深层搅拌桩技术在水利工程地基处理的应用

 【摘要】在水利工程地基处理中，深层搅拌桩技术比较常见，有利于提高地基强度和质量。对此，本文首先介绍了深层搅拌桩技术应用的特点，然后分析了深层搅拌桩技术的工艺流程，并根据工程实例，详细探究了深层搅拌桩技术在水利工程地基处理中的应用。通过研究，深层搅拌桩技术的应用能够保障水利工程地基施工质量。

【关键词】水利工程；深层搅拌桩技术；地基处理

1引言

水利工程是民生工程，在发电、灌溉、航运等多个方面都能够起到十分重要的作用，有利于推动社会经济发展。地基处理是水利工程的隐蔽工程，采取有效措施保障水利工程地基施工质量，增强地基强度、稳定性和整体性，才能更好的提高水利工程效益。

2深层搅拌桩技术应用特点

水利工程施工需要应用多项技术，为了保证工程的质量，首先要做好地基处理工作，只有保证地基的强度，才能提高其承载能力，防止地基出现裂缝以及渗漏问题，也可有效避免水资源的浪费。其中，深层搅拌桩技术比较适合淤泥于粉细砂构成的地基，在工程实际应用中，必须重视桩体施工质量把控，相关工作者需要对搅拌桩的承载能力进行检测，然后根据检测结果适当增减桩体的数量，保证地基承载能力的均匀性。

3深层搅拌桩技术工艺流程

（1）施工定位。在实际应用中，需做好工程的定位放线，相关机械设备要在施工区域内的指定位置架设，而对于成片的桩位施工，则要从工程的中心向外扩散式设置。

（2）搅拌系统的下沉。在将深层搅拌机的输浆管、输水管以及电器系统接通后，要对系统的循环功能进行检查，在确保工作正常后，再将深层搅拌机的电机开启。此时，搅拌系统会顺着搅拌机的导向架逐渐下沉并开始搅拌。

（3）水泥浆的拌制。在深层搅拌机的搅拌系统下沉到一定深度后，要进行水泥浆的拌制，并且根据工程需要选择优质的膨润土以及较少的粘土。为改善水泥浆的综合性能，可在水泥浆中添加适量的添加剂。另外，水泥浆在经过制浆池、沉淀池和储存池的多次处理后，才可进行灌注使用。

（4）搅拌成柱及清洗。在搅拌系统下沉至预定深度后，开启灰浆泵并将水泥浆灌注到地基中，同时要将钻机缓慢上提。此时，搅拌系统要继续旋转搅拌，确保水泥浆和土层的混合均匀。为了提高桩柱体顶部的强度，可以进行二次灌浆，并根据施工设计和土层的分布状况，在施工区域内进行来回式的循环搅拌。桩柱体的施工完成后，还需要利用深层搅拌机输水管中的清水将钻头冲洗干净，并移至下一桩柱工位。

4工程案例

4.1工程概况

本工程由进出口渠首段、穿河渠道倒虹吸、退水闸、附属建筑物四部分组成。设计流量170m/s，加大计流量200m/s；防洪标准为100年一遇洪水设计。渠道边坡为1：3.0，纵坡分别为1/2300和1/25000。单孔过水断面尺寸为6m×6.2m（宽×高），顶板、底板和侧墙的断面厚度均为1.3m。导流堤外坡采用钢筋混凝土和浆砌石两种护坡形式，护脚采用钢筋混凝土防冲墙垂直防护和钢筋石笼水平防护两种形式，然而地下水位常年都处于较大的水平，以至于形成饱和液限，地基承载力无法达到设计要求，需通过地基处理提高承载力。

4.2深层搅拌桩技术在水利工程地基处理中的应用分析

4.2.1施工前准确工作

对施工现场进行勘察，明确地下管线的位置，并且确定好架空电线的高度和位置，清除施工现场障碍物，并且做好路通、水通、电通等工作。另外，还应该准确按照施工前设计图纸进行放线，以便准确标出各个搅拌桩的具体位置，采用板条或竹片并以每个5根桩的方式在施工现场定位搅拌桩桩位。相关施工材料应在施工前就达到施工现场，其中水泥、外加剂等材料必须经实验室检验合格后才能投入到施工中使用。然后，需要做好机械设备放置位置、运输通道、机械设备施工路线及供水供电线路等施工准备。必须保证桩机性能良好，而且功率需要大于45kW，严禁使用非定型产品和自行改装产品。对于桩机电流表、深度测量仪、管道压力表、电磁流量计等等需要进行准确标定，而电脑打印机需要具备全程打印功能。桩机钻头叶片要有三层，而且每层两片，上下层之间的间距为30cm，水平两片叶片之间的夹角为30°，每片叶片的宽度为10cm，钻头直径必须符合工程设计要求，桩机机身进尺刻度需要使用油漆明确标明。桩机垂直度应在机身面向施工便道那一侧以及面向机械操作手的一侧都应该进行明确标识。搅拌罐与储浆罐的容量都应该满足一根桩的用量外加50kg，另外，在搅拌罐上还应该做好上水位标识和停浆面标识，而且在搅拌罐浆液出口还需要安装滤网进行过滤。

4.2.2水泥土配比试验及工艺试桩

（1）水泥土配比试验

施工开始前，需要进行室内配比试验，为水利工程施工提供可靠、合理、经济的参数。例如：28d桩体室内配置强度取1.5，无侧限抗压强度为1.0MPa，现场挖取地下5m处的原位土样作为土样，经测定所挖掘土样含水率为28.6％，天然度为1.9lg/cm。具体配比设计如下：水泥：天然土：水：外加剂=100：667：55：1。根据室内配比结果选取水灰比0.55，减水剂掺量1％，水泥掺水15％，对于配合比设置需要进行现场试桩施工，然后根据试桩结果确定最合适的配合比，从而指导正式搅拌桩施工。

（2）工艺试桩

①根据不同施工部位，结合工程桩布置开展试桩工作，在每段翼墙下放置一根试验桩，待其合格后可作为工程永久桩。

②施工参数的确定，虽然各部位经试桩后地质均有所差异，但喷搅和钻进时情况没有较大的差别，尤其在v<1.1m/min（钻进速度）、0.6m/min<v<0.8m/min（提升速度）、0.2MPa<P<0.4MPa（喷浆压力）、v<1.0m/min（复搅速度）及0.1MPa<P<O.2MPa（复搅压力）等施工参数时喷搅效果较佳，设备运转情况良好。深层搅拌桩施工将水泥浆和软土强制拌和，搅拌次数越多，拌和越均匀，则水泥土的强度越高。但是搅拌次数越多，施工时间也就越长，工效越低。试桩的最终目的就是确定搅拌机械的灰浆泵输浆量，灰浆经输浆管达到搅拌机喷浆口的时间和起吊设备拉升速度等施工参数，根据设计要求进行成桩试验和相关试验，确定搅拌桩配比的各项参数和施工工艺。

4.2.3施工工艺

（1）定位：根据工程定位放线成果，机械设备应该布置在施工区域的指定位置，对于成片布置的桩位应该从中心部位向外扩散的顺序施工。

（2）预搅拌下沉：接通设备的电路、水管、输浆管，确保深层搅拌机的冷却水循环的正常运行，开启搅拌机电机，搅拌系统应该沿着搅拌机的导向架下沉入土切削搅拌。

（3）水泥浆制备：搅拌机工作下沉入一定的深度后，应该根据设计配合比拌制水泥浆。

（4）喷浆搅拌：当深层搅拌机下沉入一定的深度后，启动灰浆泵需要将水泥浆强制压入地基土，然后缓慢上提钻机，边喷浆边旋转切削，保证土与水泥浆的均匀混合。

（5）重复搅拌：为了确保土与水泥浆能够混合均匀，应该综合考虑土层分布情况以及设计要求，然后在桩体的相关部位重复搅拌。

（6）清洗：在完成成桩工作后，利用灰浆泵送清水将附着在钻头上的泥或软土冲洗干净。

（7）移位：机具移至下一根桩位上，重复上述（1）～（6）的工作步骤。

4.2.4桩基承载力检测

（1）浅部开挖：成桩7d后采用浅部开挖至桩顶以下0.5m处目测检查，发现无缩颈内陷现象，桩径、桩距均匀且满足设计要求。

（2）静载试验：桩基施工完成28d后，进行复合地基试验，静载试验结果。在各级荷载作用下，承压板沉降量随着荷载的增加也呈现较为均匀的增加量并且能在短时间内达到稳定。承压板总沉降量在最大荷载作用下分别为25.4、26.6、22.3、26.1、23.8、27.1，卸载后的承压板回弹量为8.62、8.55、7.50、7.67、8.30、8.92，根据相关技术规定，该研究地基的承载力平均值为0．250MPa，处于合格范围中。

5结语

在整个的水利工程施工的过程中，地基工程极为关键，对于施工技术要求较高。在水利工程建设中，水泥搅拌桩施工非常隐蔽的，因此施工单位必须加强质量控制，保证水利工程的安全运行。

参考文献

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