水泥搅拌桩在青口河控制闸加固工程中的应用

徐 坚 阎红梅

(江苏省连云港市临洪水利工程管理处 222000)

1 前言

水泥搅拌桩是用于软基处理的桩基施工方法之一，其主要原理是在地基深部就地将软土和固化剂强制拌和使软土固结改性，提高复合地基承载力，从而提高建筑物基础的强度达到加固和防渗的目的。这一技术目前广泛应用于加固软土地基、基坑支护、堤基防渗等方面，在青口河控制闸加固工程的施工项目中，闸室、乙墙及桥台底板下均采用水泥搅拌桩地基处理。

2 工程概况

青口河控制闸加固工程属于通榆河北延送水工程的二期工程，江苏省水利厅、省建管局分别以苏水计［2007］199号、［2008］25号文依次批复，2009年9月开始施工。

青口河控制闸为青口河上的控制性建筑物，主要功能是排洪、通航、挡水，设计流量500m3/s，校核流量600m3/s，工程等别为III 等，工程规模为中型，闸身、防渗范围内乙墙等主要建筑物为3 级，次要建筑物为4级。青口河控制闸共5 孔，中孔为通航孔(按V 级航道标准设计)，净宽12m，孔口净宽为8m，闸室为3 块底板，通航孔、两侧节制孔各1 块底板，底板顶高程为－1.5m。

青口河控制闸闸址地基为重黏土质淤泥，土质较差，为保证结构稳定，闸室、乙墙及桥台底板下均采用水泥搅拌桩地基处理。

3 水泥搅拌桩施工原理及工艺

闸室水泥土搅拌桩原定作业面设置在第三层中，土层以淤泥质粉质黏土为主，承载力极差，不能承载施工机械自重，现场施工中用灰土进行回填加固处理，经处理后的场地满足施工要求。

水泥土搅拌桩施工制定专项施工方案并经专家论证，采用5台施工机械施工，具体施工流程及施工工艺如下:

3.1 施工流程

回填50cm 粉化石铺设土层——施工放线(机械进场)——试桩(定桩位)——桩基对位调平——预搅下沉(浆液配制)——提升喷浆搅拌(取样、制块养护、送检)——重复上下搅拌——清洗——移位——强度试验——确定配比——正式施工(同试桩操作)——成桩养护28 天后挖出余土——成桩检验——基础封底。

3.2 施工工艺

施工工艺主要包括:回填50cm 粉化石铺设土层、场地平整和桩位放点、桩机定位(就位对中)、上料搅拌、预搅下沉(浆液配制)、喷浆搅拌、提升、重复搅拌下沉、重复搅拌提升至孔口、单桩施工完毕桩机移位等过程。

3.3 具体步骤

3.3.1 回填50cm 粉化石铺设土层

水泥土搅拌桩为青口河控制闸基础工程，基坑土方开挖到▽－1.5m 后发现土层地基较弱，无法满足搅拌桩施工场地需要，经研究后决定，在该土层上采用50cm 粉化石回填，回填前按照规范要求委托了检测中心进行了击实试验，最大干密度为1.85g/cm3，最佳含水率为14.1%。淤泥质土清除后，经监理工程师验槽确认达到要求后回填水泥土。水泥土用机械拌制，挖掘机结合人工铺土，每层虚土厚30cm。翼墙底板部位采用电动打夯机压实，工地试验室现场环刀法取样试验。

本工程水泥土回填现场取样16个点，进行环刀法压实度试验，结果见下表:

水泥土回填现场取样压实度试验结果表

试验数据表明:水泥土方回填施工质量均达到设计要求。

3.3.2 场地平整和桩位放点

施工前先平整场地，清除桩位处地上、地下一切障碍物包括大块石等。按照设计要求进行测量放线，并用竹签或短钢筋标出桩位。

3.3.3 桩机定位

深层搅拌机到达指定桩位，对中。调整机身，使设备保持水平，搅拌轴呈铅直状态。

3.3.4 预搅下沉

施工时，用输浆胶管将储料灌浆泵与搅拌机相通。启动电机，使搅拌机沿导向架搅拌切土下沉，下沉速度为每分钟0.75m，电机转速300 转，大盘转速27 转，由电机的电流监测表控制，工作电流不应大于额定值。在预搅下沉同时即开始按设计确定的配合比配制水泥浆，待压浆前将水泥浆倒入储料坑或罐中。

3.3.5 喷浆搅拌、提升

深层搅拌机下沉到设计深度后，开启灰浆泵，待浆液到达喷浆口，再按每分钟0.5m的提升速度，电机转速300 转，大盘转速29 转，由搅拌叶片喷水泥浆与土体搅拌，这样直至提升到设计桩顶高程，即完成一次搅拌过程。

3.3.6 重复搅拌下沉

由于采用二喷四搅工艺，所以一次搅拌后再次将搅拌机下沉至设计深度。

3.3.7 重复搅拌提升至孔口

二次喷浆搅拌提升到设计桩顶标高。关闭灰浆泵，贮料坑或罐中的水泥浆应恰好排空。

3.3.8 关闭搅拌机，清洗

贮料罐中注入适量清水，开启灰浆泵，清洗全部管路残存的水泥浆，直到基本干净，并将粘附在搅拌头的泥土清洗干净移位到下一根桩，重复以上工序，完成下一根桩。

3.4 质量控制措施及注意事项

水泥土搅拌桩施打工程主要在施工前期进行。为确保基础成桩的质量，首先应降低地下水位，按照设计的要求，在闸身四周布置14 眼φ50cm 降水井，管底高程－10m，上部排水采取在基坑四周开挖排水沟，沟深70cm，两端各设一眼集水坑，坑深1.5m，水泵不间断抽水;二是采用四搅二喷工艺，现场施工人员严格控制每根桩搅拌时间，检查水泥浆是否按照设计进行配置，控制喷浆量和搅拌提升速度，误差不得大于±10cm/min。由于是冬季施工，水泥浆制作时不断加入热水，确保喷浆质量不受气温影响;三是落实施工措施，确保停浆面位于设计工程以上0.5m，保证桩顶部不受冻。

4 质量检测

施工期间，建设处、监理部会同项目经理部根据桩基规范要求，每天对桩进行三天轻便触探强度检查，每单元都保留着7 天无侧限抗压和28 天无侧限抗压试块，7 天和28 天的68 组试件检测均符合设计要求。2010年1月10日进行了现场桩样抽芯无侧限抗压试验及水泥土抗渗试验，结果符合设计要求，经过测试公司的小应变、复合地基、3 天轻便触探的检测，检测结果均满足设计和规范要求。2010年1月21日通过了闸室基坑隐蔽验收，2月20日通过翼墙、岸墙基坑隐蔽验收。

5 结 语

青口河控制闸于2011年12月通过完工验收并投入使用，运行以来效果良好。由于该项施工工艺能在保证工程质量的前提下降低施工的成本，且受施工环境制约少，可全天候施工，因而能显著地提高施工工效，缩短合同工期。因此在不易进行基坑大开挖和基础土质换填的情况下，使用水泥搅拌桩进行建筑物基础处理，是既经济又科学的施工方法，值得推广应用。

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