水利工程软基中水泥搅拌桩的设计及施工探讨

水利工程软基中水泥搅拌桩的设计及施工探讨

李爱 宋海成

青岛市胶州河海水利工程施工有限公司 山东省青岛市 266300

摘要：随着国家现代化进程不断深化，我国建设的水利工程项目越来越多，而我国地形复杂多变，许多水利工程路基并不理想，软弱路基层出不穷，而水泥搅拌桩可以有效改良软弱路基，增强路堤稳定性，目前已有不少学者对此展开了研究。水利工程的修建目的是开发和利用自然水系以方便人们的生产与生活，还有一些防洪工程是以保证人们居住安全为目标的。水利工程提高了人们对水资源的利用程度，是改造和利用自然的手段，对于所在区域的经济发展也有明显推动。基于此，本篇文章对水利工程软基中水泥搅拌桩的设计及施工进行研究，以供参考。

关键词：水利工程软基；水泥搅拌桩；设计分析；施工分析

引言

我国沿海地区地基土多为软弱土质，为加强其承载能力，需要对软弱地基土进行处理加固，水泥搅拌桩为较为常见的一种处理方法，许多学者对其进行了研究。等结合现场工程，通过分析了水泥搅拌桩施工质量的因素，并对水泥搅拌桩的施工工艺进行了改进等。

1水利工程的分类与特点

1.1水利工程的分类

自然界的水资源包括地表水以及地下水等不同种类，如果不对其进行合理管控的话，可能会造成相应的灾害并且无法保证相应水资源的利用率能够达到最大化，而水利工程就是对自然界的水资源进行相应管理与调整的工程。为保证水资源的正确利用以及避免水资源为人类带来灾害，相关工作人员需要结合实际情况，不断对水利工程进行调整以完善，充分发挥自然界水资源在人类生活当中应起的作用。由于水利工程在实际的应用过程当中所起的作用相对较多，因此水利工程也分为不同类型，现阶段根据其目的性和服务范围可以暂时将应用最广的水利工程分为以下三类：一是为了满足人类日常对水资源的需求对水资源进行相应分配，及时根据实际情况对其进行配送以及排出同时通过相应手段避免在暴雨天气出现城市内涝的城市内水利工程；二是通过相应技术手段对水资源进行高效利用，根据农田对水资源的需求，在节省人力的前提下用水进行灌溉的农田水利工程；三是经过远程调度解决水资源分配不均衡的问题的如南水北调的水利调配工程。

1.2水利工程施工特点概述

水利工程建设地点多为偏远地带，物流交通相较城区较为不便，工程建设过程中使用的材料、机械等的运输需要更详细的运输计划。我国国土面积较大，地质条件复杂，区域之间的关联性也比较强，这些都为水利工程的建设增加了难度。水利工程一般耗资巨大，在实际工程建设的过程中，总的建设时间持续较长。同时，施工中使用技术难度大，工程施工工序之间的关系复杂。但是，水利工程的建设要求决定了工程质量要求比较高，且要严格执行。施工过程中的监管工作要严格执行，其对执行人员的管理素质水平也要求较高。

2水泥搅拌桩加固软基的基本原理

水泥搅拌桩采用深层搅拌装置，强行混合硬地、软土和掺合料，使硬地与泥土之间的理化反应能够完全发生，形成水泥地面和固体，具有一定强度，最终固化软基，从而提高水利工程的地基强度。与其他地基处理方法相比，水泥搅拌桩技术的特点是建筑成本较低，污染较低，寿命较短。

3水利工程软基中水泥搅拌桩的设计及施工分析

3.1施工前准备

提前平整施工区域，拆除桩身上下的障碍物，及时用粘土填充深层区域，不要使用不同的土质涂料。选择工资强度和质量符合要求的普通硅酸盐水泥，并将水泥样品送至有关实验室进行前期检验。参与施工过程的各类设备和工具应配备完善的监测控制设备，有效控制水泥消耗，各类工程机械应表现良好，应及时设置专人维护设备，确保设备的稳定运行。设备正式投入使用前，应由监理工程师和项目管理部门审核验收。

3.2施工控制核心

对于水利工程软土地基，为了构建深层水泥搅拌桩，在施工之前，要选择水泥浆。一般情况下，要选择经过认证的42.5使用常规的硅酸盐水泥，结合设计要求，进行混合液的制作，同时，对样品进行测试，目的是保障达到目标性能。在测试完成之后，喷涂阶段需要将水泥导入收集漏斗，促使混合器完成冷却水的正常循环，打开电极，断开绞盘电缆，搅拌器下降。另外，在砂浆泵开始旋转之后，在其注入与射出的过程中，促使水泥浆能够抵达软土之内。在整个过程中，只有保障土壤层的坚固性达标，才能正确填充水。一旦注射器出现中断，需要进行排空，随后再次进行操作。在搅拌机抵达设计深度之时，要打开砂浆泵，在其喷涂的时候进行旋转，此时将浆液推入软土地基，提升机器速度，在水泥搅拌桩形成的过程中，控制搅拌时间以及注浆操作，保障搅拌均匀，达到反复搅拌的目的。排水的时候，要降低备用设备，达到设计高度，保障完全性。水泥浆要放入收集料斗，为了保障软土地基与水泥浆充分与均衡地混合，搅拌机在下沉的过程中，再次旋转，沉降到软土地基，在达到设计高度之后进行缓慢上升。搅拌桩完成后，将温水添加到取料斗中，以清洁整个管道并彻底混合泥头碎屑；在钻孔操作之前，要对管道进行清洁，同时，保证其不被堵塞。在冲洗水排净之后，开始钻孔。锤击钻机，保证烟囱垂直度达到标准。在钻孔过程中，借助锤子和钻头之间的垂直和水平距离来控制钻头角度。对搅拌桩水泥用量进行检查，观察浆液搅拌罐的数量以及浆液在灌浆过程中是否破裂，观察喷雾混合量，控制时间，进行重复搅拌。在施工中，要合理使用泥浆重力测试仪，达到水泥浆量以及混合量的有效控制。另外，对水灰比进行检查，时刻保持水灰比满足设计标准的要求。在施工过程中，如果出现喷浆不足的现象，需要按照标准对整个桩进行再次混合与吸气，如果这种现象源于不可控因素，造成喷洒受损，需要对深度进行改变与调整；根据设计规范的要求，需要在路基中取样土壤样品，并根据地质条件进行室内混合比测试，以确定水泥含量。施工现场和混合桩的强度要求在水泥含量下，求出不同年龄的水泥混合桩的无限抗压强度。

3.3技术保证措施

(1)为提高施工效率，确保工艺的有效发展，应在施工前预先确定输送量、从浆料泵到喷嘴的时间、抽油机强度和起重臂速度等参数。实际施工过程中的所有工作应按照预施工混合桩比和施工技术进行。必须注意混合器的升降速度应与挤压速度相匹配。(2)如果在柱施工过程中相邻柱必须重叠，则施工必须连续进行。两个支柱的施工时间通常在24小时内进行。(3)确保钢筋的强度和均匀性:施工过程中，所有施工步骤应严格按照初步设计进行，特别是泥浆运输不应中断或堵塞。(4)混合头在浆液开始排出后不能立即升高，必须先喷涂搅拌0.5分钟以上，才能使水泥胶体与桩端土完全混合。(5)如果搅拌器欲引及下沉，则不应冲洗。如果硬土层下沉得太慢，可以相应地冲洗。(6)如果在施工过程中由于出现故障而中断泥浆排放，为保证混合物的适当性，应将混合物头向下移动0.5m，然后重新启动机器进行注射和搅拌。停机时间较长时，不应堵塞污泥输送管，以免先分解后清洗。(7)在墙加固期间，相邻桩间施工间隔不应超过12小时。

3.4质量检查措施

7天水泥搅拌桩后，可采用便携式能量勘探方法验证桩的质量。采用便携式感应器的勺钻在桩中间钻一个孔，采集样品，观察样品的颜色变化，了解混合均匀性和水泥地面强度等参数，确保水泥搅拌桩的整体强度能够满足水利工程规划标准的要求。一般来说，便携式探测方法的深度不应超过4 m。桩身成形后，在水泥地面侧存放28天、水泥地面垂直存放90天后，应通过钻心取样验证桩身完整性、混合均匀性、桩基整体强度和桩的垂直性等参数。一般情况下，钻心取样频率为1% ~ 1.5%，单轴水泥搅拌桩直径为500 ~ 550 mm，最大值为600 mm，通常硬度为32.5/42。水泥含量应为12% ~ 20%，但可用于砌块加固的湿土质量的7% ~ 12%除外。钢筋深度:湿式小于20米，干式小于15米。

结束语

总而言之，水泥搅拌桩在水利工程软基处理中的应用，满足混凝土对地基承载力的要求，可在类似工程中进行应用。

参考文献

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