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来源：职称驿站所属分类：材料科学论文 发布时间：2012-10-05浏览：20次
摘要：本文论述了某水利泵站工程的地质概况，并对该工程的参数设置进行分析，得出了有效的结果，最后提出了自己的建议。以下结论可供参考！
关键词：水利泵站；深层搅拌桩；地基处理
1工程概况
某水利泵站工程位于某市区以南的风景区，地处周边三湖的交界处，西侧紧靠水利枢纽闸和船闸，西侧为控制闸，北侧为公路。该水利泵站工程的主要作用是改善周边三湖及该地区河道的水环境，以期形成调水循环。该水利泵站工程中建筑物的地基处理主要采用直径60cm、间距1.30m梅花状布置的水泥土深层搅拌桩技术，对软土地基进行处理。
2地质条件
从地质勘探资料分析：场地区勘探深度范围内所揭示的土层为冲—湖冲、湖—沼积沉积层，深层搅拌桩涉及的主要有以下几种土质：
A层：灰、灰黄、灰褐、黄灰色粉质粘土、重粉质壤土，杂碎砖、石块等，含植物根茎，为枢纽工程施工时弃土和鱼塘隔堤的人工堆土。土质松软，层厚0.6～3.8m，工区较普遍分布。
①层：深灰、灰色粉质粘土质淤泥、淤泥质粉质粘土，含有机质，流塑状态，高压缩性，力学强度较低。厚度变化大，层厚0.5～6.2m，工区内广泛分布。土体湿容重为1.59t/m3，承载力为56kPa。
②层：灰、灰黄局部棕黄色粉质粘土、重粉质壤土，可塑状态，中压缩性，局部分布较薄处土质相对较软些。层厚0.6～5.4m，工区内较广泛分布。土体湿容重为1.97t/m3，承载力为152kPa。
3设计要求
该水利泵站工程上、下游翼墙底板、进出水渠挡墙底板、湖进水闸、进水闸闸室，采用布设直径56cm、间距118cm、呈梅花形布置的水泥搅拌桩复合地基，桩长分别为4m、5m和6m。
本工程水泥搅拌桩的设计中没有给出水泥掺量、水灰比等具体的施工参数，只给出了最终检测的控制指标。因此，施工参数和工艺流程要通过试验确定、优化。
4施工参数的选择
4.1水泥掺量
深层搅拌桩加固软土地基的效果，很大程度上取决于水泥掺量的选择，以及是否适合被加固的地质条件。根据本工程的地质资料，先到施工现场取土，按类似土质的参数值进行室内配合比试验。试验掺量分别为13%、15%、17%，试验报告成果见表1。
表1
在技术交底会上，建设、设计、监理、施工单位认真分析、研究后达成一致意见，为确保基础工程的质量，按15%和18%两种配比的水泥掺量进行试桩。根据7d试验检测结果最终确定后续施工的水泥掺量。
4.2水灰比
根据多年深层搅拌桩的施工经验及试配结果，水灰比选用0.5～0.55，考虑到水泥、水及施工气候、环境对水灰比的影响，实际施工时采用0.5。
4.4单桩水泥用量表
5试桩及施工准备工作
（1）根据计算结果进行试桩，15%和18%掺量分别成桩两根，按照“四搅两喷”的施工工艺施工。7d后检测表明：15%掺量的桩不能满足设计要求；18%掺量的桩基本能够满足要求，但在后续的施工过程中对淤土层要进行复搅，即要达到六搅，或改用高速电机搅拌。
（2）施工前标定深层搅拌机械的灰浆泵输浆量、灰浆经输浆管到达搅拌机喷浆口的时间和起吊设备提升速度，并通过成桩试验确定搅拌桩的施工工艺。
（3）依据设计图纸要求，确定搅拌桩最终施工方案，做好现场平面布置，安排施工供水、供电，合理布置水泥制浆及泵送系统，保证操作人员通视良好。
（4）按设计要求，进行现场测量放样，定出搅拌桩桩位。
（5）现场布置安排制浆操作间、制浆池、水泥储备间及供排水设施。
（6）安排好劳力组合，配备好各工种人员。
（7）试打以确定喷浆压力、成桩时间和修正实际施工水灰比。
6施工工艺及质检
6.1施工工艺标准
施工场地应予以平整，必须清除地上和地下的障碍物。基础底面以上宜预留400mm厚的土层，搅拌桩施工到地面，开挖基坑时，应将上部质量较差桩段挖去。
根据前池挡土墙或桩位主要轴线，按图纸测放桩位，桩位允许偏差小于50mm。搅拌头翼片的枚数、宽度、与搅拌轴的垂直夹角、搅拌头的回转数、提升速度应相互匹配，以确保加固深度范围内土体的任何一点均能经过20次以上的搅拌。
竖向承载搅拌桩施工时，停浆面应高于桩顶设计标高400mm。在开挖基坑时，应将搅拌桩顶端施工质量较差的桩段用人工挖除。
施工中应保持搅拌桩机底盘的水平和导向架的竖直，搅拌桩的垂直偏差不得大于50mm；成桩直径和桩长不得小于设计值。
施工前应确定灰浆泵输浆量、灰浆经输浆管到达搅拌机喷浆口的时间和起吊设备提升速度等施工参数，并根据设计要求通过工艺性成桩试验，确定施工工艺。所使用的水泥都应过筛，制备好的浆液不得离析，泵送必须连续，拌制浆液的罐数、水泥和外掺剂的用
量以及泵送浆液的时间等应有专人记录；喷浆量及搅拌深度必须采用经国家计量部门认证的监测仪器进行自动记录。
搅拌机喷浆提升的速度和次数必须符合施工工艺的要求，并应有专人记录。当水泥浆液到达出浆口后应喷浆搅拌30s，在水泥浆与桩端土充分搅拌后，再开始提升搅拌头。搅拌机预搅下沉时不宜冲水，当遇到硬土层下沉太慢时，方可适量冲水，但应考虑冲水对桩身强度的影响。
施工时如因故停浆，应将搅拌头下沉至停浆点以下0.5m处，待恢复供浆时再喷浆搅拌提升。若停机超过3h，宜先拆卸输浆管路，并妥加清洗。
6.2质量检验
施工开始前，承包人应同监理人复核孔位的现场放样成果，经监理人签认后，可开始施工。水泥土搅拌桩的质量控制应贯穿在施工的全过程，并应坚持全程的施工监理。施工过程中必须随时检查事故记录和计量记录，并对照规定的施工工艺对每根桩进行质量评定。检查重点是：水泥用量、桩长、搅拌头转数和提升速度、复搅次数和复搅深度、停浆处理方法等。
水泥土搅拌桩成桩3d后，可用轻型动力触探（N10）检查每米桩身的均匀性。检查数量为总桩数的1％，且不少于3根；成桩7d后，采用浅部开挖桩头（深度宜超过停浆面下0.5m），目测检查搅拌的均匀性，量测成桩直径。检查量为总桩数的5％。载荷试验必须在桩身强度满足试验荷载条件时，并在成桩28d后进行。检验数量为桩总数的0.5％～1％，且每项单体工程不应少于3点。
经触探和载荷试验检验后对桩身质量有怀疑时，应在成桩28d后，用双管单动取样器钻岩取芯样做抗压强度检验，检验数量为施工总桩数的0.5％，且不少于3根。基槽开挖后，应检验桩位、桩数与桩顶质量，如不符合设计要求，应采取有效补强措施。
7成桩效果
7.1抽芯试验
成桩后选择具有代表性的桩进行抽芯试验，检验内容包括：桩长、桩身水泥土搅拌均匀程度及其无侧限抗压强度。
从芯样外观上看，桩身水泥土搅拌均匀，桩底持力层达到设计要求；从所抽的桩中看，每根桩按从上到下大致均匀分布；每根桩取1组（3块）试样作抗压试验，从试验结果看，桩身土抗压强度除有一块试样抗压强度为0.9MPa外，其余均可满足设计要求。
7.2复合地基载荷试验
选取有代表性的桩位作单桩复合地基静载荷检测，压板尺寸为800mm×800mm，试验设计极限载荷为150kN（115.33kPa×2×0.64m）2，各桩点试验结果见表3。
表3
从试验结果看，虽然成桩龄期32～57d，但各试验桩点复合地基承载力基本值均≥150kPa，满足设计要求。
8总结及经验交流
在水利工程建设中，淤泥及淤泥质土视为软弱地基，不宜作为天然地基。在该类土质条件下进行建筑时必须要采取加固措施，深层搅拌桩介于刚性桩与柔性桩之间，具有一定的压缩性，其加固效果的影响因素较多，特别是在承载力很低的淤泥及淤泥质土中，要达到较好的处理效果，通过本工程的设计与施工参数的优选，应注意以下几个方面：
（1）桩长
增加桩长和桩身强度可以提高单桩承载力，但桩周边土体与桩身土体的性能差异对复合地基承载力有一定影响。这种差异越大，增加桩长和桩身强度对提高复合地基承载力的效果越小。桩加长后长细比增大，也会减弱单桩承载力。因此，纯粹从增加桩长或提高水泥掺量角度来达到处理软土地基目的意义不大。
（2）面积置换率
从复合地基承载力计算公式可看出，面积置换率越高，则复合地基承载力越高。淤泥及淤泥质土软弱地基本身性能较差，要想达到桩与土复合地基的良好效果，应尽量提高面积置换率，通过密集布桩形成桩土复合体，从而提高其承载力。
（3）桩身均匀性
桩身水泥浆喷射并搅拌均匀对提高软基加固效果起较大的作用，在淤泥或淤泥质土中尤为重要，不但施工人员要有良好的素质，施工设备还要适应。本工程选择使用高速电机驱动，施工过程中严格控制钻杆下沉及提升搅拌速度，大大超过规范中“加固范围内土体任一点的水泥土每遍经过20次的拌和”的要求，保证水泥土的搅拌均匀性，充分发挥水泥的固化作用，从而提高桩身的强度和复合地基承载力。
《深层搅拌桩在水利泵站工程中的应用》
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文章名称： 深层搅拌桩在水利泵站工程中的应用
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