机电排灌站地基加固中搅拌桩的应用探析

　　近年来，我国城市化建设步伐越来越快，同时在农村和城市中，机电排灌站等水利设施也得到了极大的发展，在进行排灌站建设时，由于地基含水量比较大、透水性比较差、土质压缩性比较高，极大的增加了排灌站地基施工难度。水泥搅拌桩具有提高土质承载能力、提高土质抗剪强度等特点，将水泥搅拌桩应用在排灌站地基加固中，能有效地提高排灌站地基施工质量，下面就机电排灌站地基加固中搅拌桩的应用进行分析。

 

　　一、水泥搅拌桩加固原理

 

　　水泥搅拌桩是一种加固地基的新方法，它能以水泥、石灰等材料为固化剂，利用特殊的搅拌机械设备，在地基中将水泥、石灰等固化剂和软土搅拌在一起，通过固化剂和软土发生的物理化学反应，来提高软土的性质，使得软土变成水稳定性良好、整体性良好的地基，在淤泥、黏土、亚黏土、淤泥质土等饱和软黏土中，水泥搅拌桩加固法有十分广泛的应用。水泥搅拌桩加固法的原理和混凝土硬化原理有很大的差别，水泥搅拌加固法是的加固机理主要是通过土的物理化学反应实现，由于水泥搅拌桩加固法的水泥用量比较少，而土含有一定活性介质，水泥会在土中发生反应生成各种水化物，在这个过程中，会发生离子交换现象，并且在团粒化作用和凝硬反应下，水泥土体的强度会得到极大的提高。

 

　　二、工程概况

 

　　某机电排灌站设计装机4台，总装机容量为800KW，其中单机容量为200KW，设计自排流量为15.2m3/s，相应排模为0.55m3/km2，设计抽排流量为11.04m3/s，该排灌站属于Ⅳ等中型泵站，主要建筑是3级。对施工现场进行地质勘测，基土层物理力学性质指标为：人工填土层厚度为0.9m～6.3m，平均含水率为26.4%，容许承载力为120kPa，压缩模量为5.0MPa；中—重粉质壤土厚度为0.9m～3.7m，平均含水率为29.4%，容许承载力为120kPa，压缩模量为5.5MPa；淤泥质重粉质壤土厚度为1.5m～4.5m，平均含水率为38.2%，容许承载力为80kPa，压缩模量为3.0MPa；淤泥质中—重粉质土层厚度为11.3m～15.7m，平均含水率为37.4%，容许承载力为100kPa，压缩模量为4.0MPa。

 

　　三、地基处理方案

 

　　根据施工现场地质勘测报告，该排灌站施工现场的第3层淤泥质重粉质壤土有排涝进水涵、站房、前池的底板，而该层土层的厚度为1.5m～4.5m，并且含水量比较大、压缩性高、承载能力差，很难满足施工需求，因此，需要进行地基加固处理。

 

　　根据工程的实际情况，施工单位提出两种地基加固方案，一是采用钢筋砼钻孔灌注桩进行加固；二是采用水泥粉体搅拌桩进行加固。通过对这两种加固方案进行对比，发现方案一的施工质量容易控制，但工艺要求比较高，并且施工工期比较长，造价比较高；方案二施工设备操作比较简单，对含水率高的软土地基有良好的加固作用，同时这种方案的造价比较低，施工过程对环境污染比较小。经过对比分析，施工单位决定采用水泥粉体搅拌桩对地基进行加固处理。

 

　　四、水泥搅拌桩施工

 

　　4.1施工工艺流程

 

　　在本次施工中，施工工艺流程为：钻机就为—钻进—钻杆原地倒钻并压浆—提升钻杆—停止压浆，钻杆正转至复拌深度—反向旋转，提升钻杆至桩顶—管道冲洗—钻机移位，结束施工。

 

　　4.2施工机械设备

 

　　在本次施工中，施工单位采用成套的GZB型单搅拌轴、叶片喷浆深层搅拌机，与该搅拌机配套的施工器具有1台带电磁流量计的灰浆泵、1台500L灰浆搅拌机、1个集料斗。

 

　　4.3施工场地布置

 

　　在正式进行施工前，施工单位要安排施工人员根据设计图纸对施工现场的各项情况进行认真的复核，并布置好现场平面，合理的安排打桩顺序，明确各个施工机械设备的位置，从而为施工的顺利进行提供保障。施工单位还要安排施工人员在施工现场设置好排水系统，并注意对供电线路的保护，避免供电线路设置不合理，引起触电事故。在进行正式施工前，施工单位还要安排施工人员对本次施工使用的施工材料的质量进行严格的检查，严禁使用质量不合格的施工材料，从而为工程施工质量提供保障。

 

　　4.4水泥搅拌桩施工

 

　　在进行水泥搅拌桩施工时，施工人员首先要将桩机就为，确保搅拌机对中指定桩位，然后将搅拌机的电机打开，确保一切正常后，将桩机钻头上的钢丝绳放松，保持钻头向下旋转钻进，达到设计标高后，停止钻头钻进。在钻进过程中，如果土质比较硬，钻进遇到困难，施工人员可以根据实际情况，利用灰浆泵喷清水从而软化土质。当钻头钻进到距离设计标高1m后，施工人员要根据事先确定的水泥浆配合比，配制水泥浆，并在压浆前，将水泥浆倒入集料斗中。当钻进至设计标高后，施工人员要将灰浆泵打开，然后经水泥浆压入地基中，先在原地转几圈，然后一边提升搅拌速度一边喷浆，搅拌机的提升速度必须严格的按照事前确定的速度进行，确保提升到设计桩头时，集料斗中的水泥浆能完全用完。在施工过程中，为确保水泥浆能和土体完全搅拌均匀，施工人员要从夫搅拌下沉钻机，达到设计标高后再次提升搅拌。由于搅拌桩桩头位置和上部构筑物直接接触，其受力比较大，为避免桩头不会受力损坏，在进行重复搅拌时，施工人员要在距离桩头1m的范围内进行二次喷浆加固。当完成成桩后，施工人员要将清水注入集料斗中，并打开灰浆泵，从而对输浆管路进行清洗，避免水泥浆凝固在管路中，引起管路堵塞。

 

　　五、施工质量控制及质量检测

 

　　5.1施工质量控制措施

 

　　在进行水泥搅拌桩施工时，施工单位必须加大对施工质量的控制，只有这样才能为地基加固质量提供保障。施工人员在配制水泥浆时，必须对严格的按照确定的配合比进行操作，同时要控制好水泥浆的质量，确保配制的水泥浆不会出现离析现象；在施工过程中，为确保地基加固质量符合相关规定，施工人员要对搅拌桩垂直度进行严格的管控，确保搅拌桩桩位偏差小于50mm，垂直度偏差小于1.5%。

 

　　5.2施工质量检测

 

　　在本次施工中，施工结束后，施工单位采用无破损检测、单桩承载力试验、复合地基承载力试验等方法对施工质量进行检测，从而为工程的施工质量提供保障。无破损检测是指利用检测装备敲击桩顶，通过仪器记录振动波的回波，从而对断桩长、局部缺陷等进行判断；单桩承载力试验是在桩顶分级直接堆物，从而检查单桩的承载能力；复合地基承载试验是在施工范围内划出一小块试验面积，对试验面积中的所有桩顶及地面进行整平，然后在试验面积上布置刚性平板，最后进行分级加载试验，判断地基的承载能力。

 

　　六、总结

 

　　在机电排灌站地基处理中，采用搅拌桩进行地基加固，能有效地降低地基沉降，提高地基的强度、承载力，因此，在实际施工中，施工单位要根据实际情况，合理的采用搅拌桩进行地基加固处理，从而有效地提高工程施工质量。

 

　　参考文献

 

　　[1]覃柳中.水泥搅拌桩复合地基在建筑地基加固中的应用[J].建材与装饰，2012，（07）：117-118.

 

　　[2]舒逸秋.搅拌桩在机电排灌站地基加固中的应用[J].城市建设理论研究（电子版），2012，（20）：142-146.