水泥粉体搅拌桩在排涝站工程地基处理中的应用

韦乘林 （郎溪县城市防洪管理处，安徽 宣城 242199）

排涝站工程中泵站基础处理工作非常关键，尤其是地基处理工作，如果基面处理过程中出现含水量大、压缩性高以及透水性能差等问题，需要采用有效的技术将其解决。诸多技术中，水泥粉体喷射搅拌桩的应用效果最为明显，同时也具有经济方面的优势，将其运用在地基处理工作中，能够加强地基的承载力与稳定性，这在今后排涝站工程地基处理中非常关键。

1 工程概况

郎溪县城西排涝站扩容改造工程为郎溪县老城区城西片排涝增容补点工程，是县城治涝系统工程的重要组成部分。2016年7月初，受区域强降雨影响，郎溪县城内涝严重。现有的排涝能力不够，且部分原有的排涝设施年代久远，设备老化，不能充分发挥正常功能，结合现有的排水分区布置和水系调整，必须兴建相应的排涝设施。此次更新改造安装4台1000ZLB-7型轴流泵，每台功率330kW，总功率1320kW，设计排涝能力为13.2m3/s，排涝标准提高到二十年一遇。

2 地基处理方案

2.1 地基承载力

郎溪县城西排涝站扩容改造工程各层地基承载力：第二层，重粉质壤土，是地基和圩内护堤地良好的覆盖层，地基允许承载力为140kPa～160kPa；第三层，中细砂地基允许承载力为180kPa～200kPa；第四层，中粗砂地基允许承载力为240kPa～260kPa。

2.2 制定地基处理方案

为了更好地做好地基处理工作，下面提出两种方案：

第一种方案，软弱基础含水率超过30%，可以发挥其加固优势，机械设备操作复杂程度低，不会对周围环境造成影响，成桩施工也不会对基土形成扰动作用[1]。此外，该方案造价成本较低，按照设计要求，现场水泥粉体搅拌桩数量不足500根，有效总桩长7000m，成本30万元，但是其缺陷在于无法有效控制质量。

第二种方案，该方法对施工技术有非常严格的要求，整体施工周期较长，会对之后环节的工作带来影响。施工质量控制方面难度较小，可有效保证地基处理效果。但是该方法所需造价高，按照设计要求现场钻孔灌注桩数量为100根左右，有效总桩长为1050m，不同位置的底板混凝土增加312m3，钢筋重量增加16.4t，成本总计960.45万元。

综合考虑经济效益与技术效果，采用第一种水泥粉体搅拌桩方案实施地基处理作业。

2.3 方案应用效果

采用水泥粉体搅拌桩作为排涝站工程地基处理工艺，需要通过试验的方式在粉喷法、湿喷法中做出选择。针对3根试验桩进行观察，最终结果如表1所示。3根试验桩中，1号、2号采用粉喷搅拌桩，3号采用湿喷搅拌桩，将水灰比设置为0.50。通过试验结果与数据分析可知，1号桩最大加载为282kPa，总沉降量为27.256mm，沉降比为0.0368，单桩复合地基承载力特征值为140kPa；2号桩最大加载为282kPa，总沉降量为25.341mm，沉降比为0.0344，单桩复合地基承载力特征值为140kPa；3号桩最大加载为201kPa，总沉降量为62.328mm，沉降比为0.0628，单桩复合地基承载力特征值为88kPa。

由此可以总结：第一，3根试验桩的锤击数结果显示，粉喷法效果要优于湿喷法；第二，1、2号试验桩的复合地基承载力特征值相同，与标准值规定相符，满足地基处理要求，3号试验桩为888kPa，相比规定值较低，试验过程中的沉降比大于6%，总沉降量较大，可见粉喷法在地基处理中的优势。

3 水泥粉体搅拌桩在排涝站工程地基处理中的应用建议

3.1 按照规定检查现场材料

水泥粉体搅拌桩在实际应用过程中，水泥建议选择32.5级普通硅酸盐水泥，如果统一采购袋装水泥，那么出厂日期要在3个月内[2]。组织施工时做好筛选工作，以免水泥块较大发生喷灰口堵塞的现象。准备阶段施工人员要对现场的场地进行检查，保证平整与整洁，将桩位附近所有的杂物、障碍物清除。如果基坑开挖到设计桩顶上方1.5m以内，便可以开展施工，粉喷桩的施工要超过设计桩顶上方500mm，随后可以开始回喷搅拌。回喷长度要达到一半桩长，开挖基坑过程中将设计桩顶上方全部凿除[3]。

3.2 加强施工工艺控制

现场所有的施工人员需要按照最终确定的试验桩参数做好控制，完善施工流程，加大各个工序监督力度。水泥粉体搅拌桩施工流程：①对位。根据平面布置图要求编制布桩编号，将桩体中心点标注出来，钻机对中定位后，钻杆、地面的垂直偏差不能超过1%，平面桩距偏差则要小于50mm，成桩深度偏差小于50mm；②钻进搅拌。钻进搅拌的速度严格按照v=0.5m/min-0.8m/min进行控制，以免钻进过程中杂物堵塞喷灰口。钻进0.5m时，开启空压机完成喷射压缩空气这一作业；③提升与喷粉。为了获得最佳的土质、水泥融合效果，与喷粉量设计规定相符，当钻到设计深度时，钻机要原位反向旋转，将空压机开启实施喷射水泥操作，水泥掺入比例控制为15%，原位搅拌时间超过30s之后可以提升速度。速度提升要求控制在0.5m/min-0.8m/min之间，喷粉量以60kg/m为宜；④复搅。水泥、软土搅和过程中，为了保证搅和的均匀性，要全程实施复搅。复搅期间保持中速，且复搅至桩底，随后再慢速提升复搅直到桩顶即可；⑤检验。已经成桩之后现场工作人员要对储粉罐内部的剩余水泥量进行检查，要求大于1根桩用量加上50kg，便可以移位钻机，开始接下来的施工[4]。

3.3 严格检查施工情况

第一，施工期间要对实时施工记录进行检查，通过质量评定了解各桩施工情况，如果发现与要求不符的情况，按照所处位置、数量等及时解决，比较常用的方法包括补桩、加强邻桩这两种；第二，超过基础底面部位需要预留厚度为500mm的土层，在搅拌桩施工方面，要持续施工至地面，开挖基坑期间要将上方质量欠佳的地段挖除；第三，搅拌桩已经成桩的24h之后，施工人员可以通过轻便触探的方式对桩身锤击数进行查验，保证检验桩数量占成桩4%即可；第四，基槽开挖阶段需要加强对桩位、桩数、桩顶质量的关注，做好查验工作。

4 结语

综上所述，水泥粉喷搅拌桩在地基处理中的应用效果，与排涝站工程结构的安全性有直接关系，所以需要加强关注，发挥水泥粉喷搅拌桩的同时还需要做好质量控制工作，不断提高地基承载力，解决排涝站安全问题。