水泥搅拌桩在红石涌水闸基础处理中的应用

第３期　２００８年６月　广东水利水电　ＧＵＡＮＧＤ０ＮＧ　ＷＡＴＥＲ　ＲＥＳＯＵＲＣＥＳ　ＡＮＤ　ＨＹＤＲＯＰＯＷＥＲ　Ｎｏ．３　Ｊｕｎ．２００８　水泥搅拌桩在红石涌水闸基础处理中的应用　钟良旺　（东莞市虎门镇水利管理所，广东东莞５２３９００）　摘要：红石涌水闸基础处理采用深层搅拌桩技术，经过现场试验，得出Ｌ－Ｔ－参数指导Ｌ－Ｔ－，通过现场检查和检测，搅拌桩体　结构完整，整体性良好，桩型规则，效果良好。　关键词：水泥土搅拌桩；基础处理；地基承裁力；红石涌水闸　中图分类号：ＴＶ５５３　文献标识码：Ｂ　文章编号：１００８一Ｏ１　１２（２００８）０３—００６１—０２　１工程概况　根据地基地质情况，经经济技术分析，水闸基础采　用水泥搅拌桩方案（见图１）。水泥搅拌桩布置为格栅状，　设计桩径为０．５ｍ，桩间距为１．５ｍ，桩底进入下层粉质粘　红石涌水闸位于东莞市虎门镇路东村，是一宗以御　咸蓄淡、城市防洪为主，兼顾交通的小型水利枢纽工程。　水闸按５０年一遇洪水标准设计，１００年一遇洪水校核；　土不小于５０ｃｍ；桩身设计强度２８天不小于１．８ＭＰａ，９０　天不小于２．５ＭＰａ；复合地基承载力不小于１５０ｋＰａ。　２水泥搅拌桩的施工技术　２．１设定工艺参数　设计潮水标准为５０年一遇，以当地历史最高潮水位作　为校核潮水标准。水闸的最大过闸流量为４０ｍ３／ｓ　（　１％ｏ本工程属Ⅳ等小（１）型ｌＴ程，永　胜主要水工建　筑物级别为２级，次要建筑物级别为３级。　水泥搅拌桩是经深层搅拌系统按一定水泥掺合比　与基础饱和软土充分搅拌后油水泥和软土发生一系列　物理化学反应，形成抗压强度比天然土强度高得多的水　泥加固土桩柱体和复合地基基础。水泥搅拌桩施工工艺　及掺入比配方将决定水泥搅拌桩的桩身强度和复合地　基承载力，因此，在水泥搅拌桩正式施工前，必须进行室　内配合比试验和现场工艺试桩，以确定不同工程地质条　地质勘察和现场基坑开挖揭示的地质情况为：高程　（珠基，以下同）１．５　一０．３ｍ为灰黄色素填土；…３．０　ｌＯｒｅ为浅黄色流塑性淤泥，含水量为６９％，承载力特征　值为５０ｋＰａ；一１０．０　１　２．５ｍ为棕红色含砂粉质粘土，含　水量为２４％，承载力特征值为２２０ｋＰａ；一１２．５　一１６ｍ　为棕红色强风化砂砾岩，承载力特征值为６００ｋＰａ。　件下最佳的水泥掺合比配方以及钻进速度和提升速度、　喷浆压力和次数、喷浆输浆量和输浆速度等具体施工参　数。　１）室内试验：采用地质钻机提取不同地层中的土　样，水泥采用３２．５Ｒ普通硅酸盐水泥，按不同土样天然　容重的１５％、１８％、２０％水泥掺入量及拟定的试验配方，　称量放入搅拌锅内，人工搅拌均匀，将每一掺入比制作成　３组５　ｃｍ×５　ｅｍ×５ｃｍ的水泥土试块，并分别按７ｄ、　３０ｄ、９０ｄ各一组进行养护，试块养护达到不同龄期后测　定无侧限抗压强度。　２）工艺试桩：选择地质条件具有代表性的工程段　进行工艺试桩，采用ＧＰＰ一５型搅拌机，不同的水泥掺入　图１水泥搅拌桩平面布置　比采用二搅二喷、四搅四喷及六搅六喷各试３条桩。　３）确定施工参数。通过试验结果分析，２０％水泥掺　收稿日期：２００８—０５—１０　作者简介：钟良旺（１９７０一），男，大学本科，丁程师，副所长，从事水利工程建设与管理＿Ｔ作。　６１・　・维普资讯 http://www.cqvip.com ２００８年６月　第３期　钟良旺：水泥搅拌桩在红石涌水闸基础处理中的应用　人比的试块３０ｄ和９０ｄ无侧限抗压强度，满足设计要　求。现场工艺试桩采用钻孔取芯观测和Ｎ１０轻便触探　试验，结果表明，水灰比为０．６５～０．７０，采用二搅二喷工　艺便能满足设计要求，其他施工参数如下：下沉及提升　速度为０．８ｍ／ｍｉｎ，喷浆压力为０．６～０．８　ＭＰａ　质量检验，其中成桩龄期ｌｄ的５根，检验击数均大于１５　击。成桩龄期７ｄ为检验４条，检验击数均大于３０击。　由上可知，桩身强度满足设计要求。　２）钻孔抽芯试验。由于工期紧等因素本工程采用　了２８ｄ的抽芯龄期，一共抽芯探测了６根，钻孔抽芯结　２．２现场施工　１）施．丁准备。首先将基础开挖至设计高程后，回填　厚度为０．５ｍ的中砂层形成施　ｌ　平台（实际停浆面比桩　果表明，淤泥段的水泥桩完整性相对较差，取芯率总体　在８０％左右，水泥桩下段土质相对较好，而且含砂量较　压强度大于１．８ＭＰａ的试块达到９８％。　高，桩体完整均匀，取芯率在９５％以上，芯样无侧限抗　顶设计高程高０．５ｍ，此５０ｃｍ桩体因覆土压力较小，搅　拌质量较难控制，二次开挖时，将施一ｌ　平台挖除，人　１　截　除桩头）。　２）定位。在施工平台放样定好桩位后，将搅拌桩机　调至施工桩位定位，调平机架，保持钻杆垂直，桩位中心　与设计值偏差不大于５０ｍｍ，垂直度偏差不大于１．５％。　３）制浆。水泥采用经检验合格的３２．５Ｒ普通硅酸　３）现场荷载试验。现场荷载试验是检验单桩和复　在２８ｄ龄期进行。对于单桩承载力试验采用　５００ｍｍ，　合地基承载力等变形模量最可靠的方法，现场荷载试验　厚４０ｍｍ的圆形压板，对于复合地基承载力试验则采用　与实际桩数所承担的处理面积相同尺寸的压板（厚度同　样４０ｍｍ），加荷等级为８～１２级，总加载量按设计要求　盐水泥，水量使用定量器按水灰比施加，搅拌时间不少　值的２倍控制。　于３ｍｉｎ，制好的浆液停置时问不超过２ｈ，不得离析。　当出现下列现象之一时终止试验：①沉降量Ｓ急剧　４）下沉喷浆搅拌。开动搅拌桩机，同时开启灰浆　增大，土被挤出或压板周围出现明显的裂缝；②累计的　泵，灰浆泵采用流量泵控制输浆速度，待浆液到达喷浆　沉降量ｓ大于压板宽度的１０％。　口时，按０．８ｒｒｄｍｉｎ的速度下沉，边喷浆边搅拌下沉至设　承载力标准值的确定：①当极限荷载值确定时取极　计深度时，应在原位喷浆搅拌３０ｓ，以确保水泥浆压人　限荷载值的一半；②如总的加载量已为设计值的２倍以　加固桩体底部，完成一搅一喷。　上，取总的加载量的一半。　５）提升喷浆搅拌。从没计深度边喷边搅拌，按　检测结果：该工程单桩荷载试验共９个点，复合地基　０．８ｍ／ｍｉｎ速度提升至桩顶标高，在原位搅拌喷浆ｌＯｓ，　以保证桩顶均匀密实。承载力试验共６个点，１５个点全部合格，满足设计要求。　４结语　６）清洗。清理搅拌机钻头和清洗管路中残存的水　泥浆液，直至基本干净。　红石涌水闸工程经验表明，水泥深层搅拌桩是进行　软基处理的一种有效形式，呈现出许多优点：（１）就地取　７）移机。移动搅拌桩机施工下一根桩。　材，成桩速度快，平均每半小时即可完成１根桩；（２）施　３质量检验　１二中无噪音，无振动，环境污染小；（３）工程造价低（搅拌　本工程采用了３种检测方法。　桩造价５０元／ｍ左右）。可以认为，随着水泥搅拌桩施工　１）轻型动力触探（ＮＩＯ）。目的是检测桩头段０～４ｍ　参数的进～步优化，施工中现代化检测设备的配套应　桩长的施工质量。本＿［程抽取２％的桩共９根进行成桩　（上接第５５页）　用，水泥搅拌桩技术将更趋成熟，应用也更为广阔。　＝　薯　岛　由综合评分可知下坝线得分高，表明下坝址为最佳　方案，即选择下坝线为浈水梯级周田水电站　程的最优　究与论证，经过大量的勘察工作及查阅大量的资料，以及　对各影响因素做了定性及定量的综合分析和评价后，最终　学的最优选择。　参考文献：　坝线。　４结语　选定下坝线为浈水梯级周田水电站坝线，应是一个比较科　水库大坝是着眼于未来的工程建设，建成后将在几十　年、几百年的时间内长期运行使用，因此，坝线的优选有着　重大意义，其直接影响工程的投资、经济效益及大坝的稳　定安全可靠性，故应是勘察研究工作中的重点。在对淡水　梯级周田水电站选择坝址时我们经过严密细致的分析研　・［１］张鸿茂．系统Ｔ程在水利水电Ｔ程中的应用［Ｍ］．河北水利学　会，１９８６．　［２］薛履中．工程最优化技术［ＭＩ．天津大学出版社，１９８８．　［３］陆兆溱．工程地质学［Ｍ］．水利电力出版社，１９８６．　６２・