摘要:本文結(jié)合工程實例,論述了水利工程中水泥攪拌樁與其他基坑處理方法的比較,總結(jié)了水泥攪拌樁基坑截滲的施工要點,以推廣水泥攪拌樁在水利工程中的廣泛應(yīng)用。
關(guān)鍵詞:水泥攪拌樁;基坑;截滲;降水理火
水利工程大都是臨河而建,因而地下水位均較高,且經(jīng)常會碰到中、強透水性的中、細砂土層,故施工時必須采取降水措施。工程上多采用深井或井點排水,但往往很難達到施工對基坑建基面無積水的要求。本文通過曹山閘重建工程實例,闡述了水泥攪拌樁在水利工程地基處理時的應(yīng)用。
1 工程慨況
曹山閘位于蚌埠市東郊,具有防洪、排澇和善水的功能,設(shè)計排澇流量為70m3/s。曹山閘為3孔4m×4m鋼筋混凝土涵洞式水閘,閘底板面高程為13.0m。基坑南側(cè)緊臨龍子湖,北側(cè)是龍子湖入淮口,東側(cè)是養(yǎng)殖廠院墻,西側(cè)約20m是居民住宅。
2 工程地質(zhì)
曹山閘周邊地面高程約18.5m,其中上游龍子湖湖底高程13.5~15.0m,下游湖底高程9.1~12.0m左右。工程區(qū)出露土層主要為第四系全新統(tǒng)(Q4a1)黃色、黃褐色重粉質(zhì)壤土及粉、細砂;第四系上更新統(tǒng)(Q3a1)黃色、黃褐色的粉質(zhì)粘土和砂礫石夾壤土,區(qū)內(nèi)地下水主要以孔隙水的形式賦存于各類土層中,按其埋藏條件分為潛水和孔隙承壓水兩種類型??紫稘撍x存于工程區(qū)內(nèi)上部重粉質(zhì)壤土中,主要受大氣降水及下伏砂層中承壓水越流補給(洪水期),向龍子湖排泄,地下水的運移較緩慢,孔隙承壓水賦存于下部粉、細砂層中,枯水期地下水向龍子湖排泄,洪水期受龍子湖補給,地下水運移較為迅速。非汛期龍子湖正常蓄水位是17.5m,地下水穩(wěn)定水位高程為18.0~17.3m左右。設(shè)計閘底板底高程為13.0m,位于③層粉,細砂層上,該層下地下水具有承壓性,對工程地基抗?jié)B、防滲不利。根據(jù)勘探資料,基坑開挖深度范圍內(nèi)土層分布情況見下表。
3 針對曹山閘閘址處周邊環(huán)境和工程地質(zhì)條件,設(shè)計時考慮了兩套降水方案進行比較
方案一:采用深層水泥攪拌樁防滲帷幕
方案一的思路是將基坑外的地下水攔截在基坑以外。在基坑周圍做水泥土深層攪拌樁截滲,攪拌樁采用套打方式,整個基坑形成一個封閉圈。攪拌樁樁徑0.5m,套打間距0.35m,樁底打入下層相對不透水層粉質(zhì)粘土層(樁頂高程16.7m,樁底高程8.2m),樁長8.5m。
方案二:采用輕型井點排水
方案二的思路是將基坑周邊的地下水降至基坑底面以下。在基坑周圍布置兩套輕型井點抽水系統(tǒng),井點管直徑40mm,每根長8m,井點管間距120cm,總管直徑為150mm,選用兩臺15kw的水泵抽水。
兩套方案的共同點是:在建筑物基坑初期圍堰內(nèi)積水,以及施工期基坑內(nèi)雨水、施工廢水、滲水,均采用明排方式排出。
兩套方案優(yōu)缺點分析如下:方案一投資大,但風險小,對周邊環(huán)境影響小,攪拌樁施工完成后,不需再投入人力物力。方案二投資小,但風險大,特別是閘西側(cè)居民房屋有可能會受到抽水的影響,產(chǎn)生下沉或開裂等現(xiàn)象。另外由于水閘緊臨龍子湖,龍子湖水位比基坑底高程高約4.5m,采用方案二很可能會造成龍子湖水直接滲入井點排水系統(tǒng),而使井點排水系統(tǒng)抽不完滲水,嚴重影響降水效果,以致達不到施工要求,延誤工期。經(jīng)分析比較后,該工程最終采用了方案一。
4 水泥攪拌樁施工要點
4.1施工前準備工作要點
4.1.1施工準備及場地平整
包括施工便道的修建、排水邊溝的開挖、供電設(shè)施的配套以及場地的平整等。
4.1.2施工放樣
首先要準確地放出起始樁位及邊線位置,然后用鋼盡標示出樁位。
4.1.3原材料的控制
水泥質(zhì)量的控制是整個施工過程的關(guān)鍵,必須嚴格控制水泥質(zhì)量。
4.2施工過程工作要點
4.2.1樁架定位及保證垂直度
施工時樁位偏差應(yīng)小于5cm,樁的垂直度誤差不超過1%。
4.2.2預(yù)攪下沉
待深層攪拌機的冷卻水循環(huán)正常后,起動攪拌機電動機,放松起重機鋼絲繩,使攪拌機沿導(dǎo)向架攪拌切土下沉。
4.2.3制備水泥漿
按設(shè)計要求的配合比拌制水泥漿。
4.2.4提升、噴漿并攪拌
攪拌機下沉到設(shè)計深度后,開啟灰漿泵將水泥漿壓入地基土中,并且邊噴漿、邊旋轉(zhuǎn),同時提升攪拌頭。
4.2.5重復(fù)攪拌或重復(fù)噴漿。
4.2.6移位下一樁位施工。
5 結(jié)束語
曹山閘重建工程成功采用水泥攪拌樁對基坑進行了截滲,施工時基坑外的地下水對基坑沒有產(chǎn)生任何影響,為整個工程爭取工期、保證汛前完工創(chuàng)造了良好的施工條件。對于其他水利工程建設(shè),當采用深井或輕型井點排水很難達到施工要求或使用風險較大時,可以換一個思路,采用水泥攪拌樁進行截滲,來解決排水問題,是可以首先應(yīng)用的。
參考文獻:
[1]GB50007—2002.建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范
[2]JGJ79—2002.建筑地基處理技術(shù)規(guī)范