谈凫洲河水利枢纽工程深层水泥搅拌桩施工质量控制与效果

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摘要 结合佛山市顺德区中顺大围均安镇凫洲河水利枢纽工程主要采用大量深层水泥搅拌桩加固软土地基，承受上部结构荷载的施工实践，系统论述水利工程中深层水泥搅拌桩施工质量控制的内容、程序、方法和步骤要点，并对完善其后质量检测等问题提出建议。

关键词水利枢纽深层水泥搅拌桩 施工质量控制

工程概况

广东省佛山市顺德区中顺大围均安镇凫洲河水利枢纽工程为船闸与水闸组成的枢纽工程，总投资4180万元。该工程船闸总长385.95米，其中上下闸室净孔宽8米，船室长120米，宽15米，混凝土墩墙最大高度9.5米，一般高度7.9米至4.1米。水闸共有3孔，每孔净宽8米，闸室长23米，墩墙最大高度9.5米，一般高度7.4至6.4米。设计采用深层水泥搅拌桩加固建基面以下10至14米深的流塑淤泥质粉质粘土和饱和松散的粉细砂软弱地基，形成整体式复合地基，承受工程上部结构荷载。设计主要技术要求如下：桩径D500毫米，桩长暂定13米，实际按至-8米中砂层控制，桩距船室部分为1.2米，其余均为1.0米，有套桩处的套撞接长度为0.4米。单桩抗压强度R28不小于1.5Mpa，单桩允许承载力为91.1Kpa。

该工程于2004年11月25日开始施工， 2005年7月20日通过水下工程阶段验收。其中深层水泥搅拌桩施工是在2004年12月25日开始施工，2005年1月15日完成。实际共钻6473条，总长84149米。

施工质量控制程序

本工程深层水泥搅拌桩施工质量控制程序如下图

1.施工人员、场地、设备、放样质量控制

1.1 施工人员的控制

（1）建立以项目经理、项目总工、质检负责人、专职质检员组成的质量管理体系，建立班组自检、专职质检员复检和质检负责人终检的“三检”制，完成编制深层水泥搅拌桩施工作业指导书。

（2）在工程开工前，自上而下逐级进行技术交底，明确设计意图、技术标准和技术要求。

（3）检查桩机操作人员的上岗证，并组织施工人员上岗前的技术培训。

1.2施工设备的质量控制

（1）检查施工设备是否配套和完好、完整（包括搅拌桩机、灰浆拌制机、集料斗、灰浆泵、输浆管路，和应配备的电流、电压表等，配电装置，水灰浆流量与压力的自动记录仪及搅拌桩机的转速、提升速度自动记录仪齐全、可靠）；

（2）检查施工设备的计量、钻机的垂直度、深度计校准装置是否经过率定；

（3）检查进场设备数量、型号、技术性能、生产效率能否满足施工技术和进度的要求。

1.3 施工材料的质量控制

（1）建立原材料进场、检验和使用记录制度，水泥按每批200~400t取样复检一次，每批量不足200t的也应进行一次复检。水泥应新鲜无结块，储存期超过3个月的不得进入工地。

（2）在生产试验和施工使用前，必须应向监理报送水泥进场报验单。未经监理工程师签证批准的材料不得在工程中使用。

（3）任何未按合同规定的程序、方法、检测内容与检查频率进行检验的材料和经检验不合格的材料，均不得使用。

1.4施工场地的质量控制

（1）施工场地周边开挖好排水沟、集水井，具备保持场地干爽的条件。

（2）场地基本平整，承载能力满足桩机行走与移动要求，如果不能满足要求，则回填30至50毫米砂垫层，以保证桩机顺利移动与行走。

（3）场地顶面高程较设计桩顶高程高出500至600毫米。

1.5 室内配比试验现场控制

（1）时间：在搅拌桩正式施工前（最少15天），将土样、水泥送质量检测单位进行土样与水泥物理力学性能与水泥室内配比试验，防止时间太晚影响工艺试验与搅拌桩施工的顺利进行。

（2）水泥：在工程监理的见证下按规范随机取样送检。

（3）土样：在工程监理的见证下，选择打桩部位有代表性的基土，封装在双层防水塑料袋内，防止土样含水量变化，影响水泥室内配比的准确性。

1.6 施工过程的质量控制

（1） 桩机的定位：按机架垂直度偏差

（2）钻进速度：根据地质情况控制在0.3~0.8m/min范围内，本工程大部分为0.5m/min。

（3） 提升速度：与搅拌速度及供浆量相协调，控制在0.6~1.0m/min范围内，本工程大部分为0.8m/min。

（4） 供浆压力：由供浆量与施工深度确定，一般为0.3~1.0Mpa，本工程大部分为0.8 Mpa。

（5） 水泥浆水灰比：由基土含水量大小确定，一般为0.5~1.2，本工程采用1.0。

（6） 供浆量：与提升速度相协调，一般为20~50L/min，本工程实际为35~40 L/min。

（7） 因故停浆的处理：搅拌桩机喷浆时应保持连续性，上提（下沉）因故停浆时，必须将搅拌桩下沉（上提）至停浆位置以下（以上）0.5米，待恢复供浆后再喷浆施工。

（8） 桩顶桩底喷浆：钻进喷浆达到设计桩长或地层后，原地喷浆30S，再反转匀速提升，以保证桩底质量；施工时停浆面按设计桩顶高程高0.3m控制，以保证桩顶的质量。1.7 质量检测和评价

（1）质量检测的内容和方法：该工程深层搅拌桩质量委托佛山市水利工程质量检测站按设计与有关规范的要求，采用轻便触探、钻取芯样制成试件进行无侧限抗压强度试验和抽芯三种方法进行检测。

（2）质量检测结果：A、轻便触探：在成桩后3~7天进行，共检测了52根，强度在fcu7451.5~865.5Kpa之间，比较均匀。B、无侧限抗压强度：在成桩后28天进行，共检测了7根桩，强度fcv=14.5~4.2Mpa，满足设计要求。C、抽芯（桩完整性）：

1.8 加载后工程变形情况

本工程在深层水泥搅拌桩施工完成后的3个月左右，基本上完成上部结构的施工工作，即承受了全部设计荷载，并在2005年6月24日经历了百年一遇的大洪水，沉陷位移观测情况如下：

（1）沉陷情况：水闸共对8个点进行观测，最大沉陷点为20mm，最小为18mm，不均匀沉陷为2mm；船闸共对8个点进行观测，最大沉陷点为14mm，最小为10mm，不均匀沉陷为4mm。满足设计要求。

（2）位移情况：水船闸闸墩填土后，没有出现位移情况。满足设计要求。

1.9结论和建议

（1）结论：采用科学合理的程序、方法、步骤，可以有效地控制深层搅拌桩的施工质量，达到用深层搅拌桩加固软弱地基的设计效果，保证工程的安全运行。

（2）建议：A、地基土壤的土质，含水量直接关系到掺入水泥量，水泥浆液水灰比的确定，因此，宜在工程场地内选若干个有代表性的钻孔，连续取原状土样，进行室内配比试验。B、如有防渗功能的深层水泥搅拌桩，在室内配比试验项目中应增加渗透系数，渗透破坏比降的内容，。C、对桩的完整性除采用传统的开挖、抽芯方法外，建议采用小应变反射波、地质雷达检测。

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。