水泥土搅拌桩试验工艺在引黄入冀补淀杨庄闸施工中的应用梁瑞华

水泥土搅拌桩试验工艺在引黄入冀补淀杨庄闸施工中的应用梁瑞华

梁瑞华

河北省水利工程局河北石家庄050021

摘要：控制好施工技术参数进行成桩试验，采用水泥土搅拌桩机下钻喷浆提升，为了保证土体与水泥浆搅拌更均匀，要进行二次复搅并反转提升至桩顶标高以上50cm。

关键词：地基承载力、水灰比、水泥掺量、下钻、提升、复搅。

1工程概况

引黄入冀补淀工程武邑县段杨庄闸位于滏东排河（桩号255+938），是武邑县灌溉、排涝重要的水工建筑物，该闸为拆除重建工程。新建杨庄闸为7孔×7m，设计级别为3级，设计引黄流量48m³/s，上游引黄设计水位13.25m，下游引黄设计水位13.23m。建筑物全长124m，分别为进口防护段、铺盖、左右侧挡墙、闸室段、消力池、海漫段、出口防护段。

杨庄闸地基处理采用水泥土搅拌桩，处理部位包括：进口挡墙、铺盖、闸室段、楼梯间、出口消力池段及出口挡墙。其中消力池段挡土墙地基采用采用水泥土搅拌桩进行处理，桩径0.6m，桩长7.0m，桩间距1.5m，三角形布置，处理后复合地基允许承载力不小于160KPa；上游挡墙、闸室及楼梯间地基设置水泥土搅拌桩，桩径0.6m，桩长7.0m，桩间距2m，三角形布置，处理后复合地基允许承载力不小于130KPa。

水泥土搅拌桩设计水泥掺量取12%～20%，水泥浆水灰比取0.45～0.55。

2试验目的

水泥土搅拌桩施工前进行成桩试验，成桩试验应达到下列要求并取得以下技术参数：1）满足设计水泥用量的各种技术参数，如钻进速度、提升速度、搅拌速度、喷浆压力、单位时间喷入量等；2）检验复合地基承载力能否达到设计要求；3）掌握下钻和提升的阻力情况，选择合理的技术措施；4）根据地质、地层情况确定水灰比和水泥掺量。

3试验计划

针对承载力和间距要求不同，计划进行有代表性的2组间距2m湿法施工试验，每组3根试验桩，要求满足承载力不小于130KPa；2组间距1.5m湿法施工试验，每组3根试验桩，要求满足承载力不小于160KPa；确定相应的技术参数。施工时采用试验确定的技术参数控制施工。

4试验依据

1）引黄入冀补淀工程卫河倒虹吸出口-白洋淀主体工程施工技术要求

2）《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2012）

3）引黄入冀补淀工程武邑县段杨庄闸施工图纸

5试验用料、检测标准及方法

1）机具准备

水泥土搅拌试验桩采用性能可靠的ZGZ-A型水泥土搅拌桩机，在施工前做好机械设备的保养、试机工作，确保在施工期间正常作业。

2）材料准备

水泥：采用邢台双福建材有限公司生产的袋装P•042.5普通硅酸盐水泥。

配合比：搅拌的水泥浆液配合比采用：①水泥用量为水泥湿土重的15%，水灰比采用0.50；②水泥用量为水泥湿土重的18%，水灰比采用0.50。每种配合比均采用3个桩位进行试桩。

3）试验标准及检测方法

在现场监理人员的见证下，由实验室检测水泥掺量、水灰比及复合地基承载力是否满足设计要求。

4）试验场地选取

试验场地选取在杨庄闸出口右侧挡土墙部位，清理、平整该部场地，去除杂物，查明施工范围内地下无影响的管线，以利施工安全。

6施工操作工艺

6.1工艺流程

清表整平→测量放线确定→桩机就位对中→按设计水灰比制备水泥浆液→下钻钻至设计底标高→底部搅拌喷浆、间歇后提钻→喷浆提钻至规定高程、停喷→全程复搅上下各一次→提杆出孔、桩机移位、进行后续桩体施工。

配置与输送：搅拌水泥浆时，应先加水，用砂浆搅拌机将水泥浆充分拌匀，每次水泥浆搅拌时间不得少于3min。水泥浆从砂浆搅拌机倒入集料斗时，必须过滤筛，把水泥硬块剔除。集料斗的容量为1m³，可以保证一定的余量，不会因浆液供应不足而断桩，也不会因浆液过多产生沉淀而引起浆液浓度不足。浆液进入集料斗中必须不停顿搅拌，以保证浆液不离析。

水泥浆由挤压式注浆泵压入胶管送到钻杆内，最后射入搅拌叶的出浆口（注浆泵的额定压力不小于5.0MPa）。

6.2搅拌桩施工

1）测量放样。按设计桩位进行放样，用木桩和白灰标记桩位，并进行编号，以便顺序施工。

2）下钻、提升。机械安装、调试、待转速、空压正常后，开始就位；钻机就位后用塔架将搅拌机吊至设计指定桩位，搅拌机的钻杆须垂直并对准桩位，同时检查注浆管道中有无堵塞现象，一切准备就绪后启动搅拌桩机，待搅拌头转速正常后，钻杆沿导向架采用0.6m/min钻进速度开始下钻，钻至至设计深度后，开启注浆泵，先自桩底反转搅拌喷浆约1-2分钟，然后采用0.8m/min提升速度匀速提钻，继续喷浆，钻头提升至高于桩顶设计标高50cm关闭注浆泵（此时集料斗中的水泥浆应正好用完）。

3）复搅。为了保证土体与水泥浆搅拌更均匀，进行第二次钻进，重新复拌下沉至桩底后，以同样的方式反转钻头提升至桩顶标高以上50cm，此桩完成作业，然后进行下一桩位施工。

4）桩机钻杆下沉或提升的时间应有专人记录，时间误差不得大于5s。当复搅发生空洞或意外事故（如停电、灰管堵塞等）而影响桩体质量时，应进行重新喷浆复搅，在12h内补救施工，其搭接长度不小于1.0m。

7施工控制及注意事项

1）施工过程中严格控制成桩直径及桩长

2）钻机必须配置喷入计量装置，并定期效验，严禁无喷入计量装置的钻机投入使用，并记录瞬时喷浆量和累计喷浆量。浆液集料斗应不小于一根桩的用量，否则不得开始施工。

3）严格控制喷浆过程，中间不得中断喷浆，确保桩体长度；严禁在尚未喷浆的情况下进行钻杆提升作业；施工中若发现喷浆量不足，由监理选择在该桩位附近位置进行补桩。

4）桩体施工时，应采用中低速挡钻机钻进和提升；压浆阶段不允许发生断浆现象，输浆管不能堵塞；控制重复搅拌时的下沉和提升速度，以保证加固范围每一深度内得到充分搅拌。

5）在成桩过程中，凡是由于电压过低或其他原因造成停机，使成桩工艺中断的，为防止断桩，在搅拌机重新启动后，将深层搅拌叶下沉0.5m后再继续成桩。

6）相邻两桩施工间隔时间不得超过12h。制备好的浆液不得离析，泵送必须连续。拌制水泥浆液的罐数、水泥和外掺剂用量、泵送浆液的时间、喷浆量及搅拌深度应有专人记录。

7）避免工程质量通病：搅拌机应保持垂直，要注意平整度和导向架垂直度。

8试验成果整理

1）试验参数及成果表

2）通过试验成果分析，确定各项参数

9人员配置

管理人员2名、测量人员2名、质检人员2名、试验人员3名、辅助人员2名。

10机械配备

ZGZ-A型水泥土搅拌桩机1台、水泥浆拌制机1台、容积为1m³的集料斗1个、灰浆泵1台、记录喷浆量设备及其他辅助设备等。

作者简介

梁瑞华：（1974-），女，籍贯河北井陉县人，汉族，单位河北省水利工程局，高级工程师，研究水利施工技术管理工作。