试析水泥搅拌桩软基处理的施工质量控制

2020-11-11樊世文高维江

工程技术与管理 2020年11期

樊世文高维江

泗洪县水利工程处，中国·江苏宿迁 223900

水泥搅拌桩；软基处理；施工质量；控制

1 引言

水利工程的施工建设具有一定的复杂性，且容易受到施工现场环境条件以及土质条件的影响。其中，软土分布广泛、压缩性强、强度低，很容易出现不均匀沉降问题，不符合优质工程力学性质。如果不对软土地基进行科学的处理以及施工质量控制，整个水利工程的施工建设将会受到极大的影响。所以，软土地基处理一直是水利工程施工建设中的重点与难点。为了保证对软土地基进行科学的处理，就必须要通过水泥搅拌桩技术来提升软土地基的承载能力，加强软土地基不均匀沉降量的控制。

2 水泥搅拌桩成桩工艺类型分析

在水利工程的施工建设过程中，水泥搅拌桩技术的实用性很强，可以与天然地基融为一体，并形成一种深层次的搅拌复合地基。常用的水泥搅拌桩成桩工艺主要有三种：水泥浆液搅拌法、水泥粉搅拌法、水泥土桩夯实法。首先，针对水泥浆液搅拌法，需要先在地面上制作水泥浆，然后再将水泥浆向地下传递，直至实现水泥浆与地基土的混合与搅拌；当水泥浆固化之后，地基土的物理力学性质就会强化。其次，针对水泥粉搅拌法，需要在空气压缩的作用下，将干燥、松散状态下的水泥传输到地下，然后再将水泥与地基土进行充分地拌合。这样，地基中的孔隙水就会与水泥土产生水化反应，逐渐固结，实现地基性能的提升。最后，针对水泥土桩夯实法，由于能够使用的土质材料非常有限，所以必须要对水泥配比引起足够的重视。在进行均匀拌合水泥土的过程中，要在地基外的大环境下，分层向孔内回填，然后再通过一个强大的作用力对其进行夯实，直至形成质地均匀的水泥土桩。

3 水泥搅拌桩软基处理的施工准备工作

要想将水泥搅拌桩科学地应用到水利工程软基处理中，必须要做好充分的准备工作。首先，在正式开始水泥搅拌桩施工之前，要对施工现场进行平整处理，清除干净水泥桩所在位置及其附近的杂物、垃圾以及石块，并对施工现场进行平整与压实。如果存在低洼的现象，则要用黏土进行回填。其次，在正式开始水泥搅拌桩施工之前，施工人员要对施工现场的土样进行采集。如果存在成层土，那么还要对每一层的土样进行采集，然后带回实验室，进行配比实验，了解每一层水泥土块的龄期、掺入水泥量，然后选择出最佳的水灰比。然后再使用符合质量要求的硅酸盐带来承装水泥土，进行搅拌桩施工，并在施工过程中进行全程的计量工作。再次，对施工过程中使用到的设备和工具进行仔细的检验，确保在正式的施工过程中，不会因为设备性能故障而降低施工质量。在检查设备与工具的时候，要由项目经理与监理工程师共同对施工设备和工具进行检查，确认无误才能正式开始施工。最后，认真准备安装设备。确保电脑记录仪、打印设备配置齐全，可以对水泥浆用量以及喷浆情况进行准确的控制[1]。

图1 喷浆型深层水泥搅拌桩施工顺序

4 水泥搅拌桩软基处理的施工流程

4.1 定位放线

在水利工程水泥桩搅拌技术的应用中，定位放线是第一步，也是后续所有工作的基础。首先，在正式开始定位放线之前，要先对软土地基进行测量，然后再结合测量数据进行定位放线控制点的确定。其次，沿着控制点，测定搅拌桩的桩位。再次，将每次测放的桩位控制到20 个左右，避免后续施工过程中对桩位产生损坏。最后，将竹签放置到完成定位的桩位上，严格按照相关设计要求进行桩孔间距的控制[2]。

4.2 钻机定位

当水泥搅拌机运输至定位桩的时候，施工人员还需要调整水泥搅拌机的所处位置，确保水泥搅拌机的中心管与测放点垂直且对准，误差小于1%。在放置好钻机之后，还要将设备固定好。并将钻机主轴的垂直误差控制在1%以下，避免误差过大，影响水泥搅拌桩的施工质量。

4.3 下沉搅拌机

在完成钻机定位之后，就要开始下沉搅拌机，科学选择搅拌机的下沉时间。首先，在搅拌机开启之后，不要再短时间内将其下沉。待其热身完成，所有运行参数趋于稳定之后再下沉。其次，在下沉的过程中，要确保搅拌机处于搅拌状态，下沉速度要均匀。

4.4 配制和输送水泥浆

针对水泥浆的配置和输送，要注意以下几点。首先，针对泥浆搅拌，要将搅拌时间控制在2min 以上，并且依次添加水、添加剂以及水泥。其次，在完成水泥浆搅拌之后，还要进行过滤处理，去除未搅拌均匀的材料，然后将其放到集料漏斗中进行压浆处理。

4.5 喷浆搅拌提升

当水泥搅拌机到达设计位置之后，就要进行泥浆泵的及时启动，将水泥压入地基中，直接在桩底实施30s 的水泥浆搅拌工序，为地基的施工质量提供保证。之后，再根据实际情况逐步增加搅拌速度，搅拌速度要在0.5m/min 以内。之后，在进行地底喷浆，提升土体和水泥浆的拌和效果。当喷浆高于桩顶5mm 之后，就暂停喷浆，对桩头的密实度进行检测，然后再对集料斗中的剩余浆料进行清理[3]。

4.6 提升喷浆搅拌

为了保证软土与水泥浆的搅拌效果，必要时可以重新下沉搅拌头、启动注浆泵，并进行二次喷浆提升，确保泥搅拌桩及处理后的复合地基应满足表1中的各项指标要求。

4.7 清洗

在完成搅拌之后，需要按照一定的步骤清洗集料斗。第一步，添加清水；第二步启动灰浆泵，排除设备管道中遗留的浆液；第三步，清理钻头上附着的黏土和淤泥。

表1 水泥搅拌桩及处理后的复合地基应满足的指标要求

5 水泥搅拌桩软基处理的施工质量控制要点

要想加强水泥搅拌桩软基处理的施工质量控制，必须要做好以下几点。第一，要先进行管道清洗工作，确保管道没有任何堵塞现象，再开始水泥搅拌桩的开钻施工。第二，为了加强水泥搅拌桩桩体的垂直度的控制，需要利用吊锤调整水泥搅拌桩的垂直度；同时还要确保吊锤与钻杆的距离在合理范围内。第三，对成型搅拌桩质量进行重点检查，对水泥的实际用量。水泥浆拌制的罐数以及断浆现象予以高度的关注，将喷浆搅拌次数控制在合理范围内；借助电脑记录仪的作用，提升用浆的准确率。第四，在施工过程中，要通过水泥浆比重测定仪来对水灰比进行控制，确保水灰比始终符合相关设计标准。第五，在使用钻机的时候，第一次下钻与提钻，要控制在低档状态，在复档的时候再进行档位的提升。一般情况下，成桩时间为40min，喷浆压力为0.4MPa。所以第一次提钻与喷浆，还需要在桩底停留30s 左右。如果到达磨桩端处，要确保上提的余浆全部进入桩体内，并对桩头进行30s的摩擦。第六，加强喷浆与停浆时间的控制，确保开钻之后工作状态不被中断、暂停；喷浆与提升还要同步。如果喷浆不足，就要及时进行整桩复搅、二次喷浆，严格按照设计要求进行喷浆量的控制。如果喷浆过程中出现故障，要严格按照表2寻找故障原因，并采取相应的措施进行解决。