水利工程软基中水泥搅拌桩的设计及施工探讨

张彦涛

摘要：近年来，我国水利工程建设规模不断扩大，其中地基处理是水利工程的重要组成部分。地基处理是设计和施工过程中必须面对的一个基本问题。在水利工程施工过程中，经常遇到软土地基。为提高其稳定性，可采用水泥搅拌桩技术进行处理。与其他软基处理方法相比，水泥搅拌桩技术具有施工方便、造价低等优点，可以有效地保证水利工程地基的稳定性。在此基础上，本文探讨了水泥搅拌桩在水利工程软基中的设计与施工，以供参考。

关键词：水利工程;软基;水泥搅拌桩;设计;施工

在水利工程建设中，不可避免地要面对软土地基处理的问题。水泥搅拌桩技术可以达到良好的处理效果。水泥搅拌桩采用水泥作固化剂，采用专用钻头在地基深处进行搅拌，将一定范围内的软土和固化剂与其它材料结合形成桩身，从而提高地基的整体强度。水泥搅拌桩处理软土地基的效果非常显著，可以在处理后迅速投入使用。

一、水搅搅拌桩技术概述

1.1 水泥搅拌桩加固软基的基本原理

在水泥搅拌桩中，主要是使用相应的深层搅拌设备，然后将固化剂、软土以及掺和剂等进行充分搅拌，在此基础上可以使固化剂以及土体之间发生相应的理化反应，这样就能形成具有一定强度的水泥土加固体，从而使软土地基逐渐出现硬结状态，这就在很大程度上提升了水利工程项目软体地基稳定性与牢固性。通常情况下，与其他处理技术相比，水泥搅拌桩技术在使用过程中可以发挥出非常多的优势，不但能减少施工成本的投入，并且还能对环境污染问题进行有效缓解。

1.2 水泥搅拌桩技术成桩工艺的类型

一般情况下，水泥搅拌桩与天然地基共同组合而成了深层搅拌桩复合地基，成桩工艺类型主要体现在了以下几个方面：第一，水泥浆液搅拌成桩。在水泥搅拌施工工作开展之前，首先需要将水泥材料调制成相应的水泥浆，当调制完成之后，用过管道将水泥浆输送到地下，与地基土体之间进行有效融合，在搅拌后等待土体凝固，从而在一定程度上提升软土地基的物理特点;第二，水泥粉搅拌成桩。在面对比较松散的水泥粉时，首先需要采用压缩空气将其传输到地下，与地基土之间进行融合，利用软土地基当中存在的孔隙水，最终在发生水化反应之后可以达到一种凝结的状态，从而进一步提升软土地基的物理特点;第三，水泥土桩夯实。在这一过程中应该选择使用比较单一的土质材料，严格参照相应的比例与水泥材料之间进行均匀拌和，将融合之后的水泥分层回填传输到桩孔当中，在此基础上进行相应的夯实处理工作，从而保证最终水泥土桩质地的均匀性，在强

二、利工程软基中水泥搅拌桩技术应用

2.1水泥搅拌桩技术设计应用过程中的注意事项

水泥搅拌桩技术应用前要进行试桩，检验复合地基是否满足水利工程建设设计标准，并结合现场试桩结果确定桩基制作工艺流程、水泥掺入比例，关注桩基的均匀性。试桩可以选择非主要的地基部位进行作业，且不少于4根。试制桩间距要满足水利工程标准建设要求。现场进行试验时，要提交相应的生产性试验计划，并报送相关人员进行审批，设计人员要关注试验成果，关注其制桩工艺要求、试验数据等内容。水泥搅拌桩及处理后的复合地基相关参数应满足工程设计标准，所采用的设备、成桩机具等性能、指标、参数必须满足水利工程施工标准要求。

2.2 水泥搅拌桩技术施工应用

在水泥搅拌桩技术应用过程中，其具体流程主要体现在了以下几个方面：第一，施工前的准备工作。在施工工作开展职权，首先应该保证整个施工区域的平整性，对现场中存在的障碍物进行全面清理，如果存在一些低洼地面时，需要及时进行填土，在这一过程中需要注意不可以使用杂土进行回填。在对水泥材料进行选择时，应该保证在等级强度以及质量等满足满足相应的标准要求，并在第一时间内将水泥材料样本送到实验室中进行检测。针对于施工过程中可能使用到的施工设备以及施工机械等，一定要专门配备相应的检测控制仪器，在此基础带上才能对水泥浆用量进行合理控制。另外，应该对施工现场中的施工机械设备使用性能进行全面检测，并在一定的时间内将相应的维修保养工作进行全面落实，从而保证设备使用过程中的有效性;第二，现场的施工顺序。首先，严格按照桩机设计方案中的相关内容完成桩位放样工作，同时对每一处桩机的具体位置进行明确。其次，结合最终的桩位放样结果，对钻机安装地点、检验以及钻机调整等工作进行明确;最后，当钻机启动之后，需要转入到设计方案中所规定的深度，同时启动高压注浆泵，通过管道将水泥浆注入到正在搅拌的土层当中，保证水泥与土层之间的均匀搅拌。另外，在搅拌过程中应该安排专门的人员做好数据记录工作，从而可以对整个现场钻进情况进行全面掌握。第三，施工注意事项。开钻前应清洗管道，并检查是否存在堵塞现象，待冲洗用水排放干净后才能正式开始下钻。开钻前要在钻机上悬挂吊锤，确保桩体垂直度满足设计标准要求，钻进过程中可以通过吊锤与钻杆上、下、左、右距离控制钻进角度。检查成型搅拌桩水泥用量、泥浆拌制罐数、压浆期间是否断浆，合理控制喷浆搅拌、提升时间及复搅次数。控制桩体水泥浆用量、每米掺合量，在施工现场设置水泥浆比重测试仪器，以便现场工作人员可以随时对水泥浆水灰比进行抽检，确保水灰比能够满足设计标准要求。水泥搅拌桩施工采用二喷四搅工艺，首次下钻为避免堵管可带浆下钻，控制喷浆量即可，严禁带水下钻，每根成桩时间应不少于40min，喷浆压力不小于0.4MPa。为保证水泥搅拌桩整体质量，首次提钻喷浆时要在桩底进行短暂停留磨桩端，上提钻机时将余下水泥浆全部喷人桩体。在到达桩顶时要磨桩头。搅拌桩施工使用叶缘喷浆搅拌头，浆液离开叶片可以向桩体中心移动，随叶片转动，浆液在桩体土层中的分布较为均匀。现场施工要严格控制喷浆和停浆时间，开钻后要保持连续作业，严禁未喷浆情况下进行钻杆提升作业，并严格控制储浆罐内浆液储量。施工中若发现喷浆量不足，需要依照标准进行整桩复搅、复喷，若遇不可控因素导致喷浆中断，应记录相应深度数值，12h内补喷处理，超12h应进行补桩。

三、结语

总而言之，在水泥搅拌桩技术在应用过程中，可以有效减少成本方面的投入，对于施工要求较低，同时涉及到的施工周期也比较短，对于提升整个水利工程项目施工效率和質量有着非常重要的作用水。因此，一定要加强对水泥搅拌桩技术的研究工作，同时对水泥搅拌桩技术应用过程中需要注意的事项进行明确，在此基础上才能将水泥搅拌桩技术的作用充分发挥出来，从而保证水利工程项目建设工作可以实现顺利开展。

参考文献：

[1] 胡永安 . 水利工程软基中水泥搅拌桩的设计及施工探讨 [J].工程建设与设计 ，2020（03）：126-128.

[2] 徐莉 . 探讨水利工程中水泥搅拌桩的质量检测技术 [J]. 工程建设与设计 ，2019（22）：118-119.

（作者单位：黑龙江省水利水电集团第三工程有限公司）