｄ　ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ　ａｒｅ　ｄｅｓｃｒｉｂｅｄ　ｉｎ　ｄｅｔａｉｌ，　ｑｕａｌｉｔｙ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｍｅａｓｕｒｅｓ　ａｒｅ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｉｔ　ｃａｎ　ｂｅ　ｕｓｅｄ　ａｓ　ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ　ｆｏｒ　ｃｏｍｐｌｉｃａｔｅｄ　ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｕｎｄｅｒ　ｓｉｍｉｌａｒ　ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｓｏｉｌ—ｃｅｍｅｎｔ　ｍｉｘｉｎｇ　ｐｉｌｅ；ｓｉｌｔ　ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ；ｔｒｅａｔｎｌｅｎｔ　１工程概况　引江济汉作为南水北调中线水源区工程之一，是　从长江荆江段附近引水至汉江兴隆河段、补给汉江下　游流量的一项大型输水工程。主要建筑物包括：西荆　河船闸、西荆河倒虹吸、干渠渠道（桩号５５＋７６８～５６　长２９０ｍ，宽３４ｍ。建筑物处地质条件复杂多变，处在　Ｑ　与Ｑ　分界线上，勘探时此处位于水下，勘探资料不　全，图纸反映倒虹吸基础为黏土基础，实际开挖土质情　况从下到上，除接近上游起坡附近建基面含水率在　３０％左右外，其他含水率均在４０％～６０％，整体为平均　含水率５０％左右的淤泥和淤泥土，软塑和流塑状态。　＋７６８）及金属结构、电气设备安装、临建等工程。　西荆河倒虹吸位于西荆河原河道，引江济汉渠道　桩号５５＋８００～５６＋０００处，管轴线与船闸轴线平行，　与引江济汉渠成６８．８０。交角。西荆河倒虹吸由进口　倒虹吸基础具有如下特点：高孔隙比，未扰动时，处于　软塑状态，一经扰动，结构破坏，处于流动状态；透水性　极弱，晾晒不能改变状态；高压缩性、抗剪强度很低。　倒虹吸基础开挖完成后，发现地质条件与招标文　段、出口段及管身段三部分组成，二联六孔，主体结构　・２２・　陈小云等／水泥土搅拌桩技术在淤泥地基处理中的应用　件地质条件不一致，设计单位通过补充地质勘查，在进　口闸室、上下游斜坡段和出口闸室，新增水泥土搅拌桩　地基处理。进口闸室、上下游斜坡段设计桩径５００ｍｍ，　桩间排距１ｍ，呈梅花形布置；进口左侧挡土墙设计桩　径５００ｍｒｎ，桩间排距１Ｉｎ，呈梅花形布置；出口斜管段设　计桩径５００ｍｍ，桩间排距１１／１，呈梅花形布置；出口闸室　设计桩径５００ｍｍ，桩问排距１ｍ，呈梅花形布置；出口右　要匹配，针对高含水量淤泥质土，下沉或提升的速度要　慢些，以保证搅拌和喷浆更加均匀。　严格按成桩实验确定的参数施工。本项目水泥采　用Ｐ．０４２．５水泥，水灰比为０．５０，水泥浆比重１．８５，水　泥掺入量为１６％，即每米水泥用量为５７ｋｇ，每米喷浆　量为４６．３０Ｌ；喷浆压力控制在０．２５—０．６０ＭＰａ。制备　好的水泥浆液不得离析，浆液泵送必须连续。　３．２施工程序　侧挡土墙设计桩径５００ｒａｍ，桩间排距０．８０ｍ，呈梅花形　布置。桩深１～７．５０ｍ／单根，共２０８４２ｍ。　２施工准备　２．１　工艺试验　２０１２年２月１６日，施工单位在下游右翼墙处进行　了水泥土搅拌桩工艺试验。通过试验，确定９０（ｔ龄期　桩体无侧限抗压强度大于１．５ＭＰａ的配合比为：水泥　掺人比不低于１５％，水灰比不大于０．５０。　２．２场地平整　根据现场实际地形情况平整场地，清除地面及地　下障碍。由于上下游斜管段已开挖成形，为便于施工　必须填筑施工平台并予以压实，施工平台高出设计桩　顶高程５０ｃｍ，高程误差控制在±１５ｃｍ范围内。　２．３测量放样　使用全站仪放出加固处理地基的边界线。根据设　计图纸尺寸，用钢尺实地放出每根桩位置，并插设竹签　标识，注意校核桩的数量和在纵横向上的间距，其桩距　校核差为±５０ｒａｍ。测出每根桩处原地面标高，以此控　制桩长及桩底标高。施工前丈量钻杆长度，并在钻杆　和支架上做好标记，以便随时掌握钻杆钻入深度，保证　设计桩长。　２．４其他准备　准备２台ｓＰ一５型深层搅拌桩机（电机功率　４５ｋＷ），１台ＰＪ一５Ａ泥浆泵及其配套设备和可控制桩　身每米喷浆量的电子计量系统，备齐所有检测设备和　原始记录表格，备齐相应施工技术参数。　３施工方法　３．１　施工要点　施工过程中，钻杆的下沉或提升、喷浆、搅拌机搅　拌和钻机移位等要有序结合。搅拌机转速和提升速度　地面平整一测桩定位一钻机就位一制浆一开启钻　机水泥浆泵一边钻进边喷浆搅拌至设计深度一边提升　钻头边喷浆搅拌至停浆面一再次钻进喷浆搅拌至桩长　１／３位置一再次提升喷浆搅拌至停浆面一移位进行下　一桩施工。　３．３质量控制关键点　搅拌桩机定位：移动到施工桩位，调平。由于多数　桩位在斜坡上，要填筑施工平台并填实垫平。控制桩　位偏差￣＜５ｃｍ，垂直度偏差≤１％。　制备水泥浆：按照水灰比０．５０配制浆液，根据制　浆桶容积，计算出每桶浆水泥用量和用水量；灰浆拌和　不少于３ｍｉｎ；浆液搅拌均匀后，需经过滤后方可使用。　下钻提升：开动搅拌机，使之沿着导向架搅拌切土　下沉，同时启动泥浆泵送浆，控制下钻速度０．８ｍ／ｒａｉｎ　到达设计深度后，再以０．８ｍ／ｒａｉｎ速度反转提升至停浆　面，停浆面高于桩顶设计标高５０ｃｍ。整个下钻、提升　过程中不停止送浆。考虑到地质条件的不均匀性，下　钻和提升速度也可在上、下１０％范围内调整，同时调　整喷浆速度，保证喷浆量的均匀。　复搅：在钻头提升至停浆面后，继续下钻复搅至桩　长１／３处，控制下钻速度０．８ｍ／ｍｉｎ到达复搅深度后，　再以０．８ｍ／ｍｉｎ速度反转提升至停浆面。重复上一过　程，完成一根桩的制作。　移位：将搅拌桩机移至下根桩位，重复上述步骤，　进行下根桩施工。　３．４施工中注意的问题　浆液要严格按成桩实验确定的配合比拌制。制备　好的浆液要均匀，不能产生离析现象，停置时间超过　２ｈ的灰浆严禁使用。　（下转第１６页）　・２３・　口水利建设与管理　２Ｏ＇５年・第９期　上导轴瓦、下导轴瓦和水导轴瓦。　ａ．上导轴瓦的问隙调整。用自制的８只小千斤　与设计偏差过大应与制造厂协商解决　。　３．２．３定子测量　顶先将４块导轴瓦抱紧轴颈。在推力头下部和水导轴　颈处用百分表监视，不许主轴移动，然后调节支承螺栓　长度使球面与背面的间隙６符合质量标准要求。一般　应控制在０．０６—０．０８ｍｍ之间。　通过测量，定出磁极中心位置，需要测出定子上法　兰面至定子硅钢片顶面尺寸。和硅钢片长度ｂ。为了　获得。、ｂ，一般将硅钢片内圆等分２０处，用专用的深度　尺测量ｎ、ｂ值，之后求出平均值　和ｂ，然后按照下式　计算定子上法兰面至磁场中心距离，Ｊ。　Ｌ＝ｌｎ＋（ｂ／２）　ｂ．下导轴瓦间隙调整。下导轴瓦的间隙调整同　上导轴瓦的方法一样，只是在调节中应考虑摆度影响。　３．２主要部件的测量技术分析　３．２．１泵轴长度测量　４结语　从上述内容可知：泵站主机设备（本文只介绍了一　用钢尺测量泵轴两端法兰面之间的距离即为泵轴　长度，一般要在不同方位测量，测得的结果为，Ｊ　、Ｌ　、　、部分）涉及到的部件很多，安装工作步骤很复杂，各方　面要求也很高，这就对技术人员的综合素质提出了新　的挑战。在安装设备时，各单位应明确自己的责任，力　求施工质量达到规定标准。　参考文献　［１］刘泽俊，李延安，白士杰．茭陵泵站改造工程机组启动预试　运行方案研究［Ｊ］．水电能源科学，２０１１（０６）：１５７—１６２．　［２］ＧＢ　５０１７０－－２００６电气装置安装工程旋转电机施工及验收规　Ｌ，取其平均值作为泵轴的实际长度Ｌ（ｍｍ）。　３．２．２转轮测量　主要测量部位是转轮与泵轴结合法兰面至轮毂上　所刻转轮叶片中心线的距离，同样要沿各个方向测取　４个数据，取平均值作实际尺寸。　测量时用５只千斤顶把叶轮顶起，调整叶轮上端　面水平，然后把叶轮外壳合起来，调整支撑叶轮外壳的　千斤顶，使与叶片球面上、中、下三点间隙相等。测量　叶轮与外壳的水平中心至叶轮与泵轴连接法兰面的距　离Ｌ，和叶轮外壳顶部法兰面至叶轮与泵轴连接法兰　范［Ｓ］．　［３］高以宁．睢宁泵站主机泵及电气设备安装监理质量控制探　讨［Ｊ］．科技专论，２０１０（０８）：３６．３８．　［４］赵洁．沙坪连围泵站改造主机设备选型探析［Ｊ］．水电与新　能源，２０１３（０５）：１２－１４．　面的距离　，并记录叶片间隙值，供安装参考。如果　（上接第２３页）　术培训；成立质量管理领导小组，完善质检体系，配专　职质量检查人员，试验室跟踪检验，保证质量检查工作　有序进行。　５结语　泵送浆液前，管路要保持湿润，以利于输浆通畅。　浆液供应做到连续均匀，一旦因故停浆，搅拌机要下沉　至停浆面以下０．５０ｍ处，待恢复正常供浆后再喷浆　提升。　根据成桩试验确定技术参数进行施工。专人记录　西荆河枢纽倒虹吸工程于２０１２年２月２８日正式　开始水泥搅拌桩施工，２０１２年４月１９日全部完工，共　每根桩的钻孔起止时间、孔深、注浆量、注浆起止时间、　钻进速度、提升速度、搅拌速度、喷浆压力等指标。　完成水泥土搅拌桩２０８４２ｍ。其中下游段（下游斜坡　段、出口闸室右联及右侧挡土墙）于２０１２年４月２８日　在施工过程中，施工人员要关注有关参数的变化，　及时准确填写施工记录。　完成单桩及复合地基承载力检测并通过联合验收，上　游段（上游左侧挡土墙、进口闸室、上游平管段及斜坡　４质量保证措施　段）于２０１２年５月２２日完成单桩及复合地基承载力　检测并通过联合验收，另外上游斜坡段４号箱涵基础　水泥搅拌桩于２０１２年６月５日通过验收。作为重要　加强原材料质量控制，所有进场原材料按照频次　进行抽检，不合格的原材料严禁使用；认真执行“三检　制”，施工过程中发现问题，制定整改措施及时纠正；　隐蔽工程和关键部位单元工程，经评定，２４个单元工　程合格率１００％且优良率１００％。ｃ．　完善技术管理体系，做好各工序技术交底，注重岗前技　・１６－