水泥搅拌桩在水闸软基施工中的应用.doc

水泥搅拌桩在水闸软基施工中的应用 ?水泥搅拌桩在水闸软基施工中的应用 一直以来，水闸都是水利工程中的重点建筑物工程。但是在广东珠江三角洲地区及沿海区域,软弱土地基分布很广,地基强度及承载力很低。在该地区修建水闸，软土地基处理是一个非常突出的问题。水泥搅拌桩是利用水泥作为固化剂的主剂,通过特制的深层搅拌机械在地基深部就地将软土和固化剂强制拌和,使软土硬结而提高地基强度。这种方法适用于处理软土,处理效果显著,处理后可很快投入使用。因此，水泥搅拌桩是水闸施工中常见的软基加固方法之一。 某水闸工程属Ⅲ级中型水闸工程，闸室共6孔(9m×6=54m)，总净宽54m，闸室结构为钢筋混凝土两孔一联山型结构，底板尺寸21.5m×18m;液压启闭平面钢闸门，设计流量280m3/s;闸上设有7m宽、汽车荷载20t级的交通桥。 据该工程地质钻孔资料，土层变化基本情况为:第1层:素填土。厚度为1.0m～3.5m，层底高程为1.2m～-0.2m(珠基);第2层:全新世时期河流冲淤土。厚度为3.3m～10.6m，层底高程为-5.2m～-9.8m;第3层:粉质粘土-粉土。厚度变化大，为0.9m～13.0m，层底高程起伏也很大，为-7.3m～-19.4m;第4层:粉土。厚度为0.8m～12.2m，层底高程为-11.8m～-27.9m;第5层:灰岩。层顶高程-7.3m～-27.9m，高差起伏甚大，南北向起伏比东西向起伏大。 基础原设计采用D400混凝土预应力管桩，试桩发现，预制桩一进入岩层尚未达到收锤标准，4根试验桩均发生偏移现象，桩中心最大偏移250mm，桩中心最少偏移150mm，未能达到规范要求。造成此现象的主要原因是基岩高差起伏甚大，桩尖一接触坚硬的石灰岩产生滑移。后经业主、设计单位、监理单位商量决定，改为水泥搅拌桩基础，采用D550水泥搅拌桩。搅拌桩呈梅花形布置，桩距1200mm，设计桩长5.5m～10.1m，搅拌桩上端为21.5m×18m，C20混凝土底板厚1m，上部结构为C20墩墙，高7.2m。桩基水泥搅拌桩1157根，总进尺7770m。 为了摸清水泥搅拌桩的特性，于当天进场了1台PH-5A型搅拌桩机，按照常规的搅拌桩施工数据(水灰比0.5，水泥掺入量75kg/m)，于次日施工了4条试验桩(根据地质情况自西向东编号)，并于7d龄期时简易触探试验，结果试验桩的部分深度低于设计要求的40击。 试验结果表明，按常规经验施工的部分试验桩达不到设计要求，并且强度不足，主要分布在搅拌桩上部0～1.5m的范围中。经过对比地质资料分析，主要原因如下: (1)根据地质资料显示4#桩位于水闸东部，建基面土层为淤泥质粉质粘土，以淤泥为主，局部淤泥质土，黑灰色，以细粒土为主，含有机质，夹含腐殖质、粉砂，呈流塑状、高压缩。天然含水量一般为67.3%～92.9%。该土层与水泥浆液搅拌后，物理～化学作用较慢。其它试验桩建基面土层为淤质粉砂，土层与水泥浆液搅拌后，物理～化学作用较快，能满足设计要求。 (2)在搅拌桩上部2m范围内，由于侧限减少及基坑排水原因，容易造成水泥浆液扩散，造成局部强度偏低。 (3)水泥浆泵站离深层搅拌机较远，水平距离大于100m。通过对照地质资料分析认为，要达到设计要求，同时又不造成浪费，须对改进成桩的工艺及进行现场试验配比。 根据试验结果，如果要达到设计要求，必须改进成桩的工艺，在此基础上分析了影响成桩的关键要素，有区别做了编号为5#、6#、7#、8#(自西向东编号)的第2批试验桩。其成桩要点如下: (1)提高桩体上部2m的水泥掺入量。水闸东面底板基础为淤泥质粉质粘土，搅拌桩上部2m范围内水泥掺入量提高20%，水泥掺入量提高为90kg/m。 (2)加入外加剂(早强剂)有利于减少水泥在高含水量淤泥层中的扩散，7#、8#桩加入三乙醇胺，用量为水泥含量的0.5%。 (3)调整水灰比。水灰比由原来的0.5降为0.45。 (4)校正喷浆口位置。将搅拌叶片的喷浆口位置校正到搅拌轴中心线1/3位置处，使水泥浆更集中。 (5)严格管理。搅拌系统采用两级搅拌，一搅浆池，一输浆池，保证水灰比的稳定。搅拌灰浆时，应先加水，然后按水泥、减水剂、石膏顺序投料，每次灰浆搅拌时间不得少于2min，应将水泥浆充分拌匀。水泥浆从灰浆拌和机倒入集料斗时，必须过滤筛，把水泥硬块剔出。严格控制提升速度，提升速度不得大于0.8m/min。全线交接手续明确，全过程进行严格的技术监督。 (6)在搅拌桩上部2m范围内，由重复搅拌2次改为3次，提高土体与水泥浆液的拌和均匀性。 (7)在水泥浆泵站离深层搅拌机应小于50m，越近越好。 4 2次试验桩检测结果