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水利枢纽出水闸水泥土搅拌桩的施工技术

【摘要】在建设水利枢纽工程中,普遍都应用水泥搅拌桩技术,这种施工技术在水利工程中起着非常重要的作用,它和水利工程的质量密切相关。针对这一点,本文主要对水利枢纽出水闸水泥土搅拌桩的施工技术作阐述。 

【关键词】水利枢纽工程;出水闸;水泥土搅拌桩;施工技术 
  水泥土搅拌桩这种施工技术主要是依靠水泥来做固化剂,经过专门的搅拌设备进行搅拌,充分把粉体、地基、浆液进行搅拌,并且搅拌均匀,保证具有稳定和整体的性质,形成软土结构,进而与天然地基形成一体,变成复合型地基。这项施工技术,可以使震动、噪音等工程影响减小,同时具有环保、成本低、方便施工等优点,而且有很高的机械化施工技术。 
  1.实例概况 
  一项水利工程水闸,它的主要建筑等级为一级,其他的一些连接建筑为三级,例如一些进出口连接和防冲设备等,建筑干堤内部的地方装有闸,它与干堤相距为195m,主要构成的部分有进出口翼墙、出口防洪闸、启闭设备以及进口的检修闸等。工程结构为八孔涵洞,这个建筑结构中,每两个孔彼此进行连接一次,一共有四次连接,建筑具有23.5m高的闸底板,长度为220m的枢纽。 
  2.施工技术 
  2.1水泥搅拌桩的施工工艺 
  2.1.1施工前的测量 
  边桩控制桩通过全站仪器进行测量,同时也测量深搅桩轴线,测量合格以后,然后制作控制桩,确定好桩位的具体位置,通过竹筷标注,然后把桩机安放好,在此基础上,要布置水准点,这些临时水准点的范围相距沿线施工50m左右,在施工过程中,也作为桩顶标高控制的参考,它也成为控制桩顶标高的主要数据。 
  2.1.2定位桩机的位置 
  为了能够使桩位和钻头准确对准,要对装机进行移动,位置对准以后,在利用水平尺来调平桩机。如果有地面不平的情况,也要确保起重设备在水平位置上,这样才能使搅拌桩施工能够垂直,为了能够确定机架水平,可以在机架两侧悬挂铅垂球,用来控制机架垂直度。 
  2.1.3水泥浆的设计 
  未使用搅拌机前,要设计水泥浆的比例,根据设计的配比,然后进行拌合,在没有压浆的时候,集料斗中灌入水泥浆,水泥使用的标准是每平米83kg,同时用1:1的水和灰搅拌,一组桩平均用3991kg的水泥。 
  2.1.4喷浆下沉的施工 
  检查好桩基的定位以后,把搅拌机用钢丝绳挂在起重机上,然后砂浆泵和搅拌机用浆胶管分别进行连接,等到冷却水循环系统运转正常,进一步启动搅拌机,同时放松钢丝绳,根据搅拌机的重量下沉,下沉过程中要缓慢,一直下沉到要求的深度,通过电流检测表控制下沉的速度,一般情况下,要用70A以内的工作电流和1-1.4m/min的速度进行下沉。在速度慢的情况下,为了能够使钻井顺利,在输浆系统中可以补充清水。钻进前,要用钢尺测量钻具的长度,为了能够清楚的看到测量长度,要在标记尺度的位置,用红油漆标注孔深。 
  2.1.5喷浆过程中设备的提升 
  当搅拌机已经钻到所要求的深度后,要对所钻深度进行检查,看是否合格,等到检查合格以后开启灰泵,水泥浆通过搅拌机的中心管压入桩底,在桩底搅拌的同时进行喷浆,搅拌机最后从提出地面,进一步让系统气筒传动,用二档的反转速度进行转动,等达到到2/3规定灰浆总量时,开始逐渐提升搅拌机,于此同时要保持持续喷浆,在提升过程中要控制好速度,遵照设计好的提升速度来施工,通常的提升速度为0.31-0.49m/min,首次的喷浆量也要控制在设计范围内,是设计喷浆量的71%。 
  2.1.6复搅施工技术 
  在所有的提升、喷浆和搅拌都达到要求的高度时,就马上停止提升,然后让系统传动变成正传,同时让喷浆停止,开始向下复搅,向下复搅的速度控制在二档,逐渐下搅到所设计的深度。 
  2.1.7重复提升进行搅拌 
  当复搅到规定的位置后,然后让传动系统的转动反向旋转,同时开启灰浆,继续在喷浆的过程中逐步搅拌提升,等到搅拌机逐渐的提升出地面,桩体的施工也就完成。 
  2.2施工搅拌桩产生的问题及解决办法 
  搅拌桩在实际施工当中会出现桩头严重下沉的情况,而且能够下沉1.3-2.1m左右的深度。在施工过程中出现这样的情况,主要是由粉细砂层土质造成,而且这种土质含水量特别大,基坑的位置也是在地下水位以下,施工所用的方法也是深井降水,施工当中会出现流动的粉细砂层,同时会随着流水排除细砂和水泥浆,这就会造成桩体下沉。通过对造成下沉的原因进行分析研究,最后用回填基坑的方法来处理,回填的砂石料达到1米的厚度,当基坑降水停止以后,开始拌合施工,在搅拌桩长度设计的基础上增加1米,然后进行分区填筑,开始用水泥搅拌桩的技术来施工,这样就能有效的解决出现的下沉问题。 
  2.3桩体的负荷检测 
  (1)单桩复合地基在施工中的检测。所使用的方法是慢速维持法,通过这样的方法去试验,用手动油泵进行逐级使负荷加载,试验过程中要使试验负荷增加两倍,卸载的级别是四级,加载的级别是八级,而且卸载量的级别两倍于分级荷载值。这个堆载平台是通过工字钢塔和钢梁设置而成,所建的承压板面积为1.68m2,长宽分别为1.10m和0.82m。然后在上边进行堆砌沙袋,让其产生反力效果。(2)进行检测单桩荷载试验。试验的方法也是慢速维持荷载,加载过程中也是通过手动油泵进行逐级加载。负荷加载量每级为56KN,在初次负荷加载过程中,要达到荷载的两倍,从第二次开始负荷加载就要固定特定的荷载值,并且通过搭建的堆砌平台进行加载,同样堆砌沙袋来形成反力装置。(3)试验以后的结果。荷载试验的单桩竖向抗压达到了要求的极限,单桩地基也达到荷载承载力,而且符合荷载设计的要求。 
  3.结语 
  整个工程施工过程中,水闸的施工主要是通过水泥搅拌桩技术来完成,这项技术使地基的强度有效的提高,而且能够实现在粉细砂和高水位的壤土中施工,同时在施工过程中也获得相关技术和数据,得到丰富的经验,能够为以后的工程提供有效的参考。[科] 
  【参考文献】 
  [1]王明山,闫雪峰,张东刚,等.多桩型复合地基设计计算方法探讨[J].岩土工程学报,2003.25(3):352-355. 
  [2]张阁平.深层水泥土搅拌桩施工工艺[J].建材与装饰:上旬,2011(12):77. 
  [3]郭涛.水泥土搅拌桩施工工艺优化现场试验研究[J].湖南工程学院学报:自然科学版,2012(1):84-87. 

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