摘 要：随着我国经济快速发展，水利工程作为基建设施，其建设规模在逐年增加。在水利工程建设中难免会遇到软基处理问题，如一些水闸、堤防、泵站、拦河坝等受质地条件、已有规划等条件限制，必须对软基进行处理，而水泥搅拌桩技术可以起到稳固地基的作用。水泥搅拌桩利用水泥作为主要固化剂，使用专用钻头在地基深处进行强制拌和，配合其他材料在一定范围内将软土和固化剂混合在一起固结形成桩体，达到提升地基整体强度的效果。在水利工程软基处理过程中，水泥搅拌桩是一种常用的方法，相较于其他施工方式而言，该种方法具有成效高、成本低、对环境无污染、施工周期短、投入使用快等特点。
关键词：水利工程；软基处理；水泥搅拌桩；设计与施工
1 水泥搅拌桩的软基加固原理
水泥搅拌桩的原理是利用深层搅拌机顺着深度方向强制搅拌固化剂（粉煤灰、石灰粉、水泥粉或是水泥浆等）、软土以及适量的掺合剂，让固化剂与土体产生物理和化学反应，并形成强度良好的水泥土固结体，使软土发生硬结，实现提升地基强度和整体稳定性的目的。概括说来，水泥搅拌桩的成桩工艺主要有水泥粉搅拌法、水泥浆液搅拌法及夯实水泥土桩法三种。
2 水利工程软基中水泥搅拌桩技术应用
2.1 水泥搅拌桩技术设计应用过程中的注意事项
在运用水泥搅拌桩技术前要进行试桩，检验复合地基是否满足水利工程建设设计标准，并结合现场试桩结果确定桩基制作工艺流程、水泥掺入比例，关注桩基的均匀性。试桩可以选择非主要的地基部位进行作业，且不少于4根。试制桩间距要满足水利工程标准建设要求。现场进行试验时，要提交相应的生产性试验计划，并报送相关人员进行审批，设计人员要关注试验成果，关注其制桩工艺要求、试验数据等内容。水泥搅拌桩及处理后的复合地基相关参数应满足工程设计标准，所采用的设备、成桩机具等性能、指标、参数必须满足水利工程施工标准要求。
2.2 水泥搅拌桩技术施工应用
2.2.1施工前准备
施工前先平整施工区域，将桩位地上、地下的障碍清除干净，对于低洼处要及时进行黏土回填，不得使用杂土回填。选择等级强度、质量满足要求的普通硅酸盐袋装水泥，并提前将水泥样品送至指定试验室进行检验。施工过程中涉及的各类设备、机具要配备完善的监测控制设备，以便能够有效控制水泥浆用量，各类施工机械要具备良好性能，及时安排专人进行设备维保，确保设备运行稳定，在设备正式投入使用前，要经监理工程师和项目经理部进行检查验收。
2.2.2现场施工工序
施工现场的具体工序如下：
1）根据设计平面图进行桩位放样，确定每一处桩基的位置。
2）根据桩位放样结果确定钻机位置，检验、调整钻机，待钻机定位后钻头应正对桩位中心。
3）启动钻机钻进至设计深度，同步启动高压注浆泵，使水泥浆通过管道进入被搅动的土层当中，搅动使水泥、土层能够充分拌和，现场搅拌过程中要安排专人进行读数记录，掌握现场钻进变化情况。重复搅拌、提升钻至设计深度，并确保水泥浆能够到达桩体顶部，然后关闭高压注浆泵，停止搅拌成桩结束，然后钻机移动到下一个桩位重复以上过程进行现场施作。
2.2.3施工注意事项
开钻前应清洗管道，并检查是否存在堵塞现象，待冲洗用水排放干净后才能正式开始下钻。开钻前要在钻机上悬挂吊锤，确保桩体垂直度满足设计标准要求，钻进过程中可以通过吊锤与钻杆上、下、左、右距离控制钻进角度。
检查成型搅拌桩水泥用量、泥浆拌制罐数、压浆期间是否断浆，合理控制喷浆搅拌、提升时间及复搅次数。控制桩体水泥浆用量、每米掺合量，在施工现场设置水泥浆比重测试仪器，以便现场工作人员可以随时对水泥浆水灰比进行抽检，确保水灰比能够满足设计标准要求。
水泥搅拌桩施工采用二喷四搅工艺，首次下钻为避免堵管可带浆下钻，控制喷浆量即可，严禁带水下钻，每根成桩时间应不少于40min，喷浆压力不小于0.4MPa。为保证水泥搅拌桩整体质量，首次提钻喷浆时要在桩底进行短暂停留磨桩端，上提钻机时将余下水泥浆全部喷入桩体，在到达桩顶时要磨桩头。
搅拌桩施工使用叶缘喷浆搅拌头，浆液离开叶片可以向桩体中心移动，随叶片转动，浆液在桩体土层中的分布较为均匀。现场施工要严格控制喷浆和停浆时间，开钻后要保持连续作业，严禁未喷浆情况下进行钻杆提升作业，并严格控制储浆罐内浆液储量。施工中若发现喷浆量不足，需要依照标准进行整桩复搅、复喷，若遇不可控因素导致喷浆中断，应记录相应深度数值，12h内补喷处理，超12h应进行补桩。
2.3 质量检查措施
在水泥搅拌桩成桩7d后可以使用轻便能探法对桩体质量进行检验。使用轻便触探器的勺钻在桩体中心钻孔取样，观察样本颜色变化情况，了解搅拌均匀程度、水泥土强度等方面的参数，确保水泥搅拌桩的整体强度能够满足水利工程设计标准要求。采用轻便触探法的深度一般不宜大于4m。在成桩完成后，横向承载水泥土28d后、竖向承载水泥土90d后，使用钻芯取样的方式检查桩体完整性、搅拌均匀度、桩基整体强度、桩体垂直度等方面参数。
一般情况下，钻芯取样频率为1%~1.5%，单轴水泥搅拌桩桩径为500~550mm，最大600mm，固化剂常用等级强度为32.5/42.5。水泥掺量除块状加固时可用被加固湿土质量的7%~12%外，其余宜为12%~20%。加固深度：湿法小于20m，干法小于15m。
3 质量控制措施
（1）开钻前，需要对全部管道进行清洗，同时仔细检查管道内是否出现堵塞的情况，将管道内的水全部排放干净后才能实施下钻作业。
（2）需要将一吊锤悬挂于主机上，并对吊锤进行控制，确保其和钻杆各个方向的距离相同。此外，还需要着重检查各根成型搅拌桩质量，包括其水泥用量、搅拌水泥浆的罐数、实际压浆时有无断浆情况出现、提升喷浆搅拌的时间和重复搅拌的次数。不仅如此，还需要确保各台机械都配有电脑记录仪，保证桩体水泥浆使用数量及掺合量都与设计要求相符。
（3）需要在作业现场设置水泥浆比重测定仪，方便工作人员对水泥浆的水灰比进行抽检，确保其与设计要求相符。通常情况下，都是采取二喷四搅的方法来实施水泥搅拌桩作业。首次下钻过程中，需要将喷浆量控制在总量的50%以内，禁止带水下钻，出现防止堵管情况。
（4）需要采用抵挡来实施首次下钻与提钻，在重复搅拌的情况下，则可以提升一个档位。一般情况下，成桩时间需在40min以上，且喷浆压力在0.4MPa以上。在首次提钻喷浆过程中，需要将其停留于桩底30s，提升时余浆需全部喷入桩体，同时于桩顶部位实施磨桩头，大约需停留30s，以确保水泥搅拌桩的桩身、桩顶与桩端质量。
（5）严格把控喷浆及停浆时间，一旦开钻，需要确保作业的连续性，切不可中途停止。禁止在停止喷浆时提升钻杆。保证储浆罐的储浆量大于一根桩的用量加50kg,否者不可实施下一根桩的作业。在作业环节出现喷浆量偏低的情况，则需要实施整桩复搅，且复喷量需要在实际用量以上。如果因机械故障导致喷桩暂停的情况，需要立即将其深度记录下来，并于12h内进行补喷，其中补喷重叠段长度需要控制在1m以上。如超出12h则需补桩。
结束语：
水泥搅拌桩技术应用成效高、成本较低、设备要求简单、施工周期短、投入使用快等特点，有利于提高水利工程建设效率，降低建设成本，是一种较好的软基处理方法。因此，需要充分了解水泥搅拌桩在水利工程设计和施工中的应用情况和具体要求，才能更好地发挥其作用，确保水利工程建设顺利开展，为社会经济、发展贡献应有的力量。
参考文献：
[1]刘学峰,金威.试论水利工程水泥搅拌桩施工质量控制要点[J].中国新技术新产品,2012(34):172.
[2]袁秀荣.水利工程水泥搅拌桩施工及注意事项[J].科技创新与应用,2011(24):115.