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水泥搅拌桩软土堤基处理技术乔栋梁

发表时间：2020/9/8 来源：《基层建设》2020年第14期作者：乔栋梁王瑞鹏汤小龙张永杰田铭王萌

[导读] 摘要：随着当前国民经济水平的日益提升，水利工程建设取得了较好的成绩。在工程施工过程中需要解决诸多环境问题，因此在施工过程中对软土堤基进行处理是必不可少的。

        中建中新建设工程有限公司山东省青岛市 266000
        摘要：随着当前国民经济水平的日益提升，水利工程建设取得了较好的成绩。在工程施工过程中需要解决诸多环境问题，因此在施工过程中对软土堤基进行处理是必不可少的。堤基处理在工程中扮演着重要的角色，如遇软土堤基施工更会显现许多问题：由于软土堤基没有较高的强度，而且含有较多的水分，这样就会在某种程度上促使软土堤基有着较高的压缩性。所以，相关单位需要对施工场地的具体情况做好考察，制定出切实可行的方案，确保工程的整体水平。
        关键词：水泥搅拌桩；软土堤基；处理
        引言
        水泥搅拌桩是以水泥浆液等材料作为固化剂，通过特制的搅拌机械，在堤基中将软土和固化剂强制搅拌，同时利用软土和固化剂之间产生的一系列反应，使软土硬结成具有整体性、水稳定性和一定强度的优质堤基；作用机理主要是通过水泥浆液使软土形成复合堤基。水泥土搅拌桩早期主要用于处理正常固结的淤泥与淤泥质土、粉土、素填土、粘性土、饱和黄土及无流动地下水的饱和松散砂土等堤基；现在随着施工机械的发展和工艺的改进，搅拌能力大大提高，可适用的土质也在不断扩大，得到广泛推广应用，具有施工简单、工期短、造价低、堤基处理效果好等优点[1]。软土是堤身软基的主要组成结构，由于软土自身含水量较高、透水性差、压缩比较高导致堤坝的结构性能受到直接的影响。为保障软土基堤坝的稳定性需要积极做好堤身软基的处理，通过科学合理的施工技术与施工工艺提升软土基堤坝的稳定性。
        1.软土堤基的特征性
        水利工程施工中经常会需要在软土堤基上进行施工，为了更好的保证施工质量，一定要对软土堤基的情况加以掌握。软土堤基通常是指压缩量较高，强度较低的软土层，其中有机质的含量是非常高的。软土堤基的含水量高、质地松软，并且由于堤基的空隙大，无法承受较大压力，如果承受一定的压力作用下就会出现变形的情况。在软土地质上进行工程施工难度较大，在施工中如遇软土堤基，由于其含水量极高，在气候炎热时，水分会出现大量蒸发的情况，导致土质变得非常疏松，必定会给工程施工带来极大阻碍，将严重影响施工的质量及进度。
        2.水泥搅拌桩处理技术
        水泥搅拌法是通过搅拌机将水泥、石灰等施工材料作为堤基的固化剂深入到软土堤基中与原堤基土质进行充分的搅拌，通过施工材料与软土之间发生的化学反应和物理反应提高堤基强度以达到相应的强度指标。具体如下：
        2.1 深层水泥搅拌桩
        将水泥浆液作为软土堤基的固化剂，利用深层搅拌机将水泥浆液与软土混合形成水泥桩体，能增加软土硬结度。对提高淤泥、粉尘土、泥炭土等土质软土堤基的强度有着重要的作用[2]。
        首先，要对软土堤基深层水泥搅拌桩进行试桩，在每个施工标段都要采用5根以上的搅拌桩进行试验，从找到最佳的泵送压力、下钻速度、深层搅拌机的提升速度等相关的搅拌参数，待试桩成功后再进行正式的深层水泥搅拌桩施工。
        其次，要做好施工前的准备工作，对深层搅拌桩施工现场的杂物、障碍物、废弃物等进行清理，同时要保证场地的平整性，如果施工场地处在坑洼地带的话，要利用无杂物的土壤回填至平整；对水泥搅拌桩的用材进行选取，主要材料为水泥，而水泥的型号多种多样，要选择适当的型号，对水泥搅拌桩施工中使用的机械、设备等工具进行检查，确保施工中的各项设备都能保持在最佳的状态下施工，以保证深层水泥搅拌桩施工的有效性；对开钻位置以及开钻的其他参数等进行审核，需要由项目经理、监理经理双方面共同验收合格后，才允许正常施工[3]。

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        最后，深层水泥搅拌桩对软土堤基进行处理时，应注意施工流程，要严格按照相关的流程工序逐步进行，先通过放样技术来确定钻桩的位置，再将钻机的位置固定并检查钻机的各项参数，下钻要采用正循环的方式进行下钻，直到下钻到设计的深度时启动高压注浆泵，再将钻机执行反循环运转提钻，浆液保持在几面的400cm以下，再进行重复下钻搅拌并反循环提钻到地面，进而水泥桩结束施工；在进行水泥搅拌桩施工前，还需要注意对注浆管道进行检查和清理，避免过渡出现堵塞的现象；水泥浆液的材料配比参数，要根据建筑材料的适用标准进行[4]。
        2.2水泥搅拌桩施工工艺
        （1）施工场地布置。首先全面清理施工范围内碎石、表土、植被等杂物，并及时将其运送至指定位置，避免影响正常施工。为防止施工阶段现场出现积水现象，浸泡、侵蚀堤基土层，影响其稳定性，应做好临时排水设施修建，尽量利用原有水文条件、河道，降低对周边环境影响。待施工现场清理完毕之后，根据设施方案要求测量各项参数，恢复路基中线，并进行工作桩预埋，为后期施工提供参考及标准。
        （2）成桩工艺性试验。在水泥搅拌桩施工之前，应按照标准在专业技术人员指导下进行工艺性试验，试桩深度应大于设计值。通过成桩试验及时掌握各项操作技术参数，包括钻机钻进速度、喷浆压力等，若在试验施工中出现钻进阻力、偏差过大等问题，必须分析具体原因，并提出相应解决方案，以免正式施工中出现类似问题。试桩数量不小于5根，根据总体成桩施工数量确定，确保成桩质量满足工程施工要求，以试桩参数成果为依据进行水泥搅拌桩施工。
        （3）钻机就位及调直。待钻机运行至指定位置之后，适当调整钻机使钻头与桩位中心保持一致，且处于垂直状态。钻机安装是必须保证水平稳定，必要情况下可加设垫木，调平钻机位置。钻机安装完成后，采用水平尺检测安装稳定性，钻机井架垂直度由经纬仪检测。
        （4）搅拌成桩施工。首先拌制施工所需水泥浆液，必须严格按照科学配合比例，均匀搅拌各项原材料[5]。拌制完成的浆液按相应标准取样检测，确保浆液质量满足施工要求之后将其通过灰浆泵注入集料斗内。随后开启钻机进行钻进施工，严格控制钻进深度，为保证施工顺利进行，避免出现钻头喷口堵塞现象，钻头到达指定位置后开启空压机送气。当深度尺盘数据达到设计方案深度时，采用低速慢钻的处理措施，持续钻动1-2min，增强基础部分稳定性。在钻杆提升的过程中喷注浆液，在钻机提升停留时间为2-3s，确保浆液达到送浆口，反转提升速度约为0.5m/min。待钻头位置达到停浆标高之后，适当放慢搅拌速度，持续1-2min，确保桩头质量。为切实提升单桩承载能力，应重复搅拌施工，两次下沉深度保持一致。钻头提升高度与地表相距50cm，可关闭送浆器停止注浆施工。
        3.软土堤基处理技术的注意事项
        施工中对软土堤基进行处理时应对软土堤基的承载能力进行充分考虑，可借助于计算机软件对影响软土堤基水平剪切力、承载力、土壤热化等因素进行科学分析。水泥搅拌桩软土堤基处理技术是一项综合性、技术性较强的工程，为保证整体施工顺利进行，要加强各环节的质量监控，实现科学、高效管理。首先要制订相对完善的管理制度，在前期的规划及具体设计中要用专业的技术人员，严格程序，分工明确，责任到人，加强制度管理，为工程提供制度保障。其次是严格过程管理，在整个桩体施工过程中，要对每一个施工环节加强技术与监管。再次要加强技术培训，对相关的人员要加强技术培训，提升专业素质及水平的提高。
        结束语
        综上所述，相关单位在对软土堤基处理的过程中，需要依据施工的具体要求及其土质状况做好科学的选择，在选择处理手段的基础上应当对经济效益加以重视，并利用对比的方法寻找到最佳的处理手段，只有这样才能够促使软土堤基在处理过程中产生更为显著的效果。
        参考文献：
        [1]陈林，周彦章，何宁.长江深水航道扬中河段水下护滩堤软土堤基变形监测[J].中国港湾建设，2017（06）.
        [2]董小宾.垫层法在水利堤防工程软土堤基处理中的应用[J].农业科技与信息，2017（11）.
        [3]马强，张新平，崔淑君，张现宝.水利工程施工中软土堤基的处理方法[J].河南水利与南水北调，2017（06）.
        [4]黄燕辉，董宇峰，李启顺.便民河河口江堤软土堤基处理方案探析[J].东北水利水电，2017（07）.
        [5]庞翼飞，杨莛，鲍海兵.浅井降水在河道驳岸基础处理中的应用[J].珠江水运，2017（12）.