摘要:在我國水利工程的建設(shè)過程中,水泥土攪拌樁技術(shù)具有使用設(shè)備少、施工時間短、施工成本低等方面的優(yōu)點,被普遍應(yīng)用于水利樞紐工程建設(shè)中。而且水泥土攪拌樁的施工技術(shù)和水利工程的整體質(zhì)量之間有著非常密切的聯(lián)系;诖耍疚膶λ麡屑~工程出水閘水泥土攪拌樁的施工技術(shù)進行探討。
關(guān)鍵詞:水利樞紐工程 出水閘 水泥土攪拌樁 施工技術(shù)
水泥攪拌樁施工主要是使用水泥作為固化劑,然后使用特制的攪拌機械進行攪拌,對地基、漿液和粉體進行充分全面的攪拌,確保軟土結(jié)構(gòu)的整體性、穩(wěn)定性,并且可以和天然地基組成復(fù)合型的地基。在實際的施工過程中,這種方法具有環(huán)保、振動小、噪音低、機械化程度高、投入成本低、施工便利等方面的優(yōu)點,出現(xiàn)問題時,補救的方法也非常的簡單,所以在各種工程建設(shè)過程中被普遍使用。
1.工程簡介
某水利工程水閘的主要建筑物為一級,消能防沖設(shè)備、進出口連接建筑物等次要建筑物為三級,閘的具體位置為干堤的內(nèi)部,和干堤腳的距離大概為210m左右,主要由穿堤涵洞段、啟閉設(shè)備、進口檢修閘、啟閉交通設(shè)施、出口防洪閘、閘室下游消力池、閘室上游護坦、進出口翼墻等構(gòu)成。使用八孔涵洞結(jié)構(gòu),每兩個孔連接一次,共連接4次,閘底板的高度為24.1m,樞紐的總長度為235.1m,其中進口閘室單孔的大小為8.1×7.3m,閘室的長度為15.9m;出口閘室的長度為27.9米,單孔的大小為8.1×7.3m,穿堤涵洞的段長為61m,單孔的大小為8.46×7.21m,下游消力池和海漫的長度為75.31m,閘上游護坦的長度為57.09m。
2.工程的地質(zhì)概況
此水利樞紐工程中,工程主要是由砂卵石、砂層、粘土、壤土等構(gòu)成,閘基底板位于壤土層上,高度為25.01m,閘下壤土在開挖后的厚度為1.6~2.6m左右,承載力不高,下層的土壤層為粉細砂層,天然的承載力為181kpa,在砂層的下方為砂卵石層,承載力為310kpa,可以用來作為持力層,壤土和混凝土的摩擦系數(shù)為0.26。為了提高地基的承載力,在出水閘閘室的箱涵底板和兩側(cè)邊的空箱下面設(shè)置水泥土攪拌樁,使用格柵式的方法對水泥攪拌樁進行布置,一共布置了8573根攪拌樁,樁的直徑為66cm。
3.技術(shù)方案的選取
在水利樞紐工程建設(shè)過程中,基礎(chǔ)處理方法有水泥粉煤灰碎石樁法、振沖碎石樁法、強夯法、水泥土攪拌法、高壓噴射注漿法、灌注樁法等。其中水泥土攪拌法主要在淤泥質(zhì)土、淤泥、粉土、飽和黃土、素填土、無流動地下水飽松散砂地基、粘性土地基中使用,使用這種方法進行施工具有施工效率高、施工時間短、施工過程中噪音低、地面不隆起、不用擠土排污、環(huán)保、費用低、施工設(shè)備簡單等優(yōu)點。因此本工程使用水泥土攪拌樁進行施工。
4.水泥攪拌樁的施工技術(shù)
4 . 1水泥攪拌樁具體的施工流程
。1)放樣測量。首先使用全站儀器對邊樁控制樁和深攪樁軸線進行測量,驗收合格后制作控制樁,確認出具體的樁位,并使用竹筷標出樁位,然后樁機就位,在沿線施工50m左右的外圍地區(qū)布置臨時的水準點,并以此作為施工過程中對樁頂標高進行控制的主要參考依據(jù)。(2)樁基的具體定位。首先對樁機進行左右前后的移動,確保鉆頭和樁位的位置是對準的,然后使用水平尺把樁機調(diào)平。對于不平的地面,要保證起重設(shè)備的水平,為了保證攪拌樁垂直施工,使用鉛錘球分別掛在機架的兩側(cè),對機架的垂直度進行控制。(3)制作水泥漿。在使用攪拌機進行開孔前,要先根據(jù)設(shè)計的比例對水泥漿進行拌合,在壓漿前,首先把水泥漿倒進集料斗中,水泥的使用量為83kg/m,水灰的比例為1:1,平均一組樁的水泥使用量為3991kg。(4)拌合下沉噴漿。對定位好的樁基進行檢查后,使用鋼絲繩把攪拌機掛在起重機上,然后使用漿膠管對攪拌機和砂漿泵分別進行連接,等到攪拌機冷卻水循環(huán)系統(tǒng)正常運轉(zhuǎn)后,將攪拌機啟動,并把起重機的鋼絲繩放松,讓攪拌機憑借自身的重量沿著導(dǎo)向架緩慢下沉,當下沉到設(shè)計的深度后即可停止,可以使用電流監(jiān)測表對下沉的速度進行控制,通常情況下工作的電流要控制在70A以內(nèi),下沉的速度為1~1.4m/min。當下沉速度比較慢時,為了促進鉆進,可以使用清水補入到輸漿系統(tǒng)中,進行鉆進時,先使用鋼尺對鉆具的總長度進行測量,為了方便檢查,要使用紅漆將孔深的位置標記出來。(5)攪拌噴漿和提升。在使用攪拌機鉆到規(guī)定的深度后,要檢查鉆進的合格度,合格后即可將灰泵開啟,把攪拌機中心管中的水泥漿壓入樁底,一邊攪拌一邊噴漿,直到把攪拌機提出地面,然后傳動系統(tǒng)氣筒,轉(zhuǎn)動的速度調(diào)整為二檔反轉(zhuǎn),在灰漿量達到規(guī)定灰漿量的2/3時,一邊提升一邊旋轉(zhuǎn),并保持噴漿,要按照設(shè)計的速度對攪拌機的提升速度進行控制,通常0.31~0.49m/min,首次噴漿要把噴漿量控制在設(shè)計噴漿量71%。(6)復(fù)攪下沉的方法。 當攪拌、噴漿和提升到規(guī)定的高度后,要立即停止提升,并調(diào)整傳動系統(tǒng)為正轉(zhuǎn),同時停止噴漿,使用二檔速度從;颐嬷饾u向下進行復(fù)攪,直到達到設(shè)計的深度。(7)對拌機進行重復(fù)提升。當復(fù)攪到規(guī)定的深度后,把傳動系統(tǒng)調(diào)整成反向轉(zhuǎn)動,并把灰漿泵開啟,一邊攪拌一邊噴漿,直到把攪拌機從地面提出后,即完成了樁體的施工。(8)對系統(tǒng)進行清洗。使用適量的清水加入到集料斗中,并將灰漿泵啟動,對管路中殘留的水泥漿進行清洗,直到清洗到干凈為止,然后清洗干凈附著在攪拌樁頭上面的軟土。4 . 2攪拌樁施工過程中問題的處理
在攪拌樁施工的過程中,遇到了非常嚴重的樁頭下沉的情況,下沉的深度在1.3~2.1m左右。導(dǎo)致這種情況的出現(xiàn)主要是因為土質(zhì)為粉細砂層,有非常大的含水量,基坑處于地下水位的下面,并使用深井降水的施工方法進行施工,使粉細砂層出現(xiàn)了流動,水泥漿和細砂順著流水排出,從而引起樁體出現(xiàn)了下沉的情況。經(jīng)過分析和研究后,決定使用砂料對基坑進行回填,回填的厚度為1米,停止基坑降水后,進行拌合施工,在原來的基礎(chǔ)上把攪拌樁的長度增加1米,使用分區(qū)填筑的方法進行施工,然后進行水泥攪拌樁的施工,有效地解決了樁頭下沉的問題。
5.對施工的質(zhì)量進行檢查
5 . 1單樁復(fù)合地基和單樁負荷的檢測
。1)單樁復(fù)合地基的檢測。使用慢速維持法進行試驗,并使用手動油泵逐級加載負荷,分別按照設(shè)計負荷的兩倍進行試驗,分四級卸載和八級加載,卸載量為分級荷載值的兩倍。使用工字鋼塔和鋼梁設(shè)置堆載的平臺,承壓板的大小為0.82、1.10、1.68m2。堆積沙袋來作為反力裝置。(2)單樁荷載試驗的檢測。使用慢速維持荷載法進行試驗,并使用手動油泵逐級進行加載。每級荷載的加載量為56KN,初次加載為分級荷載的2倍,第二次加載到設(shè)計荷載的特定值,使用鋼梁、工字鋼搭設(shè)堆載平臺,并使用沙袋進行堆積作為反力裝置。(3)試驗的結(jié)果。單樁豎向抗壓極限承載力和單樁地基承載力均符合設(shè)計的要求。
5 . 2使用輕型動力觸探進行檢測
輕型動力觸探設(shè)備主要由穿心錘、觸探桿、錐頭等組成。在檢測的過程中,首先把錐頭放在樁徑四分之一的地方,然后使用穿心錘對觸探桿進行敲擊,把觸探豎桿打入到樁中,每打入100mm,就要對錘擊數(shù)進行記錄,當錘擊的數(shù)量在 50以上時,即停止試驗。其中錘擊數(shù)量在10次以下的為不達標。在檢測的過程中,所有樁的錘擊數(shù)均在15次以上,樁身的強度符合規(guī)定的要求。對樁芯進行取樣觀察,可以看出噴漿非常的均勻,而且沒有夾泥的情況出現(xiàn)。
6.分析工程的經(jīng)濟性
使用水泥土攪拌樁的方法對地基的承載力進行增加,并利用生產(chǎn)性試驗和水泥土攪拌樁配漿室內(nèi)試驗,對水泥的滲入量和水泥攪拌樁的水灰比進行了優(yōu)化,選擇出了最佳的水泥滲入量和水灰比,而且在保證施工質(zhì)量的基礎(chǔ)上對水泥土攪拌樁的工藝進行了適當?shù)母倪M,提高了施工的效率,施工的工期縮短了一個多月,節(jié)省了300t的水泥量。保證了水利樞紐工程的順利完成。
7.結(jié)語
通過使用水泥土攪拌樁的方法對淤泥地基和軟土地基進行處理,可以有效提升地基的承載能力,在此工程中,通過使用水泥土攪拌樁的施工技術(shù)對水閘進行施工,有效提高了地基的強度,得到了水泥攪拌裝在粉細砂和高水位壤土中施工的工程經(jīng)驗,以及相關(guān)的技術(shù)參數(shù)和控制技術(shù)要求,為以后類似工程的施工提供了一定的參考依據(jù)。
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