基于软土地基上水闸施工应用水泥粉喷桩施工质量控制技术分析

摘要：水闸是修建在河道、渠道或湖岸边，利用闸门控制流量和调节水位的水工建筑物。水泥粉喷法是利用喷粉桩机，将水泥干粉喷入软弱基土中，并在原位进行强制搅拌，通过水泥和土的一系列复杂的物理化学作用形成水泥土桩体，与基同作用形成复合地基，达到提高承载力和减少沉降的目的；该技术成本低、工效快。本文就粉喷桩在水闸软地基施工中的应用进行了探讨，以供类似工程参考。

关键词：水闸；水泥粉喷桩；软地基；施工

Abstract: locks is built in a river, channel or lake shore, using the control flow and adjust the water level of hydraulic structures. The cement powder spray method is using powder-spraying pile machine, will cement powder spray into the weak in the soil, and in the in situ for compulsory mixing, through the cement and soil of a series of complicated physical and chemical role in the formation of pile soil water, and the soil formation common composite foundation, to improve the bearing capacity and decrease settlement purpose; The technology cost is low, the efficiency fast. This paper pile in construction of soft foundation damages to the paper discusses the application as reference for other similar projects.

Keywords: locks; Cement pile; Soft foundation; construction

中图分类号：TU74文献标识码：A 文章编号：

一、前 言

作为水利基础设施，水闸直接关系着民生大计。水闸通常建在河道、渠道及水库、湖泊岸边，具有挡水和泄水功能。水闸多数是低水头水工建筑物，挡水高度一般不超过15m，上下游最大水位差一般不大于10m。众多水闸的修建，在防洪调度、排除涝水、农业灌溉、水产养殖、城镇工业和居民生活供水等除害兴利方面发挥了巨大社会效益和经济效益，属于不可缺少的水利基础设施。下文就粉喷桩在水闸软地基施工中的应用进行了探讨，以供大家参考。

二、 工程概况

天生河水闸位于白蕉联围东堤段11+376桩号处。为磨刀门水道右岸天生河出口的拦河水闸，是白蕉联围重要的防洪挡潮、潮排潮灌水闸之一。磨刀门水道自斗门区莲溪镇螺洲溪口进入珠海境内，为西江主要出海水道。天生河水闸汇水区域的集雨面积为88.64km2。

工程地质条件：闸址位置表层为淤泥，以下为牯土与砂砾层。其中表层淤泥层深度达15.7～26.6m，含水量高(52.5～97.2％)，孔隙比大(61.O％～73.7％)，压缩性大(压缩模量0.91～2.10MPa)，力学强度低(无侧限抗压强度0.8～1.2MPa，凝聚力I～9MPa,内摩擦角1°10′～3°2O′)。本工程的水闸、空箱、挡土墙、防洪堤等结构物采用水泥粉喷桩加固软基，喷粉深度直达更新世粘土和砂砾层组成的持力层，平均处理深度约18m。

三、 粉喷桩开工之前质量控制

粉喷桩开工之前的质量控制,必须做好下列工作:

1.熟悉施工图纸,研究制定详细的粉喷桩施工工艺流程,编写粉喷桩的施工组织设计,查验桩位中心线和测量成果以及绘制桩位编号图。

2.确定桩机的种类数量、性能、功率、每台机的钻杆能钻进的深度。

3.对每台桩机进行编号,其机长,喷灰工持证上岗,(即上岗证,身份证)和编排班组人员名单。

4.原材料检验:检查水泥是否符合设计要求的水泥及水泥的牌子、数量出厂合格证,见证抽样送检。

5.逐台桩机进行检查,凡是没有电脑计量装置的桩机不准进场使用。

6.所有桩机班组人员都必须进行岗前培训,这工作主要由施工单位的技术负责人组织进行技术交底和宣布各种制度。比如:每根桩施工成后,必须先由施工单位三检签字,最后由当班监理人员检查签名验收。凡未经过岗前培训的桩机班组人员不能上岗工作。每一根桩未经监理人员验收签字,不得进行下一根的施工。

7.试桩:这项工作报请监理单组织,邀请设计院、质监站、建设方有关人员参加试桩工作。试桩地点与监理单位协商决定。主要考虑试桩地点既有代表性,又不影响后续工程的施工,因试桩的桩体要进行28天现场足尺桩身无侧限截桩。根据本工程桩体类型,我们在施工场外的空地进行非工程桩试桩,试桩数量为2根。通过试桩当场确定粉喷桩工作时下钻、喷粉、复搅的速度,即提升喷粉的速度为0.8m/min左右,桩机空载下钻速度可提高一档速度,喷粉就在第一次提升时一次性完成,喷粉量为50kg/m。据此可以计算出每根桩工作至少需要的时间,以便施工时进行控制。

8.对每台桩机进行质量鉴定:量测钻杆长度:确定要完成一根桩达到设计深度需要的时间。必须在钻杆上标定明显位置记号。以便施工时检查。桩身垂直度:每台桩机必须用8#铅丝焊上一个能确保桩机平稳、钻杆垂直的指针标志。每台桩机自带的悬挂垂球尖必须对准指针。以便施工时操作和管理人员检查。测定水泥计量装置的准确性:水泥空罐重量有个读数,选定三包标准50kg重的袋装水泥,在罐上每加50kg水泥,其读数是否增加50kg,增加两包是否增加100kg如果准确则不需加第三包,然后进行卸荷试验,撤除一包水泥看读数是否减少50kg,撤除二包是否减少100kg。通过这样可初步判定计量装置是否准确。钻头进行检查是否达到规范要求,对那些钻头钢板较薄,刚刚达到500cm的钻头,以后施工中要重点抽查。

四、施工过程中的质量控制

1.每台班交接班时进行现场记录交接班制度。原则上各台班完成的桩当班验收完,未经验收或有存在问题的要交待清楚给下一班。

2.每台班值班员对每台桩机钻头进行抽查。这制度很重要,常查到钻头断了一节还不知道等现象。一旦发现不合格的立即令该桩机停下来修理或调换。

3.在岗前技术交底会上,宣布每台桩机喷粉工作中要按每20cm作一个控制段,必须严格执行以保证桩体喷粉均匀性。因为电脑纸带打出来每米50KG喷灰量,经常存在一米中开始50～70cm喷灰远远不够,而集中在上部30cm里喷够设计规定重量后在提升,这样桩体喷粉不均匀而电脑打出的纸带是符合要求的。

4.当钻机下钻过程中有些地方碰到钻不下去时,我们采取硬打一段为10～30cm后,钻头退回10～20cm再前进,就是这样一点点啃下去,有的地方啃过这段后又顺利了。有时实在啃不下去,我们和监理人员去查一查现场:当场演示,钻到整台钻机有上抬现象则不能打下去了。看用几档操作,看电流如到极限了则改为一档或二档,如电流仍很大,也不能打下去了,就查看钻头入土深度,如果达到一定要求深度就算了,可以喷灰,复搅。但要做好记录,以便以后结算。如果进尺很少,则要求桩机移位重打,也要做好记录。

5.对某些桩机有怀疑的,则采取施工前加荷卸荷的方法重新抽查鉴定。经常检查水泥是否有受潮、结块等问题。

6.在喷粉成桩过程中,要严加控制几个指标:桩长。喷灰的均匀性。喷粉提升速度。复搅深度、时间、速度。将这些作为质量控制点,实行旁站监控。

五、施工完成后的质量控制

1.质量试验:通过下列五个方法的观察和试验来判定它的质量。轻便触探;28天后取三段桩身无限抗压强度试验;小应变动测;钻取岩芯进行观察和试验;静载试验,而静载试验虽是较可靠的方法之一,但其耗资费用较大,一般对重要工程或有特殊要求的工程才试验。大洲电排站工程水泥粉喷桩工程进行了28天后取三段桩身无限抗压强度试验和轻便触探试验,其试验结果符合设计要求。

2.质量检验:粉喷桩施工质量允许偏差应符合下表的规定。经检验水泥粉喷桩质量符合要求。

六、 结 语

水泥粉喷桩具有施工工艺简单、技术可靠、成本低廉、工期短、无污染、加固效果好等特点，适用于加固软土地基、加固软土边坡及防渗工程，具有显著的社会效益和经济效益。总而言之,要搞好水闸工程中水泥粉喷桩基础施工的质量控制,必须进行全方位控制、全过程控制、全员参与控制的三全控制,同时又要突出重点,对重要质量控制点,实行严格的旁站监控,还要对常见质量问题进行预先控制。

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。