摘要:在修建水利工程的过程中，软土地基是一种最常见的病害。它降低了地基的强度和承受能力，导致工程结构不严密，使用寿命也受到了影响，并不利于我国水利工程的建设与发展。本文主要分析了软基加固技术在水利工程中的应用，以期提高水利工程的建设质量，推动我国的现代化建设。
关键词:软基加固技术；水利工程；水泥搅拌桩
水利工程作为国家基础设施之一，能够影响到人们的生活质量，因此必须采取有效的技术解决软土地基的问题，加固水利工程的质量。软基的加固方法有很多种，本文主要分析了水泥搅拌桩技术的应用，这种加固技术施工较快、噪音较小，能够避免对环境造成的破坏，大大提高了水利工程的建设效率。
1 水泥搅拌桩技术的使用范围
在相关技术规范中规定出了水泥搅拌桩技术的适用范围，只这项技术能够用于素填土、粉土、粘性土、淤泥、饱和黄土、淤泥质土、无流动地下水的饱和松散砂土等类型的软土地基当中，以加固地基。我国水利工程遇到的软土地基大多为粉土、淤泥、淤泥质土以及含水量较高且承受能力较差的粘性土。土壤过大的粘性会导致无法和水泥土进行搅拌从而形成块状泥团，因此，只有土壤的粘性指数不大于25时，水泥搅拌桩技术才可以顺利使用，保证桩体强度和地基的坚固程度。此外，水泥搅拌桩技术的应用对地下水的酸碱值也有要求，当水质PH值小于4时，过酸的水质会影响软基和水泥之间的混合反应，降低加固的效果。因此，在使用水泥搅拌桩技术时，一定要注意土壤的粘性指标和水质的酸碱值都符合要求才能够起到最好的加固效果。
2 水泥搅拌桩技术的具体应用
2.1 施工程序
利用水泥搅拌桩技术进行软基加固的流程一般是施工准备、桩位放样、调平钻机、制备水泥浆、预搅下沉、提升喷浆搅拌、重复下沉搅拌、重复提升搅拌、成桩、移动钻机。这些流程相辅相成，每一个环节都需要严格的进行。
2.2 施工细节
一、钻机在安置时，应注意安装稳固，避免摇晃，保证水平偏差小于50毫米，垂直偏差小于百分之一。
二、在制备水泥浆时，要严格把控材料配比，使用32.5普通硅酸盐水泥作固化剂最为妥当，水和灰的配比保持在0.45至0.55之间，配比完成后再进行搅拌。搅拌的时间一般都在三分钟以上，这样才能保证搅拌出的水泥纯度在标准要求之内。在搅拌完成之后要进行过筛，避免水泥出现离析的问题，影响施工质量。
三、在预搅下沉环节中，要使用到钻机，钻进需要以80-135r/min的正钻速度、0.8-1m/min的下沉速度钻至预设的深度进行下沉，才能避免对水泥的纯度造成影响，保证搅拌工作顺利进行。
四、在提升喷浆搅拌时，要先在水泥处于喷浆口时先进行三十秒的喷浆搅拌，等桩端土和水泥浆搅拌均匀之后再进行反向搅拌，以0.8m/min的速度稳步提升直至到达地面。尤其注意的是，在提升过程中，当喷浆口距离地面30至50厘米时需要停止提升工作进行三十面的搅拌，再进行提升。并且喷浆口的压力和速度也要严格的把控，最适宜的是0.4-0.6MPa的压力与40-60L/min的速度。
五、在复搅工作中，一定要保证水泥桩体的均匀程度，在喷浆泵关闭之后再次旋转和下沉搅拌机钻头进行搅拌工作，直至钻头提升至地面，去除水泥浆凝固之后剩余的部分。
2.3 控制质量
2.3.1 桩身设计
水泥桩桩身的设计一般都不应过深，最好是保持在进入持力层500毫米左右，否则会出现很多问题不利于软基的加固。例如：水泥浆由于过大的压力难以渗入成桩，无法达到预设的桩长；土质较硬的桩底持力层导致搅拌机难以下钻，土体难以搅碎；过深的持力层延缓了下钻速度，水泥因用量增加而造成不必要的浪费。
2.3.2 解决硬层
在地层中会经常出现硬层加大施工的难度，但是根据不同的硬层厚度也有相应的解决办法。
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第一，当硬层厚度小于500毫米，下钻较轻松时，可以增加回浆量来快速穿透硬层。若下钻较难，则应该在增加回浆量时加重动力钻头，在搅拌机最下面的两个横向搅拌刀片上安装较为锋利的刀片，达到迅速穿破硬层的效果。
第二，当硬层厚度大于500毫米时，将硬层作为持力层能够直接起到桩体的作用，继续深入会出现水泥浆难以渗透硬层成桩，出现桩体质量不达标的现象。
2.4 检验质量
安置好水泥桩之后需要对其质量进行检验，使用触桩试验和钻孔取样的方式对水泥桩的桩距、桩径、桩长、垂直度、单桩喷浆量和桩体强度进行检测，保证各项指标都符合标准要求，提升水泥桩对软基的加固效果。
3 水泥搅拌桩常见的问题分析
3.1 常见问题
有较强酸性、较高含水量的土质都会影响到水泥的水化，抑制水泥土强度的提升。因而在使用水泥搅拌桩技术加固软基时需要合理配比水泥，利用实验得到水泥土强度的变化规律，保证在正式施工时水泥土的质量能够符合工程要求。从目前的水泥桩搅拌技术应用中看，常见问题是水泥堆积，导致其它部位水泥浆数量减少，桩体的质量受到影响。这样的水泥不满足实际的配比要求，严重降低了桩体的强度，导致水利工程的建设无法顺利进行。
3.2 出现问题的原因
3.2.1 机械设备不规范
导致水泥土搅拌不均匀的原因之一是机械设备的不规范，出浆口方向和位置出现了严重的偏差导致喷浆提升的速度得不到严格的控制，不符合要求的功率会导致搅拌机旋转的速度变慢，不足的搅拌机叶片层数也会导致在压浆时没有足够的压力。
3.2.2 缺乏检测方法
在检测桩体质量时，一般都只能检测桩体的承受能力，却无法检测出它全身的质量。当前很多工程都没有经过桩体全身质量的检测，却仍然在施工和使用，造成了很大的安全问题。
3.2.3 喷浆方式不当
在喷浆过程中，一般在第一次下沉搅拌和最后一次提升时喷浆不符合规范。当第一次下沉搅拌出现喷浆时，喷浆在土体还没有搅碎的情况下无法得到扩散，便会在出浆口芯柱。当提升时，搅拌次数不符合要求会影响到水泥土的搅拌，导致水泥不均匀，无法达到要求的强度。
3.3 控制方法
3.3.1 提升式喷浆代替下沉式喷浆
下沉过程中出现的喷浆会导致浆液分配不合理，水泥浆在遇到比较软的土体时喷射会由于增大的下沉速度而产生不足，在遇到较硬的土体时，又会由于减缓的下沉速度而产生过量。因此，在下沉时不宜进行喷浆，下沉应将搅松土体作为主要任务，帮助水泥浆更好的注入。
3.3.2 在桩体底部布置适量浆液
当水泥浆注入的深度不足或者桩底搅拌程度不足时，可以在初次搅拌时在桩底停留并喷浆一分钟左右，解决这个问题，提升水泥桩质量。
3.3.3 针对性措施
对于桩体的各类问题，要采取针对性的措施进行解决。当桩长大于15米时，可以通过增加搅拌机的功率以提升搅拌机转速和碎土能力；当喷浆量过多时，应降低喷浆的提升速度；要及时检查桩体的各个部位，避免意外情况的发生。我国的搅拌机通过定量泵送输送水泥浆，喷浆的次数和钻头提升的速度决定着灌入地基的水泥用量，因此要对喷浆次数和提升速度进行严格控制。
4 小结
软土地基是水利工程施工时不可避免的遇到的情况，合理的加固是保证工程质量的前提。只有规范各种材料的使用、合理把控各种机器的运转，科学的运用水泥搅拌桩技术，才能实现对软土地基的加固，提升地基的承受能力，使水利工程的安全性和持久性得到保障，推动我国水利工程事业的发展。
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[3]鲁华巧.基于水利工程软土地基施工技术的研究[J].建筑工程技术与设计,2016,(23):413-413.
论文作者:吴煜贵
论文发表刊物:《城镇建设》2019年第07期
论文发表时间:2019/6/28
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