水利工程中水泥搅拌桩的质量检测技术浅析

2021-11-24闫雷明

商品与质量 2021年10期

闫雷明

山东水总有限公司山东济宁 272400

水泥土搅拌桩在水利工程的软土基础处理方面，技术上可行、质量可靠。可以有效地加固软土基础，满足防洪工程整治的建设标准，并在一定程度上节约建设投资，水利工程施工结果的质量与稳定性会大大增加。

1 水泥搅拌桩的作用机理

软土地基处理过程中多采用复合地基法，在软土中建造承载能力及强度较大的构造物，以提高原有地基的承载力。水泥搅拌桩就是软土地基处理中常用的构造物，采用深层搅拌机将水泥或水泥砂浆与土体强制拌和在一起，最终凝结成水泥构造物。这种构造物具有良好的水稳定性能，且整体性、强度高的优势，可提高软土地基的承载能力，减少地基沉降。具体而言，水泥搅拌桩的作用主要体现在以下几个方面：首先，集中应力及降低沉降。相比周围的土体，水泥搅拌桩的强度、刚度要远远大于土体，因此，在地基中加入水泥搅拌桩可以大大提高地基的承载能力；并且在路基填筑荷载及外部荷载的作用下，复合地基中的应力按模量大小分布，在应力集中的作用下绝大部分荷载都作用于水泥搅拌桩桩体上，周围土体受到的应力作用就大大减少了，有效降低地基的沉降量[1]。其次，垫层作用。水泥搅拌桩施工是利用深层搅拌机向地基深层喷射水泥浆，在搅拌机的作用下水泥浆与路基土地体均匀融合在一起，最终取代原有地基成为新的路基垫层，在地基深处形成一个高刚度、高强度的复合地基层，从而提高地基的承载能力。最后，加筋作用。水泥搅拌桩竖立于软土地基，其强度及刚度都比较大，所以能够提高地基的抗剪切强度，路基土的水平位移也会下降，最终提高软土路基的稳定性。

2 应用水泥搅拌桩质检技术的水利工程施工方法设计

2.1 水利工程施工准备与前期测量

遵循水利工程施工的一般流程，可以将水利工程的具体施工工作划分为多个步骤，按照各个工作步骤的先后顺序逐一分析。在开始施工之前首先需要进行前期的准备与测量工作。由专门的管理小组依据实地勘察情况进行测量工作，在具体的工作中，施工测量主要包括对水平位置的测量、放样测量、控制桩测量等步骤，为后期的施工工作提供数据支持，良好的施工前测量工作有利于水利工程施工工作的顺利进行。

2.2 确定水利工程施工工艺流程

首先，进行施工放样，用全站仪放出水泥搅拌桩施工边线，确定施工范围，用石灰标出施工边线，并用水准仪测量场平标高。根据设计图纸合理布置桩位。其次，进行搅拌与喷浆，钻机启动后钻杆持续、匀速下沉，并在下沉的同时进行搅拌，开启送浆泵边进行旋转、搅拌，边将浆液与土体喷射融合在一起，直至下沉深度符合施工要求，设备保持30s以上的持续喷浆状态，保证土体与水泥浆充分搅拌均匀。最后，提升与搅拌。提升搅拌机能够防止喷浆口堵塞，并且能够保证持续、均匀的搅拌，搅拌机提升至桩体顶部时保持2min的搅拌时间，保证搅拌充分再关闭搅拌机，并移位。

2.3 检测水泥搅拌桩质量

水泥搅拌桩质检是保证水利工程整体施工质量与安全符合相关标准规定的重要前提基础和有效手段，因此将水泥搅拌桩的质量检测技术应用其中。目前的质检方法包括挖桩检查法、轻便触探仪触探法、静力标贯法和钻孔取芯法。其中挖桩检查法和钻孔取芯法虽然可以得出较为准确的检测结果，但会影响水泥搅拌桩的质量。而静力标贯法主要是对成型的水泥搅拌桩施加压力来观察不同应力下桩体的形变情况，因此也存在破坏桩体的风险。因此在此次水利工程施工方法中应用的是轻便触探仪触探法作为水泥搅拌桩的质检方法[2]。

3 水泥搅拌桩施工质量控制策略

3.1 控制材料质量

加大进场控制力度，抽检每个批次的水泥，并要求进场水泥具备合格证书、相关质量证明文件；如果灰浆发生离析要禁止使用；灰浆倒入集料斗之前要提前过筛，避免浆液中存在块状物。

3.2 合理控制桩身水泥用量

水泥用量会对桩身的强度产生直接影响，用量不足会降低桩身强度，用量过多则会增加工程造价，因此要合理控制水泥用量，水灰比、送浆压力等参数要严格按照试验参数设置，且在施工过程中需要对水泥用量进行反复计算，确保其符合规定要求。水泥搅拌桩施工完成后要对其进行测试，主要参数包括桩间距、桩位、桩数，检测桩身的完整性，包括有效桩长、桩身截面变化、桩身连续性、搅拌的均匀性、桩身强度；此外，还要检测单桩承载力、复合地基承载力等。水泥搅拌桩质量检测方法包括目测法、轻便动力触探法、静力触探法、钻探取芯法、应力波反射法等。