探讨关于水闸改造中软基处理及加固技术分析

摘要：在本文中，笔者充分结合自己这么多年以来的技术经验，针对已老化的水闸实施加固改造，并具体剖析其原因采用加固技术进行处理。

关键词：软基处理；水闸；加固技术

1.工程概况

原来有一个旧水闸，因为受到当年条件的影响，沉降比较大，基础没有得到较好地处理，存在很严重的渗水与变形情况，施工质量水平不大好。为此，专家专门开展了地质勘探工作以使此水闸加固。勘察后发现，水闸的软土层比较厚，其基础全部处于淤泥粘土层上，存在抗滑稳定性不佳、地基承载力地下、变形等诸多问题。所以，在设计施工过程中选取了水泥粉喷桩加固技术。

2.地基处理设计要求

本工程粉喷桩依据两喷四搅工艺开展施工工作，桩的长度时依据设计要求到基础粘土层为标准的。选取32.5R普通硅酸盐水泥，通过试验发现，水泥渗进量确认达20%，泥土强度三个月龄期试块的立方体抗压强度平均值不低于1.6Mpa。

3.试桩详情

在施工之前，水闸左侧旧堤脚外侧部位开展粉喷桩的试验的六根桩，通过抽心检验的结果显示：喷粉量深入较20%与18%的四根桩更好，然而却有孔隙多、均匀性比较差的问题；喷粉量深入较16%的两根桩更差。

从整体上看，在抽心结果当中，两喷四搅加三分之一复搅施工工艺与两喷四角无显著差异。通过设计、质监、业主、监理及施工单位代表的现场鉴别研究，确定各参数与做法，结果为：

（1）水泥土搅拌法喷粉施工机械一定要配置通过国家计量部门确定的可以瞬时检测且把粉量的粉体记录下来的搅拌深度自动记录仪与粉体计量装置；

（2）其他技术参数均应当把设计及其有关现行规范的要求为行为准则；

（3）搅拌头每旋转一圈，它的提升速度不可大于16毫米；

（4）水泥的渗入量总额是20%，喷粉分两次进行，首次喷粉量大约是每米35千克，其二次则大约是每米30千克；

（5）搅拌头翼片的宽度与枚数应当同搅拌头的回转数、搅拌轴的垂直夹角以及提升速度互相匹配，从而有效保证加固深度区域中土体的每点都能通过超过二十次的搅拌。

4.粉喷桩的质量控制以及施工工艺

4.1水泥粉喷桩的工艺流程

试验桩成果是粉喷桩工艺流程的依据，而工艺流程则是先让钻机就位，之后进行喷气钻进，然后是喷粉搅拌提升至设计桩长，接下来是重复喷粉搅停灰，在以上工序完成以后就可以关闭压气了，最后是钻机移位。

施工工艺流程图详见图1。

4.2具体的施工操作方法：

（1）为了使钻杆垂直，就需将桩位对正，等到搅拌钻头和地面接近时就可对空压机进行启动继而送气，然后就能进行钻进了。

（2）钻到孔底后就可将送气阀门关闭，喷送加固粉料。

（3）当加固粉料到达桩底后就对搅拌钻头进行提升，但不能对m挡提升进行使用。当提升到设计桩顶标高后就停止喷粉。

（4）将送气阀打开，在闭合送气阀时不将空压机停止。在搅拌钻头提升到桩顶后就可将提升工作停止，在原处钻动2mm，使桩头的密实度得到保障。

（5）再将钻头钻至桩底，进行第二次搅拌以及喷粉。

（6）将搅拌钻头提出地面，关闭主机以及送气阀，并进行施工记录。

（7）对钻机架进行移动，转到另一个桩位上。

4.3具体操作中要注意以下几点

（1）在粉喷施工前，要对搅拌机、送气管、供粉泵以及接头等进行检查。送气管路要小于60m，搅拌头的磨耗量也要小于10mm。

（2）要以钻杆垂直为机身调平的标准，依靠钻锤以及吊线进行控制。

（3）当钻头钻至设计桩底后，就可进行喷粉了，为了让加固粉料到达桩底，钻头需在桩底停留2～5min。在对加固粉料三喷至孔底进行确认时需以0.5m/min的速度进行反转提升。在提升到停灰标高后，需慢慢地在原处进行搅拌，而为了使粉体均匀，就需要再次将搅拌头下沉到设计桩底高程，0.5-0.8m/min左右为提升搅拌时的速度。

（4）当气压为0.45Mpa时进行喷粉、喷气，管路就容易堵塞，因此就需停止喷粉，将钻头提出地面，对空压机的电源进行断开，并找出堵塞原因，及时进行解决。

（5）在制桩期间，要一边喷粉一边提升连续作业。倘若空气湿度高、喷气压力大、单位桩长喷粉量下大时就需要对灰罐进气阀进行开通并对料罐进行加压。

（6）在进行粉体固化入罐时要进行过筛处理，将颗粒大小控制在5mm以内。

（7）需将粉科计量装置安装在施工机具设备的粉体发射器上，并对水泥的瞬时喷入量进行记录。对无粉料计量装置的粉体发射器进行严格的使用；贮灰罐的容量要大于一根桩的用灰量加50kg，在贮量不足在情况下不得对下根桩进行施工。

（8）在没有进行喷粉时不得进行提升作业。在成桩期间，倘若要停止喷粉，需将搅拌头下沉到停灰面以下1m处，在恢复喷粉后再进行喷粉搅拌提升。

（9）依据设计准则，桩身的1/2―1/3需在地面下，而且需在大于5m的范围进行重复搅喷工作，让地基土和固化料搅拌均匀。在施工的过程中，如果喷粉量不足就需进行整桩复打。

5.粉喷桩质量要求

5.1粉喷桩施工允许偏差应符合表1。

5.2桩体含量要均匀，在取样检测后需达到良好级别。水泥土90天龄期的立方体试验块抗压强度平均值采用1.6mpa。

5.3对于所有的桩体，都需进行施工记录，并依据相关准则在7d、14d、28d、90d下进行试验，各龄期水泥土抗压强度控制如下：

fcu90=（1.43～1.80） fcu2.8

fcu90=（1.73～2.82）fcul4

fcu90=（2.37～3.73）fcu7

5.4在对粉喷桩进行施工的时候需对质量进行严格的控制监督，在施工完成以后还需对质量进行检测，检测方法有人工直接观察、静力触

探、测量放线检查以及桩身取样强度检验等。倘若发现了有缺陷的桩体，就需对其原因进行分析，并采取有效措施进行解决。

5.5粉喷桩停灰面应比桩顶设计高出300～500mm，对于施工质量差的桩头就需进行挖除。另外，要保证桩顶上部砂垫层超过300mm。

5.6需对粉喷桩的整体强度进行抽心检测，在检测强度为70%后才可对上部结构进行施工。

6.成桩质量

在施工阶段，所有操作都需对工艺所选定的参数进行严格遵循，依据所制定技术的标准进行控制。在没有获得技术主管人员同意的情况下不可对施工技术参数进行更改。在制桩阶段，要对搅拌、喷粉、提升的三连续作业过程进行严格控制管理，倘若遇到了喷粉量不足以及堵粉问题，就需及时采取措施进行解决。为了使单桩喷粉量达到设计标准，就需对搅拌提升速度以及喷粉压力进行严格的控制。分析结果可知，倘若要满足要求，均匀搅拌提升速度就需为0.8m/min，而平均喷粉量则需要达到65kg/m。

7.粉喷桩轻便触探检查

一旦粉喷桩施工工作完成之后要及时开挖，选取静力触探仪对成桩质量进行随机检查，从而在第一时间内知晓并判别成桩的质量。同时在及时开挖处任意抽取四十根进行检查，其龄期均匀为六至七天。检查结果显示，水泥搅拌的外观坚实度、均匀度、质量以及触探状况都能达标。

8.结束语

桩体施工工作结束等到其达到二十八天养护期强度之后，通过监理、施工、建设、质检、设计等单位联合现场抽心测试把复合地基成效与桩体质量综合评定了下来，结果均达到了设计标准。一系列的实践结果证明，粉质粘土、软弱土以及水泥在拌合之后会从软流塑状态转变成硬塑、坚硬状态。而水泥桩有着连续性好、抗压强度高、施工迅速、耐久性好、承载力显著提升、造价低廉、质量可靠有保障等优势，在软土地质上以及公路桥梁、建筑等软土地基加固处理上较为适用，具有极高的应用与推广价值。

作者简介：

潘华，1963.12，女，毕业于江西工业大学，水利水电工程建筑专业，国有水利水电工程师，主要从事水利工程施工建设管理工作