水利工程地基处理中深层搅拌桩的运用研究

　　水利工程主要对水进行调控, 所以该工程结构主体作为水体储存场所必须有一定的耐水性, 工程地基也要保持稳定, 不会受到水体影响。在水利工程地基施工中, 经常会应用深层搅拌庄技术, 来加固地基, 稳定地基。相关人员在利用该项技术时, 应该对该技术的适用范围、优势以及施工注意事项等进行了解, 以做好深层搅拌桩在地基处理施工中的质量控制工作。

　　《水利水电科技进展》是由河海大学主办的中国科学引文数据库(CSCD)核心期刊、中文核心期刊、中国科技核心期刊、RCCSE核心期刊，近年来已连续多次获全国水利水电系统优秀期刊、华东地区优秀期刊、江苏省优秀期刊等称号。该刊为双月刊，是以反映水利水电科技进展和动态为主的科技期刊。

　　深层搅拌桩对非正常地基作用效果显着, 因为该施工技术是利用水泥, 来使质地比较软的地基得到坚固硬化, 这样的地基强度才符合水利工程施工要求。在施工中, 相关人员还要注意选择性能好的深层搅拌机械。本文主要针对深层搅拌桩在水利工程地基处理中的应用进行分析。

　　一、深层搅拌桩技术概述

　　(一) 适用对象

　　深层搅拌桩技术也称为深层水泥搅拌桩技术, 水泥作为一种固化剂, 在使用对象强度增加、硬度增大方面有作用, 所以适用的地基是软土地基或非正常地基, 比如淤泥质地、细砂地, 这种技术不仅可以加固地基, 还可以防止地基发生水体渗漏现象。[1]

　　(二) 深层搅拌桩优势

　　深层搅拌桩制作过程中, 需要用到水泥土, 将其加入到自然土中, 水泥的流动性会使其很快渗透到自然涂内部, 待其固化后, 水泥土和自然土会形成一个整体, 水泥土比重和侧线抗压强度都比自然土要强, 所以和水泥土成为一体的自然土地基在抗压强度和防渗能力上会有提升。地基整体的承载能力也会变大, 地基防渗透长度和范围也会变大, 在这样的复合地基上建设水利工程, 水利工程在使用中也不会轻易发生不均匀沉降问题。

　　(三) 桩体质量检测

　　深层搅拌桩的作用优势建立在桩体质量合格的基础上, 所以在使用前, 需要对其进行质量检测。检测标准规定与相关的建筑地基施工验收规定相一致, 在真正检测过程中, 主要将复合地基作为检测对象, 检测项目是承载力, 要在检测范围内找到三处以上的检测对象, 来使检测结果更加有代表性。[2]主要采取的检测方法是静载试验, 在一定量荷载作用下, 如果桩体还能保持完好无损, 强度没有下降, 证明桩体承载力是合格的。桩体在软土地基内部分布应该是均匀的, 这需要轻型初探试验, 如果软土地基不会发生不均匀塌陷, 证明桩体是均匀的。对深层搅拌桩进行实验时, 还要将时间控制在成桩之后, 要满足应用时间要求。

　　二、水利工程地基处理中深层搅拌桩技术质量控制

　　水利工程地基稳定性是否能得到保证, 主要看深层搅拌桩质量控制措施落实程度, 相关人员要着重注意施工中的某些细节。这些细节在施工中主要有以下几方面。

　　其一, 搅拌桩施工必须借助搅拌机械, 对浆体材料进行搅拌下沉以及喷浆不断提升下沉工作, 喷浆在搅拌下沉之后开始提升, 经历五次提升下沉后, 以提升结束。这就是施工中常说的搅喷。

　　其二, 在施工前, 就要对相关的施工参数标准进行规定, 比如灰浆泵输浆量、起吊设备提升速度等。浆体材料中各成分的配合比也要提前设计, 并经过试验验证。[3]工艺试桩也属于施工准备工作, 在此步骤, 相关人员可以对施工工艺中容易出现问题的地方和设计不合理的参数进行修改和完善。浆体输送速度应与搅拌速度相适应, 避免浆体搅拌不充分。要对速度进行控制, 一方面可以通过改变输送泵的相关参数实现, 另一方面可以应用流量泵。搅拌提升速度和输浆速度也要保持一致。对工艺试桩的数量进行确定, 使其具有代表效果。工艺试桩成果满足施工要求, 监理人员才可以批准水利工程地基处理施工。

　　其三, 浆液的喷射射程要符合搅拌桩高程要求, 在施工中桩端浆液喷射充分, 一般采取浆液喷浆座底半分钟的方式, 此时浆液正处于出浆口。

　　其四, 所有的搅拌桩桩端所在的平面与地平面保持平行, 地基平整度才会得到保证, 所以还应对搅拌桩与地平面之间的角度进行调控, 首先起吊设备放置上, 要保持一定的平整度, 使其与导向架呈垂直关系。对设备设施以及地面之间的关系进行检验, 在垂直度偏差不是河大的情况下, 搅拌桩施工可以继续。搅拌桩施工中, 在对桩点进行定位后, 相关机械施工时, 还要确定桩位不是错误的。定位卡是常用的工具, 其会使桩位偏差在规定的范围内。搅拌桩在地基处理中, 有的需要搭接成墙, 对于这种情况施工, 主要使其一气呵成, 每根桩施工时间都不能太长, 如此桩与桩之间才能搭接成墙。

　　其五, 浆体必须由储备浆体的设备提供给搅拌机, 前者运行时间要早于后者, 两者要保持同样的运行状态, 如此才能保证前台操作机械不断喷浆搅拌成桩。[4]操作机械在喷浆速度和次数方面, 也要控制好, 保证地基搅拌桩均匀, 不会出现断桩问题。如果浆体供应不及时, 机械呈现出喷浆量变少现象, 操作人员要注意对搅拌机状态进行调整, 减小停浆点。如果机械设备不能一气呵成, 连续施工, 还要注意观察停机时间, 因为时间过长, 浆体会固结硬化。

　　其六, 搅拌桩在机械喷浆搅拌的过程中, 高度是一直增加的, 一直与地基正常标高齐平, 这时需要注意桩顶是否均匀密实, 所以在两者标高一致之前, 喷浆口即将出地面时, 就要对搅拌机的相关参数进行调整, 比如对速度进行降低, 喷浆提升和搅拌应适当停止。

　　其七, 相关人员应全程跟随施工, 在做好监督工作同时做好施工记录, 该记录中主要记录时间和深度, 时间是指设备提升下沉, 浆体出现消失时间, 深度是指桩体标高变化情况。在记录后, 还要注意对两者的误差进行对比, 使其不会超过规定范围。一旦有异常记录时, 相关人员要将当时的情况还原到记录中。

　　其八, 搅拌桩制作成功一段时间后, 地基处理工作才可以进行, 搅拌桩并不直接接触外界环境, 其上还覆盖一定厚度的土层, 这是在保证桩体的质量。在正式地基施工中, 还需要对地面土体进行开挖, 对埋设搅拌桩的地方, 要以人工方式代替机械开挖。

　　其九, 在搅拌桩施工完毕保养期间, 搅拌桩的强度一直在增加, 桩体也会变得越来越硬, 在这个变化过程中, 容不得任何压力破坏, 所以相关人员还要对现场的机械设备放置进行合理安排, 使其避开搅拌桩施工区域。[5]

　　其十, 搅拌桩起到固化作用的是固化剂, 除此之外, 浆体材料中还会用到其他的外掺剂, 浆体材料是否具有固化效果, 还要看这些试剂的添加量, 在添加了外加剂后, 相关人员要对其进行试验。

　　三、深层搅拌桩技术应用中的问题分析及措施

　　(一) 输浆管堵塞问题

　　输浆管堵塞, 浆体就无法顺畅到达前台操作机械, 也就无法正常喷浆。这种问题出现的原因是:浆液中含水量过少, 灰浆材料过稠, 喷管位置不利于设备出浆。在停浆或断浆状态下, 输浆管内部没有得到清理, 经过一定时间后, 这些残余的浆体回固化, 管内部就会出现堵塞。解决措施:对搅拌桩浆体各种组成成分的配置比进行设计, 比如水灰比在0.5状态下的浆体才不会发生堵管现象, 在发生堵管之后, 在浆体未固化之前, 要及时清洗, 停桩部位也要重新打桩。在继续施工后, 如果堵管现象依旧发生, 则需要考虑其他原因, 比如钻头喷管位置, 在堵管现象中, 一般都是搅拌刀片和喷管位置有误, 主要是两者间距过小, 所以相关人员要做好距离的调整。

　　(二) 钻头下搅受阻问题

　　深层搅拌桩都是直接打入到地下, 除去表面的地基土, 土下面是否有障碍物, 这些都是施工人员不知道的, 在这种情况下, 打桩失败。现场的监理人员就要重新确立打桩地点, 间隔打桩。该桩点的搅拌桩施工也不能停止。

　　(三) 搅拌桩桩位不准问题

　　搅拌桩桩位都需要用定位卡提前设定好, 并做好标记, 如此地基中的搅拌桩分布才会均匀, 固化地基效果才好。在实际中, 经常会出现搅拌桩桩位不准确问题, 这样不仅会使搅拌桩分布不均, 还有可能会使相关位置重复打桩施工。[6]所以还要做好放样工作和桩位复核工作, 在桩位确定后, 对轴线位置进行检测, 如果符合标准规定, 则证明桩位正确。

　　四、结语

　　深层搅拌桩施工技术和施工设备以及施工材料都要符合规定要求, 搅拌桩施工质量才能得到保证, 搅拌桩分布才会均匀, 软土地基的整体强度才会提升。将其用作水利工程建设, 水利工程中过多的水体才不会对地基造成负担, 地基也不会发生不均匀沉降问题, 在修建水闸基础防渗墙和挡土墙中, 也不用考虑渗漏问题。

　　参考文献

　　[1]袁文龙.深层搅拌桩技术在水利工程地基处理中的应用[J].低碳世界, 2016 (22) :109-110.

　　[2]曹雪梅.深层搅拌桩技术在水利工程施工中的应用及实施要点[J].河南水利与南水北调, 2016 (04) :64-65.

　　[3]夏敏.深层搅拌桩技术在水利工程地基处理中的应用[J].低碳世界, 2016 (03) :64-65.

　　[4]孟祥宇, 孟宇.深层搅拌桩在水利工程地基处理中的应用分析[J].科技创新与应用, 2015 (13) :172.

　　[5]佟鑫.深层搅拌桩在水利工程地基处理中的应用分析[J].科技创新与应用, 2014 (36) :204.

　　[6]王桂敏.深层搅拌桩技术在水利工程地基处理中的应用[J].科技创新与应用, 2014 (06) :164.