在2006年至2010年期間,我鎮(zhèn)投資了2.1億元,按50年一遇的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了三批次的水利防災(zāi)減災(zāi)工程建設(shè),全面提升我鎮(zhèn)防洪體系。其中建設(shè)了18座聯(lián)圍水閘,就有17座水閘采用了粉噴樁進(jìn)行基礎(chǔ)處理。因我鎮(zhèn)地處珠江三角洲沖積平原,水閘基礎(chǔ)都需進(jìn)行處理,從設(shè)計(jì)報(bào)告書中反映,與采用灌注樁基礎(chǔ)相比,水泥攪拌樁持力層為粗砂層,閘室與樁土沉降均勻,不會(huì)產(chǎn)生脫空現(xiàn)象,沒有存在接觸沖刷問題,最重要是可以節(jié)約投資,由于水閘大小不一,節(jié)約投資達(dá)25%至46%,經(jīng)濟(jì)效益明顯,以桂洲尾水閘為例,說明如下:
桂洲尾水閘工程位于東莞市道滘鎮(zhèn),是水利防災(zāi)減工程項(xiàng)目之一,為道滘鎮(zhèn)道滘聯(lián)圍最大的聯(lián)圍水閘工程,總投資1260萬元,工程包括水閘和交通橋兩部分,其中閘孔凈寬為5孔7米,總凈寬為35米,屬中型水閘,于2007年由深圳市東深工程有限公司中標(biāo)承建。
由于水閘地處珠江三角洲沖積地帶,地質(zhì)報(bào)告反映,從河床底-0.5m至-18m為淤泥質(zhì)粉砂,-18m至-20m中砂層,-20m以下為泥頁巖。水閘基礎(chǔ)處理采用粉噴樁復(fù)合地基,設(shè)計(jì)粉噴樁樁徑為500,樁端持力層為中砂層。粉噴樁施工總長為63076m,空樁長度為880m。粉噴樁水泥采用32.5R普通硅酸鹽水泥,設(shè)計(jì)摻灰量為15%,樁身設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求為:cuf≥1.8mpa(28d),cuf≥2.5mpa(90d),閘室和橋涵部分地基設(shè)計(jì)復(fù)合地基靜載試驗(yàn)要求:qu≥150kpa(28d),qu≥200kpa(90d),擋土墻部分地基設(shè)計(jì)復(fù)合地基靜載試驗(yàn)要求:qu≥190kpa(28d),qu≥250kpa(90d)。
工程按施工組織進(jìn)行圍堰后,對(duì)基坑淤泥進(jìn)行挖運(yùn),并回填砂墊層后,根據(jù)水閘工程粉噴樁的數(shù)量及施工進(jìn)度計(jì)劃,安排了3部樁機(jī)進(jìn)行施工,1部樁機(jī)負(fù)責(zé)閘室部分,另外2部樁機(jī)各負(fù)責(zé)左右側(cè)翼墻基礎(chǔ)部分,其具體施工方法如下:(1)放線定位:整平原地面后,按設(shè)計(jì)圖紙及線路控制樁,現(xiàn)場(chǎng)用全站儀、鋼卷尺定出各粉噴樁樁位,并用竹簽插入土層作標(biāo)記,并繪制樁位網(wǎng)格圖;(2)鉆機(jī)就位、對(duì)中:整平場(chǎng)地放樣的同時(shí)進(jìn)行鉆機(jī)的試運(yùn)行調(diào)整,在放線定位后經(jīng)監(jiān)理驗(yàn)收合格后方可將鉆機(jī)移至樁位,對(duì)正竹簽,復(fù)核機(jī)架垂直度及鉆頭直徑;(3)鉆進(jìn):啟動(dòng)主電機(jī)與空壓機(jī),待空壓機(jī)送氣鉆機(jī)從慢到快分檔逐級(jí)加速順時(shí)針垂直鉆進(jìn),鉆進(jìn)深度用深度計(jì)或在井架上刻度顯示;(4)噴灰攪拌提升:控制雙螺旋攪拌頭到達(dá)設(shè)計(jì)樁底標(biāo)高后,鉆機(jī)改為逆時(shí)針旋轉(zhuǎn),啟動(dòng)送灰機(jī),待水泥灰達(dá)到噴灰口一定時(shí)間(—般—分鐘)后才開始提升鉆頭,邊噴粉,邊攪拌,邊提升;(5)復(fù)攪:當(dāng)鉆頭提升至地面下O.5m深時(shí)停止噴灰,關(guān)閉送灰機(jī),啟動(dòng)空壓機(jī)送氣,鉆頭迅速換檔正向轉(zhuǎn)動(dòng)鉆進(jìn)規(guī)定復(fù)攪深度處,原位攪拌1分鐘再反向重復(fù)前次攪拌、提升過程,保證復(fù)攪長度達(dá)設(shè)計(jì)要求;(6)成樁移樁:復(fù)攪結(jié)束后,關(guān)閉空壓機(jī),送灰機(jī)消散所有管道壓力,再關(guān)停鉆機(jī)主電機(jī),然后開啟液壓步驟,鉆機(jī)移位。
粉噴樁在施工過程中,需注意以下幾個(gè)問題:(1)水泥應(yīng)新鮮干燥,防止大塊雜物混入灰罐;(2)施工時(shí)灰罐內(nèi)的粉量應(yīng)大于450kg,灰罐加灰后擰緊密封蓋,以免漏氣;(3)預(yù)攪下沉速度應(yīng)<1.5m/min,下沉速度由電氣控制裝置的電流監(jiān)測(cè)表控制,其工作電流不應(yīng)大于額定值;(4)預(yù)攪下沉?xí)r應(yīng)待鉆頭有高壓空氣射出時(shí)才開始鉆進(jìn)。噴粉提升時(shí)一定要確保水泥灰到達(dá)噴灰口一定時(shí)間;(5)為確保正常噴粉,灰罐內(nèi)氣壓應(yīng)比管路氣壓高出0.02-0.05Mpa,經(jīng)常保養(yǎng)油水分離器,保持壓縮空氣干燥;(6)提升噴灰時(shí),速度<0.8m/min,切實(shí)保證復(fù)攪及提升速度的穩(wěn)定,確保粉灰量的一致性。復(fù)攪時(shí)及提升速度<0.8m/min,切實(shí)保證復(fù)攪及提升速度的穩(wěn)定,確保攪拌的充分均勻性;(7)成樁過程中發(fā)生意外事故影響樁身質(zhì)量時(shí),應(yīng)在12小時(shí)內(nèi)采取措施,重疊長度1.0m,否則重新打設(shè);(8)基坑開挖時(shí)應(yīng)注意邊坡的穩(wěn)定性,防止發(fā)生滑坡等事故,影響已成樁質(zhì)量。粉噴樁在達(dá)到檢測(cè)齡期后挖除墊層進(jìn)行檢測(cè)時(shí),需注意挖機(jī)對(duì)已成樁的影響,桂洲尾水閘在施工時(shí)先采用挖機(jī)將墊層挖運(yùn)后,再用人工進(jìn)行清理。
根據(jù)水泥粉噴樁處理軟土地基的控制參數(shù)及檢測(cè)內(nèi)容,檢測(cè)水泥粉噴樁施工質(zhì)量常用的檢測(cè)方法有目測(cè)法、截取樁段試壓法、輕便動(dòng)力觸探法、靜力觸探法、鉆孔取芯法、應(yīng)力波反射法、水電效應(yīng)法和靜載試驗(yàn)法等8種。
按照設(shè)計(jì)和有關(guān)規(guī)范要求,通過精心準(zhǔn)備,嚴(yán)格控制,桂洲尾水閘工程粉噴樁在達(dá)到檢測(cè)齡期后,開挖墊層,挖出樁頭,成樁效果良好。經(jīng)市水利工程質(zhì)量檢測(cè)站采用鉆孔取芯和靜載試驗(yàn)法檢測(cè),抽芯及靜載各項(xiàng)指標(biāo)均滿足設(shè)計(jì)要求,可以轉(zhuǎn)入下一工序施工?,F(xiàn)將鉆孔取芯和靜載試驗(yàn)這兩種檢測(cè)方法做簡(jiǎn)要介紹。
鉆孔取芯法是在成樁一定齡期后通過鉆孔取芯來檢查樁長、樁各部位的水泥含量、樁身水泥土的噴粉、攪拌均勻程度及樁身抗壓強(qiáng)度的變化情況,同時(shí)在取芯過程中可以進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)。通過觀察鉆孔取出芯樣來判斷粉噴樁樁身各部位攪拌的均勻性及狀態(tài);通過對(duì)芯樣進(jìn)行水泥滴定試驗(yàn)來檢查樁身各段的水泥含量情況;通過對(duì)樁身各段水泥土原狀土樣的室內(nèi)無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)及取芯過程各段配合用的標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)的標(biāo)貫擊數(shù),可以可靠準(zhǔn)確地判定樁身各段的樁身強(qiáng)度,同時(shí)也可測(cè)定出樁身土樣的變形指標(biāo);通過在取芯過程中水泥土樣的變化情況,可判定樁體的連續(xù)性并可確定樁長。
由于粉噴樁最終的控制參數(shù)是復(fù)合地基的整體承載力,靜載試驗(yàn)法是在樁體達(dá)到一定齡期后,對(duì)單樁或復(fù)合地基通過具有一定剛度的壓板加載來測(cè)試地基承載力的方法,是最能貼近地基受力的實(shí)際情況,最能準(zhǔn)確、直接測(cè)出單樁或復(fù)合地基承載力的最標(biāo)準(zhǔn)的方法,包括單樁靜載試驗(yàn)和復(fù)合地基靜載試驗(yàn)。靜載試驗(yàn)法是在現(xiàn)場(chǎng)直接通過加載檢測(cè)單樁及復(fù)合地基承載力的方法,最接近單樁或復(fù)合地基在工程實(shí)際中的受力狀況,用該法檢測(cè)的結(jié)果最能反映單樁和復(fù)合地基的實(shí)際承載力,但靜載試驗(yàn)法得到的是維持荷載作用下,最薄弱破壞模式相應(yīng)的樁土體系喪失承載剛度的外荷,盡管它能全面獲得承載剛度的變化情況,描述最弱的破壞模式,并得到與之相應(yīng)的承載力,但它不能提供樁身質(zhì)量的完整性、均勻性、連續(xù)性的完整信息,更不能定量定位,加之水泥粉噴樁具有樁體壓碎破壞發(fā)生在淺層的特點(diǎn),也就不能對(duì)粉噴樁的施工質(zhì)量作出全面的評(píng)價(jià)。僅對(duì)承載力有懷疑的單樁或復(fù)合地基而言,目前靜載試驗(yàn)法是最權(quán)威的檢測(cè)方法,但要對(duì)粉噴樁的施工質(zhì)量作出全面評(píng)價(jià),還須用其它的檢測(cè)方法與之配合和補(bǔ)充。
桂洲尾水閘工程2009年投入使用,經(jīng)過四年多的運(yùn)用,水閘沉降變形極小,實(shí)踐證明,對(duì)于淤泥質(zhì)粉砂地質(zhì),采用粉噴樁樁基處理方法是正確的,既達(dá)到經(jīng)濟(jì)的要求,又達(dá)到安全的要求。