水泥土深层搅拌桩在黑岗口调蓄水库中应用

水泥土深层搅拌桩在黑岗口调蓄水库中应用　　摘要：水泥土搅拌桩技术已广泛应用于地基处理、堤防加固、截水帷幕及基坑支护等工程中，施工工艺也日臻成熟。结合开封市黑岗口引黄灌区调蓄水库防渗墙工程的项目情况，分析了水泥土搅拌桩技术在调蓄水库防渗墙施工过程中的应用。关键词：水泥土搅拌桩；防渗墙；施工工艺中图分类号：TQ172文献标识码：A1.工程概况黑岗口调蓄水库工程建于开封市区的西北部，连霍高速公路以南，郑开大道以北；黑岗口西干渠及马家河北支东侧；高速公路连接线和护城堤西侧，是一座引黄调蓄工程，主要功能是农业灌溉、城市供水和改善城市生态环境。开封市黑岗口引黄灌区调蓄水库设计灌溉面积39.77万亩，总库容量997万立方米，属于小（I）型水库，总库容910万m3，灌溉面积25万亩，灌溉保证率75%。2.主要技术要求2.1设备配备8 根据以往施工经验，本次水泥土搅拌桩防渗墙施工，选用ZCJ深层搅拌桩机2台，2台150KW柴油发电机，每台配套灰浆搅拌机1台、高压灰浆泵1台、离心冷却泵1台、贮浆池（800L，自制）1个、集料灌（800L，自制）1个等。施工前，将深层搅拌桩机、灰浆搅拌机、灰浆泵等相关配套设备，运至施工现场组装、调试，保证深层搅拌桩机和配套输浆设备等均处于完好状态。2.2参数要求水泥土搅拌防渗墙渗透系数小于i×10-6cm/s（l≤i＜10）、抗压强度大于500kPa、渗透破坏比降可达200以上、变形模量小于1000MPa。2.3水泥土配合比试验要求2.3.1原材料控制水泥土搅拌桩均采用PO42.5普通硅酸盐水泥，所购买的水泥必须是正规厂产品，而且具有出厂合格证明，按照监理工程师的要求进行抽查检验。水泥要新鲜无结块，施工时严禁使用受潮、过期水泥。水的选用应符合水工混凝土拌合用水的标准，水库的水满足要求，故采用水库水。2.3.2配合比试验①试验项目。水泥浆液性能试验的项目为：密度、粘度、稳定性、初凝时间。水泥土凝固体的力学性能试验项目为：抗压强度、渗透系数、渗透破坏比降。浆液性能试验按常规的方法进行。对水泥土的力学性能试验，这里借助混凝土的试验方法进行。8 ②水泥掺入量。水泥的掺入比以10%～20%为宜。③水泥浆的水灰比。防渗工程中水灰比一般取1.0～2.0,在实际施工中可根据设计要求的水泥掺入比，经现场试桩确定。④外加剂。一般情况下不需要掺入外加剂。为达到技术要求，可根据规定的外加剂品种和掺入比掺入。⑤试块制备。在施工现场作业区内选定若干钻孔，连续取原状土样，用双层厚塑料袋封装，以供拌制试块使用。试块的数量由所需养护龄期和固化剂（水泥）的掺入比决定。⑥资料分析及配合比的确定。不同龄期的试块分别进行力学性能试验后，将试验结果绘成图表，再经分析对比选定最佳的水泥配合比。2.3.3工艺试验①施工前须分区段进行工艺试桩，便于掌握适用该区段的成桩经验及各种操作技术参数，试验桩最少不小于5根。②工艺试桩前，书面通知监理单位派人员参加。工艺试桩结束后，提交工艺试桩成果报告，并经监理工程师审批后，才可作为该区段搅拌桩施工的依据。③工艺试桩应达到如下目的：a、搅拌桩机钻机深度，桩底标高，桩顶水泥浆停浆面标高；b、水泥浆液的水灰比；8 c、搅拌桩机的转速和提升速度；d、浆泵的压力；e、输浆量及变化，水泥浆经浆管到达喷浆口的时间；f、是否需要冲水或注水下沉，是否需要复搅复喷及其部位、深度等等。g、在施工过程中若需要更换喷浆计量仪、电流表等影响施工技术参数的设备时，必须以书面报告形式上报批准。并在监理工程师的监督下重新试桩，确定施工技术参数后，才能进行下一阶段施工。3.施工方法3.1施工总体布置根据黑岗口水库施工节点，计划开展2个工作面施工，在本处理范围起点（即桩号3+761处）和郑开大道段两端各布置1台ZCJ水泥土搅拌桩机，配备相对配套设备进行施工。2台水泥土搅拌桩机同时作业，采取二班制作业，单台水泥土搅拌桩机平均日施工强度225m2/d，完全满足施工强度要求。3.2施工要求为保证水泥土搅拌桩施工质量，搅拌桩防渗墙施工必须满足以下要求：①搅拌桩孔位偏差应控制在±5mm以内；②墙体垂直度偏差不应大于0.5%；8 ③水泥土搅拌桩须连续打桩，桩间距32cm（桩中心线间距）。④供浆必须连续，一旦因故停浆，应将搅拌机下沉至停浆点以下0.5m，待恢复供浆时再喷浆提升；⑤搅拌机预搅下沉时不得采用冲水下沉；⑥深层搅拌法施工的场地应事先平整。3.3施工工艺与方法本工程水泥土搅拌桩的施工采用单头深孔搅拌桩技术，施工机械为ZCJ型深层搅拌机，其单头直径为350mm-450mm。水泥土搅拌桩防渗墙的施工工艺流程如下：①施工准备（设备进场）②施工放线③定桩位④桩基对位调平（浆液配置）⑤预搅下沉⑥提升喷浆搅拌⑦重复上下搅拌（取样养护送检）⑧清洗⑨移位3.3.1施工准备水泥土搅拌桩开始施工前，请设计人员进行技术交底，施工人员应仔细阅读地勘报告和施工图纸，同时施工段应平整、夯实，清除桩位处杂物。3.3.2测量放线根据控制点定出所有桩位，并打上木桩作为标记。3.3.3桩机安装搅拌机垂直于截渗墙就位，保证桩机周正、水平，校正垂直度,桩位对中误差不大于50mm。8 3.3.4浆液配制施工开始前，所用浆液必须进行试配，检查其各项性能指标是否满足设计要求，将试配成果报送监理工程师审批。钻孔前，应按批准的比例配制浆液。若在施工中使用固化剂和外掺剂，必须做试验，并将试验结果报送监理工程师批准后，方可使用。3.3.5预搅下沉开启搅拌桩机，使钻头沿导向架搅拌切土，下沉到设计深度。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。3.3.6提升喷浆搅拌搅拌机下沉到设计深度后，开启灰浆泵将水泥浆压入土基中，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，同时按照设计确定的提升速度，匀速提升搅拌机。输浆压力一般为0.3Mpa-1.0Mpa。3.3.7重复上下搅拌深层搅拌机提升至设计加固深度顶面标高时，喷浆量应该达到设计要求。为使软土和水泥浆液搅拌均匀，进行多次复搅。搅拌机提升到桩顶标高时，浆液若有剩余，可在桩身上部1～1.5米范围内重新搅拌喷浆；不得出现搅拌头未到桩顶，浆液已喷完的现象。3.3.8清洗8 成桩后，桩机移位前，并清洗灰浆机和全部管路中的水泥浆，以及粘附在搅拌头上的软土。3.3.9桩机横移下一桩位对正、调平，重复以上步骤搅拌喷浆。3.4施工记录施工记录应有专人负责，对每根桩的成桩过程必须有记录并签字，必须详细记录桩底高程、搅拌机每米下沉或提升的时间、来浆与停浆的时间、水泥用量，并报请监理工程师签字。深度记录的误差不得大于5cm，时间误差不得大于5秒钟。4.质量保证控制措施①要保证桩体的垂直度不大于0.5%，在转孔的过程中，保证桩机的水平，在桩机上安装3个连通水管，通过观察连通管上的刻度显示，以确认桩机的水平。②水泥土搅拌的均匀性和喷浆量决定着土体的密实性，施工中搅拌机连续匀速提升，水灰比和水泥的掺入比严格按照施工前实验确定的指标施工，实际喷浆量的控制以孔口溢出水泥土浆为准。③在施工时，确定和控制好桩孔之间的距离尤为重要，选用大于设计尺寸的转头。8 ④施工时应对成孔的质量包括孔位、孔宽、孔深和孔斜等进行严格控制和检验，将误差降低在技术规定允许的范围内。⑤水泥土的均匀性决定着土体的质量，施工中确保水泥土的搅拌均匀性、控制好喷浆量。⑥钻头直径必须满足规定要求，如有磨损严重及时更换。5.结论水泥土搅拌桩为隐蔽工程，施工完毕且检验后应进行单位工程验收，验收通过后才能进行下道工序和地面工程施工。参考文献：[1]SL62-94，《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》[s]；[2]DL/T5148-2001，《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》[s]。8