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水利工程地基加固中桩技术的运用

来源:原创论文网 添加时间:2021-08-20
  摘要:水利工程是关系到国计民生的重要工程,本文以盛世游艇会水利工程项目施工为例,科学分析了桩技术在该工程项目地基加固中的具体应用,以期为水利工程的建设提出相应的建议,提高水利工程地基加固施工的稳固性与可靠性。
  关键词:桩技术;水利工程;加固施工;
  我国水利工程的施工质量越来越高,但仍然存在一定技术难题,如对施工地基的加固处理。相较于其他建筑工程,水利工程施工区域的地质环境更为复杂,经常遇到不良地基,这类地基具有压缩性高、透水性低等特点,因此需要施工单位对地基进行合理的加固处理,避免出现地面沉降,建筑物不稳固等问题。
水利工程
  1. 工程概述
  盛世游艇会水利工程施工区域位于中山市南部,交通便利,施工占地面积约85.8万㎡。首期建设施工面积为20万㎡。盛世游艇会水利工程主要施工项目包括防洪堤、船闸、内外泵站及外排水渠施工,工程级别为Ⅳ级,主要建筑物级别为Ⅳ级,次要建筑物级别为V级,临时建筑物级别为V级。
  1.1 地质地形
  根据施工现场勘探结果显示,该水利工程地基内岩质属于第四系海路交互相沉积岩,区域地貌为珠江三角洲淤积、冲洪积及海路交互相沉积的平原地貌,地形平坦开阔,并伴随有低山、丘陵地貌。岩土分布较分散,各区间土质差异大,地基表层主要属于杂填土土质,地基上部土质组成结构主要为粉细砂,中部岩层富含黏性土,下部基岩主体结构为海路交互相沉积岩。
  1.2 水文气象
  项目施工区域属于亚热带海洋季风气侯,气候环境温热湿润。降雨集中于4~6月份,且降雨强度大,同时7~9月份多产生台风雨。年降雨量分配不均匀,汛期、枯水期分界线明显,每年4~9月份降水量占全年总降水量83%,每年10月至次年3月的降雨量占全年的总降雨量17%.因此该水利工程河域径流量具有汛期径流量大、枯水期径流量量小的明显特征。
  2. 桩技术在水利工程地基加固中的应用
  2.1 桩技术选择
  该水利工程地基内岩质属于第四系海路交互相沉积岩,富含淤泥,土质松软,埋深最高达0.3m,具有压缩性高、强度小、透水性低、形变程度较高的特点,容易引起地面沉降变形,抗滑稳定性低。为保证水利工程施工建设的稳定性,并对路面的沉降变形问题进行相应处理,现通过水泥搅拌桩技术及混凝土管桩技术对工程地基进行加固处理。同时由于工程地基的特殊性质,可利用干法施工和湿法施工,对水泥搅拌桩的间距及形态进行相应处理,并通过合理布局和相应的技术应用,控制路面沉降变形程度。并且通过混凝土管桩加固技术,可以有效提高路基的抗剪性能,增强路基的抗滑稳定性。
  2.2 水泥搅拌桩技术应用
  2.2.1 干法施工
  在该水利工程路基加固施工过程中,拟采用"一喷四搅"方式进行干法施工。首先,在确保桩位测量采样工作的前提下,将搅拌桩机移动至测量位置,尽量保证钻头中心与桩位对齐,且对位偏差不超过2cm,然后利用水平尺对桩机进行水平调整,保证钻杆的垂直度误差不超过1%.确保准备工作无误以后,须启动传动系统,将档位调至四档,进行快速送气旋转钻进处理,如果钻进过程中遇到质地较硬的淤泥或岩层时,须将档位调至二档,直至钻进深度到达设计桩底高程。需要注意的是,在进行钻进作业前,应将钻头底部接地,并将电子计录仪读数归零。在保证钻进深度满足施工要求且检验合格后,在钻孔底部进行喷粉处理并搅拌一定时间,然后反转钻机位置,并启动送灰系统,同时观察电子计录仪读数,当仪器显示灰量达到60kg后,对钻机进行提升操作,并搅拌过程中进行喷灰操作,直到钻机达到设计桩顶高程后,在停灰面继续搅拌喷灰一定时间,然后正转传动系统,停止喷粉操作,由停灰面向下进行复搅操作,直至设计桩底高程。当复搅钻进至设计桩底高程时,反转传动系统,再次进行复搅操作并保证钻机处于提升状态。需要注意的是,在复搅过程中须保证每20cm2灰量应达到12kg,如不满足该条件,应立即启动送灰系统进行补喷操作,保证每米含灰量不低于60kg,完成补喷操作后,应向下搅拌钻进1m,再继续提升复搅,搅拌至停灰面形成水泥搅拌桩。
  2.2.2 湿法施工
  为保证该水利工程路基加固施工的可靠性,拟采用"四喷四搅"操作进行湿法施工,以弥补干法施工的不足。待搅拌桩机钻进至设计位置后,启动传动系统并调至四档,同时启动送浆系统,在钻机向下旋转钻进时进行喷浆操作,直到钻机到达设计深度。需要注意的是,应在具体施工前通过钢尺对钻具长度进行度量,并用红漆对钻孔部位进行相应标注,以便后续查验。待钻机达到设计深度后,反转传动系统并调至二档,在反转搅拌提升过程中进行喷浆操作。保证注浆泵出口压力稳定在0.4~0.6Mpa之间,同时钻机反转提升至停浆面后,仍需保持钻机处于搅拌状态并进行喷浆操作,并持续一定时间,且搅拌提升速度应与注浆速度一致,以保证每根搅拌桩的水泥掺量符合施工要求。在施工过程中,必须保证送浆系统能够正常连续地工作,如果因为特殊原因需要停止注浆操作,应立即停止搅拌钻进施工,同时为了防止因浆液减少而导致搅拌桩断裂,应将钻机钻至停浆点以下50cm处,进行补浆操作,再继续提升钻机。当钻机钻至设计桩顶高程时,停止提升操作,并正转传动系统,将其调至二档,从停浆面进行搅拌喷浆作业,直到设计桩底高程,然后反转传动系统,将其调至二档速度,在提升旋转喷浆过程中进行复搅操作,复搅至停浆面后停止操作并由相关技术人员进行成桩质量检测。湿法施工艺流程如图1所示。
  图1 水泥搅拌桩湿法施工工艺流程图
  图2 混凝土管桩施工流程图
  2.3 混凝土管桩技术应用
  混凝土管桩技术是一项先进的地基加固施工技术,对该工程地基有着很好的加固效果。将混凝土管桩埋入地基中,可以有效解决该工程地基的土质松软问题。在进行混凝土管桩施工前,须根据管桩编号及桩位对桩机进行适当调整,保证钻头中部与桩位对齐,并通过水平尺将桩机调至水平,保证钻杆位于铅垂线,在桩机准确定位并确保处于铅锤状态后,启动钻头,旋转钻进至施工要求深度,并标记清楚钻孔深度及位置,便于后续查验。同时严格按照设计好的水泥浆浓度配合比,控制好水泥、水和外加剂的用量,并充分搅拌浆液,再将浆液装入储浆斗前测定水泥浆的浓度,保证水泥浆质量符合工程要求,并将标准水泥浆用量精确标记在浆桶内壁。保证钻头达到设计要求深度同时钻具管理通畅后,反转传送装置并将其启动,对钻孔进行输浆并搅拌,确保每米喷浆量满足工程要求,当钻头提升至设计高程时,停止搅拌,再次反转传送装置,从停浆面向下进行喷浆搅拌作业,并插入混凝土管桩形成桩体。工艺流程图如图2所示。
  3. 总结
  本文以盛世游艇会水利工程为例,针对该工程的地基结构,具体分析了桩技术在水利工程地基加固施工建设方面的应用,同时指出应针对工程项目地基的结构特点,选取合适的加固处理技术,同时采用干法施工和湿法施工进行水泥搅拌桩施工,以保证水利工程建设顺利进行。
  参考文献
  [1]孟劲松灌注桩施I原理及应用[J]河南水利与南水北调2018.47(11):39-40.
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