韋乘林 (郎溪縣城市防洪管理處,安徽 宣城 242199)
排澇站工程中泵站基礎(chǔ)處理工作非常關(guān)鍵,尤其是地基處理工作,如果基面處理過(guò)程中出現(xiàn)含水量大、壓縮性高以及透水性能差等問(wèn)題,需要采用有效的技術(shù)將其解決。諸多技術(shù)中,水泥粉體噴射攪拌樁的應(yīng)用效果最為明顯,同時(shí)也具有經(jīng)濟(jì)方面的優(yōu)勢(shì),將其運(yùn)用在地基處理工作中,能夠加強(qiáng)地基的承載力與穩(wěn)定性,這在今后排澇站工程地基處理中非常關(guān)鍵。
郎溪縣城西排澇站擴(kuò)容改造工程為郎溪縣老城區(qū)城西片排澇增容補(bǔ)點(diǎn)工程,是縣城治澇系統(tǒng)工程的重要組成部分。2016年7月初,受區(qū)域強(qiáng)降雨影響,郎溪縣城內(nèi)澇嚴(yán)重。現(xiàn)有的排澇能力不夠,且部分原有的排澇設(shè)施年代久遠(yuǎn),設(shè)備老化,不能充分發(fā)揮正常功能,結(jié)合現(xiàn)有的排水分區(qū)布置和水系調(diào)整,必須興建相應(yīng)的排澇設(shè)施。此次更新改造安裝4臺(tái)1000ZLB-7型軸流泵,每臺(tái)功率330kW,總功率1320kW,設(shè)計(jì)排澇能力為13.2m3/s,排澇標(biāo)準(zhǔn)提高到二十年一遇。
郎溪縣城西排澇站擴(kuò)容改造工程各層地基承載力:第二層,重粉質(zhì)壤土,是地基和圩內(nèi)護(hù)堤地良好的覆蓋層,地基允許承載力為140kPa~160kPa;第三層,中細(xì)砂地基允許承載力為180kPa~200kPa;第四層,中粗砂地基允許承載力為240kPa~260kPa。
為了更好地做好地基處理工作,下面提出兩種方案:
第一種方案,軟弱基礎(chǔ)含水率超過(guò)30%,可以發(fā)揮其加固優(yōu)勢(shì),機(jī)械設(shè)備操作復(fù)雜程度低,不會(huì)對(duì)周?chē)h(huán)境造成影響,成樁施工也不會(huì)對(duì)基土形成擾動(dòng)作用[1]。此外,該方案造價(jià)成本較低,按照設(shè)計(jì)要求,現(xiàn)場(chǎng)水泥粉體攪拌樁數(shù)量不足500根,有效總樁長(zhǎng)7000m,成本30萬(wàn)元,但是其缺陷在于無(wú)法有效控制質(zhì)量。
第二種方案,該方法對(duì)施工技術(shù)有非常嚴(yán)格的要求,整體施工周期較長(zhǎng),會(huì)對(duì)之后環(huán)節(jié)的工作帶來(lái)影響。施工質(zhì)量控制方面難度較小,可有效保證地基處理效果。但是該方法所需造價(jià)高,按照設(shè)計(jì)要求現(xiàn)場(chǎng)鉆孔灌注樁數(shù)量為100根左右,有效總樁長(zhǎng)為1050m,不同位置的底板混凝土增加312m3,鋼筋重量增加16.4t,成本總計(jì)960.45萬(wàn)元。
綜合考慮經(jīng)濟(jì)效益與技術(shù)效果,采用第一種水泥粉體攪拌樁方案實(shí)施地基處理作業(yè)。
采用水泥粉體攪拌樁作為排澇站工程地基處理工藝,需要通過(guò)試驗(yàn)的方式在粉噴法、濕噴法中做出選擇。針對(duì)3根試驗(yàn)樁進(jìn)行觀察,最終結(jié)果如表1所示。3根試驗(yàn)樁中,1號(hào)、2號(hào)采用粉噴攪拌樁,3號(hào)采用濕噴攪拌樁,將水灰比設(shè)置為0.50。通過(guò)試驗(yàn)結(jié)果與數(shù)據(jù)分析可知,1號(hào)樁最大加載為282kPa,總沉降量為27.256mm,沉降比為0.0368,單樁復(fù)合地基承載力特征值為140kPa;2號(hào)樁最大加載為282kPa,總沉降量為25.341mm,沉降比為0.0344,單樁復(fù)合地基承載力特征值為140kPa;3號(hào)樁最大加載為201kPa,總沉降量為62.328mm,沉降比為0.0628,單樁復(fù)合地基承載力特征值為88kPa。
由此可以總結(jié):第一,3根試驗(yàn)樁的錘擊數(shù)結(jié)果顯示,粉噴法效果要優(yōu)于濕噴法;第二,1、2號(hào)試驗(yàn)樁的復(fù)合地基承載力特征值相同,與標(biāo)準(zhǔn)值規(guī)定相符,滿足地基處理要求,3號(hào)試驗(yàn)樁為888kPa,相比規(guī)定值較低,試驗(yàn)過(guò)程中的沉降比大于6%,總沉降量較大,可見(jiàn)粉噴法在地基處理中的優(yōu)勢(shì)。
水泥粉體攪拌樁在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中,水泥建議選擇32.5級(jí)普通硅酸鹽水泥,如果統(tǒng)一采購(gòu)袋裝水泥,那么出廠日期要在3個(gè)月內(nèi)[2]。組織施工時(shí)做好篩選工作,以免水泥塊較大發(fā)生噴灰口堵塞的現(xiàn)象。準(zhǔn)備階段施工人員要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的場(chǎng)地進(jìn)行檢查,保證平整與整潔,將樁位附近所有的雜物、障礙物清除。如果基坑開(kāi)挖到設(shè)計(jì)樁頂上方1.5m以內(nèi),便可以開(kāi)展施工,粉噴樁的施工要超過(guò)設(shè)計(jì)樁頂上方500mm,隨后可以開(kāi)始回噴攪拌?;貒婇L(zhǎng)度要達(dá)到一半樁長(zhǎng),開(kāi)挖基坑過(guò)程中將設(shè)計(jì)樁頂上方全部鑿除[3]。
現(xiàn)場(chǎng)所有的施工人員需要按照最終確定的試驗(yàn)樁參數(shù)做好控制,完善施工流程,加大各個(gè)工序監(jiān)督力度。水泥粉體攪拌樁施工流程:①對(duì)位。根據(jù)平面布置圖要求編制布樁編號(hào),將樁體中心點(diǎn)標(biāo)注出來(lái),鉆機(jī)對(duì)中定位后,鉆桿、地面的垂直偏差不能超過(guò)1%,平面樁距偏差則要小于50mm,成樁深度偏差小于50mm;②鉆進(jìn)攪拌。鉆進(jìn)攪拌的速度嚴(yán)格按照v=0.5m/min-0.8m/min進(jìn)行控制,以免鉆進(jìn)過(guò)程中雜物堵塞噴灰口。鉆進(jìn)0.5m時(shí),開(kāi)啟空壓機(jī)完成噴射壓縮空氣這一作業(yè);③提升與噴粉。為了獲得最佳的土質(zhì)、水泥融合效果,與噴粉量設(shè)計(jì)規(guī)定相符,當(dāng)鉆到設(shè)計(jì)深度時(shí),鉆機(jī)要原位反向旋轉(zhuǎn),將空壓機(jī)開(kāi)啟實(shí)施噴射水泥操作,水泥摻入比例控制為15%,原位攪拌時(shí)間超過(guò)30s之后可以提升速度。速度提升要求控制在0.5m/min-0.8m/min之間,噴粉量以60kg/m為宜;④復(fù)攪。水泥、軟土攪和過(guò)程中,為了保證攪和的均勻性,要全程實(shí)施復(fù)攪。復(fù)攪期間保持中速,且復(fù)攪至樁底,隨后再慢速提升復(fù)攪直到樁頂即可;⑤檢驗(yàn)。已經(jīng)成樁之后現(xiàn)場(chǎng)工作人員要對(duì)儲(chǔ)粉罐內(nèi)部的剩余水泥量進(jìn)行檢查,要求大于1根樁用量加上50kg,便可以移位鉆機(jī),開(kāi)始接下來(lái)的施工[4]。
第一,施工期間要對(duì)實(shí)時(shí)施工記錄進(jìn)行檢查,通過(guò)質(zhì)量評(píng)定了解各樁施工情況,如果發(fā)現(xiàn)與要求不符的情況,按照所處位置、數(shù)量等及時(shí)解決,比較常用的方法包括補(bǔ)樁、加強(qiáng)鄰樁這兩種;第二,超過(guò)基礎(chǔ)底面部位需要預(yù)留厚度為500mm的土層,在攪拌樁施工方面,要持續(xù)施工至地面,開(kāi)挖基坑期間要將上方質(zhì)量欠佳的地段挖除;第三,攪拌樁已經(jīng)成樁的24h之后,施工人員可以通過(guò)輕便觸探的方式對(duì)樁身錘擊數(shù)進(jìn)行查驗(yàn),保證檢驗(yàn)樁數(shù)量占成樁4%即可;第四,基槽開(kāi)挖階段需要加強(qiáng)對(duì)樁位、樁數(shù)、樁頂質(zhì)量的關(guān)注,做好查驗(yàn)工作。
綜上所述,水泥粉噴攪拌樁在地基處理中的應(yīng)用效果,與排澇站工程結(jié)構(gòu)的安全性有直接關(guān)系,所以需要加強(qiáng)關(guān)注,發(fā)揮水泥粉噴攪拌樁的同時(shí)還需要做好質(zhì)量控制工作,不斷提高地基承載力,解決排澇站安全問(wèn)題。