水利工程中水泥搅拌桩的施工技术与应用要点

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【摘 要】随着我国社会的进步，水利工程事业也有了一定程度的发展。在水利工程中，水泥搅拌桩技术的应用逐渐趋于广泛。数你搅拌桩技术在一种复合地基使用之上，也是一种经济型的基坑维护结构得到应用及推广。

【关键词】水利工程；水泥搅拌桩；施工技术

随着我国近年来水利施工条件和施工技术的快速发展，水泥搅拌桩在水利施工中的应用范围得到了广泛的拓展。水泥搅拌桩不仅仅能够应用于复合地基的施工中，更是一种经济性较高的基坑围护结构，并得到了广泛的应用。将施工环境、基坑施工与基坑围护结构共同作为一体化的整体施工和设计，在实际施工过程中，对工程施工方法和结构进行严密协调控制，不仅仅能够为基坑以及周围环境的安全提供保证，而且能够大大缩短工程施工周期，降低施工成本，本文对水泥搅拌桩技术在水利施工中的应用优势和方法进行了总结分析，同时总结出了水利施工中水泥搅拌桩技术的应用要点。

一、水泥搅拌桩技术介绍

1.技术概念介绍

水利工程施工过程中，水泥搅拌技术被广泛应用在复合地基的形成中，该技术是一种特殊的地基处理方法，桩间土和桩体之间能够形成复合式的地基，进而有效降低地基变形的发生率，提高地基的承载能力。水泥搅拌桩应用于地基处理过程中，在粉土、粘性土、淤泥质土、加固淤泥和其他软土等方面应用都较为广泛。水泥搅拌桩技术指的是以水泥材料为固化剂（粉煤灰、石灰粉、水泥粉或水泥浆），利用特定的深层搅拌设备，在钻进的同时，向软土中喷射雾状粉体或浆液，就地将固化剂与软土在地基深处强制搅拌，通过土体和固化剂之间的化学反应和物理反应，保证地基土硬结构达到一定强度、水稳定性和整体性的加固体，以提高变形模量和地基强度，从而满足地基加固要求的一种水泥土搅拌方法，该方法的主要适用于粉土和加固饱和粘性土等地基的施工。

2.技术优势介绍

与其他支护体系相比，水泥搅拌桩技术应用于水利施工中，具有下述显著的优势：第一，能够添加各种添加剂以满足各种施工条件的需要，从而有助于提高施工速度，缩短施工周期；第二，类重力式挡墙，开挖基坑无需进行坑外井点降水，且通常不需要支撑拉锚；第三，具有较好的隔水防渗性能，无需处理基坑内外的水位差；第四，能够充分利用地基土的原有自重；第五，同一墙体能够同时设计为隔栅状、壁状和柱状，同时能够设计为变强度、变深度、变截面，对于持力层无过高要求；可设定大小不一的桩间距，并能够插筋，对于横向荷载具有较高的承受力。

二、水泥搅拌桩施工过程

1.施工前准备

（1）施工技术材料，主要包括施工场地水泥搅拌桩桩位设计图、土工实验报告、室内配比试验结果、控制点坐标和位置的测量结果、高程数据表、建筑物平面布局图以及工程地质报告等相关材料。

（2）成桩试验。试桩通常在5根以上。经过试桩，能够对单位时间喷入量、喷气压力、搅拌速度、提升速度和钻进速度等相关的技术参数进行准确确定。

（3）依据施工设计图，设计桩位平面布局图，在施工场地确定每根水泥搅拌桩的具置，并进行标记。

（4）平整场地。将施工场地内阻碍成桩的腐泥、杂草、有机质、树根等软质杂物，以及石块、混凝土块等硬质杂物清除，回填平整凹凸不平的施工地面。如果场地平整度不符合行走机械的要求，则可适当铺设碎石层和砂土层。

2.施工方法

现阶段，在水利施工中应用水泥搅拌桩技术通常使用四搅两喷法施工、跳打法工序，具体施工方法为：第一，定位放线。依据测定的控制点，逐孔向施工方位测定水泥搅拌桩桩位，为了避免施工过程对桩位造成损坏，每次进行20个孔位的测放，以1d的施工量为标准，使用竹签钉入土中进行桩位的定位，桩孔间距的要符合施工设计标准。第二，钻机定位。水泥搅拌机达到设定桩位后，将测放点与中心管垂直对准，垂直偏斜度在1%以下，稳定安放钻机后，保持设备水平，钻机主轴的垂直误差在1%以内。第三，预搅下沉。水泥搅拌机中的冷却水正常循环后，将电机启动，搅拌头正常运转后，将起吊钢丝绳放松，保证搅拌机沿导向下沉的同时进行搅拌，使用电气控制设备的电流监测仪对下沉速度进行监测。第四，灰浆配制输送。水泥搅拌机下沉预搅过程中，依据预定的水灰比进行水泥浆搅拌；灰浆搅拌过程中，首先加水再加添加剂和水泥，灰浆搅拌时间每次在2分钟以上，充分搅拌均匀水泥浆后，过滤水泥浆，将水泥硬块完全剔除，后在集料斗中倒入灰浆进行压浆。第五，提升喷浆搅拌。下沉搅拌机至预定深度后，将灰浆泵打开，在地基中压入水泥，并连续30s在柱底进行搅拌，从而确保柱底部的质量，然后依据试验所设定的速度，在搅拌机提升的同时进行喷浆，保证充分拌合土体和浆液，超过桩顶高度约0.5cm后，喷浆停止，确保桩头密实均匀，同时，全部排空集料斗中的灰浆。第六，重复下沉搅拌和提升。为保证浆液与软土的充分均匀搅拌，再将水泥浆倒入集料斗内，并下沉搅拌机，达到预定深度后，搅拌机在搅拌的同时喷出浆液，并将其提升至地面。操作过程中要连续供应水泥，若因故中断，需下沉搅拌头至停浆面下0.5cm，供浆恢复后继续提升搅拌头，以避免发生断桩。第七，清洗。将适量的清水注入集料斗中，将灰浆泵开启，彻底清除管道中残留的水泥浆，同时洗净搅拌头上附着的软土。

三、技术要点

1.施工前准确计算起吊机提升速度，灰浆经过输浆管到达搅拌机喷浆口的时间，搅拌机灰浆泵输浆量等相关的参数，按照设计要求进行成桩试验，以计算搅拌机配比参数等。

2.水泥搅拌机使用前应进行调试，观察输料管通畅和桩机运转情况，水泥搅拌机开始运转前，整个管道都应使用清水进行冲洗，以避免发生管道堵塞。

3.使用二喷四搅法进行水泥搅拌桩施工。首次下钻时，为了防止管道堵塞，可以带浆下钻，喷浆量控制在总量的1/2以下，且避免带水下钻。首次提钻和下钻时要进行低档操作，复搅时可高档操作。每个桩的成桩时间应在40min以上，喷浆压力在0.4Mpa以上。

4.为了提高水泥搅拌机桩身、桩顶和桩端质量，首次提钻喷浆时要停留在柱底约30s，余浆上提时将其完全喷入桩体，并停留在柱顶约30s，保证柱身和水泥浆的充分拌合[5]。

5.根据施工工艺的设计要求确定搅拌机喷浆提升的次数和速度，并由专人对搅拌机上提和下沉的时间进行记录，将记录时间误差控制在5s内，深度误差控制在100mm以内[6]。

四、结语

水泥搅拌桩应用于水利施工中，可在软土地基上应用，因而技术方面更加成熟、可行，施工质量有保证且更加可靠。这一施工方法不经能够满足河涌整治和防洪工程的基本要求，有助于软土基础的加固，而且能够极大地节省建设投资。另一方面，因水泥搅拌桩施工时无污染、无噪音、无振动，因而不会对周围的环境和建筑造成较大的影响。所以，水泥搅拌桩在水利工程施工者具有较高的应用价值。

参考文献：

[1]张一冰.多头小直径水泥搅拌桩在水库徐险加固中的应用[J].中国农村水利水电.2007（01）.

[2]郭家柱.试论在水利工程水闸软基处理中水泥搅拌桩的技术应用[J].城市建设理论研究.2012（16）.