复合载体夯扩桩在南水北调中线磁县段工程中的应用探索

张威巍(中铁十四局集团建筑工程有限公司 山东济南 250014)

复合载体夯扩桩在南水北调中线磁县段工程中的应用探索

张威巍
(中铁十四局集团建筑工程有限公司 山东济南 250014)

当前，随着各方面的不断发展，复合载体夯扩桩在水利工程中有着广泛的应用。目前水利工程在实施方面共同研究的一个问题就是，在确保安全的前提下，如何更好的实现复合载体夯扩桩技术的可靠性、安全性、经济性。本文以复合载体夯扩桩在南水北调中线磁县段工程中的应用为例，对这一技术在水利工程方面的应用，以及存在的问题进行分析和处理，为复合载体夯扩桩技术更好的应用于水利工程提供参考。

复合载体夯桩；南水北调中线磁县段工程；应用探索

随着水利行业的迅速发展，水利地基的处理逐渐成为水利行业发展中一个重要的制约因素，通过水利行业不断的研究和探索，最终发现了复合载体夯桩，这一技术不仅有效的解决了水利工程中存在的相应的问题，并且其在实践中还具有良好的经济性。近些年，这一施工工艺在水利工程行业得到了大规模的推广和应用，但在实际的操作中，由于其施工的条件较多，因此，在当前的实施施工中还存在一些问题，本文具体针对这些问题进行探索，并且提出相应的硬度方案，推动复合载体夯桩工艺的不断完善。

一、工程简述

南水北调中线磁县段工程，其第一标段全长为 15.19km，起止桩号为0+000-15+190。其中桩号0+000-1+835段的工程建设地点在漳河北岸河漫滩上面。桩号4+451-4+951，这一段在漳河北岸一级阶地上渠。抗震设防烈度高达7度，并且地震动峰值加速度为0.15g的地区是磁县段的总干渠的建设场地。根据相关规定，在这种地理条件下进行总干渠的建设，必须对相应的地基进行液化处理，由于南水北调这一工程的是我国当前一个相当大的水利工程，其重要性不言而喻，因此，在抗液化方面采取了全部消除液化沉陷的措施。这一措施的实现主要是针对饱和砂土液化渠基，采用复合载体夯扩桩工艺实现对地基的处理。

二、复合载体夯扩桩应用的条件

复合载体夯扩桩工艺的应用，需要从地质条件和环境条件两方面进行考虑，环境条件是指在沉管或者填充料的时候，会产生比较大的振动，若果是在人口集中的地区，或者该地区有对振动比较敏感的事物，没有相应的隔振措施的话，这一方法就不能使用[1]。地质条件则是指相应的加固土层其厚度、挤密性都要达到一定的要求，比如其土层厚度不能小于两米，如果被加固的土层属于软土层，就还需要进行相应的沉桩试验，这样的根本目的是为了确定其桩基的承载力。

三、复合载体夯扩桩应用中存在的问题

1、容易出现断桩以及缩颈的现象

断桩或者缩径现象的产生，一般是由是三种原因导致的：第一，管内部的混凝土量不够或者拔管的速度太快，这样就会导致管内的混凝土得不到及时的下落，进而将其填满；第二，由于是在淤泥质土、淤泥或者地下水位以下进行的沉桩管，这种情况下，土层内部会因为受到的强烈的挤压，但是其中的空气和水得不到及时的排出，这样就会给局部地区造成巨大的压力，最终导致桩体出现缩颈现象；第三，在淤泥质土壤中，下套管由于其振动，导致混凝土难以灌入，相反淤泥却被填充进去了，所以就造成了缩颈现象的产生。

2、桩身部分地区不均匀

影响桩身部分地区不均匀的原因主要有三点：第一，在搅拌机械进行预搅拌下沉的过程中，相应的土质没有实现完全的粉碎；第二，实际的施工参数与水灰比没有进行合理的配制，这样就直接导致了桩身局部的不均匀现象的产生；第三，由于水泥浆液长时间没有进行搅拌，因此在泵送的时候就出现了不均匀的现象，最终对桩身造成影响。

3、沉管困难

在复合载体夯扩桩的实际操作中，导致沉管达不到相关要求的因素主要有这么几个方面：第一，在下沉的过程中，出现比较后的夹层以及混凝土块等一些其他的阻碍物；第二，相应的沉桩机的振动参数设置有问题，或者就是由于对桩锤的选择偏大或者偏小，致使沉桩的高度不能得到有效的控制；第三，套管的刚度不够好，因此造成在沉管的过程中，由于弹性比较大而最造成了弯曲，导致不能很好的进行能量的传递，影响沉管的深度。

4、对三击贯入度达不到相应的要求

三击贯入度到不到相应的要求这种现象一般出现在含水量比较多的土壤中，比如粉砂土、粉土等，这些土质中填料的数量相对比较大，并且在填充到一定的程度的时候，其中的三击贯入度就会一直保持平稳，即使再进行多少填料，三击贯入度也不会改变，这样就会造成三击贯入度达不到设计的要求。

四、复合载体夯扩桩应用中存在问题的应对措施

1、防止断桩、缩颈现象出现的施工方案

断桩、缩颈现象的出现可以从拔管的速度、所处的土质环境两个方面进行考虑和解决。首先，如果是由于拔管的速度过快，就可以利用反插法，在拔管的过程中，每次只拔出一米，如果有局部地区缩颈现象出现，可以采用半复打法[2]。多处如果出现缩颈，就需要采用复打法进行；在拔管的过程中，拔管必须保持在每分钟一米的速度以下；由于土质造成的断桩、缩颈现象，可以在淤泥土中采用反插法或者复打法施工；而在流塑淤泥土中，则要在施工的过程前期，将混凝土撞到桩管里面，利用其自身的重量与桩身的压力进行抵消。从而有效的避免断桩、缩颈问题的出现。

2、确保桩身均匀的施工方案

桩身局部不均匀，如果是因为遇到硬土造成的，可以采用冲水，帮助搅拌机顺利下沉，不过在这之前需要将里面的原有的水排干净，搅拌头的各个参数都必须相互匹配，这样才能达到保证桩身均匀的最终目的；另外，若是由于参数与水灰比存在问题，就应该在前期确定好相应的输浆量以及时间和具体的参数，并且根据具体设计进行实验，从而确保合理的配比；最后一点，因为水泥浆离析而造成的不均匀，可以加强对水泥的搅拌，直到在泵送之间再倒进料斗。有效保证桩身均匀。

3、合理选择施工材料以及参数，保证沉管深度

之所以产生沉管困难，一般情况下，有三种因素导致：第一，在下沉过程中，遇到硬土层，这种情况下，可以对施工范围内的地下土层进行勘测，如果其中存在硬土层，就可以用钻机将其钻头，有效解决沉降困难的问题；第二，振动参数以及桩锤的选择错误。这种情况就需要对施工地区的地质环境进行考察，然后设置合理的振动参数，如果下沉过程中存在压力不足，可以对其进行配重；第三，在套管的选择上，一定要保证其刚度，否则就会出现由于不能有效的输送能量而导致下沉困难。

4、减少夯击，保持土性，确保三击贯入度的有效测量

对三击贯入度的有效测量，一般都会存在在进行填料的过程中，改变了原有的土体，这样一来，局部地区的水压就会升高，土体的强度就会受到影响，因此在填料的过程中，由于土体本身的已经失去的应有的强度，所以就会直接影响三击贯入度的测量[3]。要想解决这个问题，就要做到在填料的过程中，在前期尽量减少对土体扰动以及夯击，在填料进行到一定程度的时候，在进行夯击，这样就能使土性得到有效的保持，从而提高三击贯入度的测量精确度。

结束语

综上，通过对复合载体夯扩桩在南水北调中线磁县段工程中的应用的研究，不难看出，这一技术的有效实施，不仅有效的降低了地基处理方面的费用，并且还节省了资源，但是当前这一工艺在具体的实施中还存在一些问题，这些问题一旦得到有效的解决，相信复合载体夯扩桩工艺在水利工程中一定会更好的发挥其作用，从而推动水利工程的不断发展。

[1]金泰植,郑永清,张波,董亮.复合载体夯扩桩在南水北调中线磁县段工程中的应用[J].水利水电工程设计,2013(3):59-61.

[2]付明军.南水北调中线工程河北省磁县段饱和砂土液化渠基处理[J].水利规划与设计,2014(12):40-43.

[3]夏海桃.复合载体夯扩桩技术在水利工程中常见问题及预防措施[J].中国新技术新产品,2011(11):108.

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1007-6344（2016）06-0349-01