试析马屋菁尾矿库桩基础处理施工的管理对策

试析马屋菁尾矿库桩基础处理施工的管理对策

杨尚立

云南云天化环保科技有限公司 安宁市650300

摘要：为了保障尾矿库的安全可靠性运行，需要利用科学方法，对桩基础进行加固处理，尤其要对高压旋喷桩施工技术进行优化应用，增加整体基础结构的稳定性，减少后续运营过程中的故障问题。文章主要以马屋箐尾矿库的桩基础处理施工技术进行分析，并探究施工管理对策，旨在进一步提高高压旋喷桩施工技术水平，保障尾矿库桩基础的安全性与稳固性。

关键词：马屋菁尾矿库桩基础施工工艺管理对策

高压旋喷桩施工技术在尾矿库桩基础处理中的应用，主要是利用钻杆把高压水泥浆进行水平喷射，形成喷射流，与土体进行拌和，形成水泥土，加强对桩基础的加固效果。在马屋箐尾矿库桩基础施工中利用高压旋喷桩施工技术，可以进一步提高桩基础稳固性，强化整体结构的安全性，促进整体尾矿库的的顺利运行。在具体应用中，需要对马屋箐尾矿库桩基础工程特点，对施工技术参数进行优化设计，强化加固效果，满足工程需求。

一、工程概况

马屋箐尾矿库是云南磷化集团有限公司安宁矿业分公司200万t/a磷矿采选工程项目的配套工程，位于昆明安宁市县街街道办小箐口村西南约500m 处，地处元良河左侧支流马屋箐沟的中下游,坝址距沟口元良河约560m。该工程项目为云南磷化集团有限公司安宁矿业分公司马屋箐尾矿库三期工程。计划加高18m， 堆筑至标高2067m；全库容732.91万m',坝高79m。在场地岩土物理力学性质分析中，根据《工程岩体分级标准》（GB50218-2014）岩体物理力学参数计算公式为：

BQ＝100＋3Rc＋250Kv（中风化灰岩Kv取0.7）

由此确定，中风化灰岩岩体基本质量分级为Ⅳ级，岩体粘聚力ck=260kPa，内摩擦角φk=35°；地基承载力特征值为fak=1800.0kPa。三期扩容工程主要建设内容包括桩基础处理、新建排洪设施、坝体贴坡加固、子坝加高、新增安全在线监测设施等。其中马屋箐尾矿库三期工程库内高压旋喷桩基础处理项目，作业环境为尾粉土(砂)面上【1】。本工程工作内容为桩基础处理，66370m。其中，项目区地形地貌如图1所示。

图1 项目区地形地貌

二、施工工艺

（一）做好施工准备工作

（1）场地准备，要对业务进行良好的沟通，对排尾矿位置进行适当调整，踩排水后使用汽油桶、木板、脚手架等搭设施工平台，方便高压旋喷桩施工的开展。（2）材料准备，按照设计图纸要求，准备PO42.5普通硅酸盐水泥，保障水泥新鲜没有结块，且将其水灰比设计为1:1，配制完成浆液后，需要在一小时以内开始旋喷作业，并将其中的硬块砂石进行过滤。（3）机具准备，结合工程施工要求，准备充足的高压旋喷钻机，并配备相对应的发电机组、制浆机、空压机等设备，避免延误工期。此外还需要准备操纵控制系统、高压管路系统、材料储存系统等，并对设备技术性能进行合理设置【2】。

（二）钻机定位

把旋喷桩机移动到相应桩位位置，并把钻头对准孔位中心，此外还需要整平钻机，确保其平稳性，与地面保持水平性。要对钻杆垂直度进行严格控制，不能超过1.5%。完成以上操作后需要开展低压涉水试验，并确保喷嘴畅通性，保障压力值在标准范围内。

（三）制备水泥浆

要结合设计要求，对水泥浆配比进行合理设计，并科学拌制。在干净桶中倒入适量的水，然后倒入水泥、外掺剂等，并使用自动搅拌机进行连续性搅拌，持续五分钟左右后，拧开搅拌桶底部阀门，并放入第一道筛网，其孔径规格为0.8毫米，以便对浆液进行过滤，之后将其汇入到浆液池中，使用泥浆泵将其抽进第二道过滤网，对浆液进行过滤，流入浆液桶，以便后续工艺操作进行使用【3】。

（四）钻孔施工

在马屋菁尾矿库桩基础施工中，需要使用SJ-20型旋喷钻机，使用旋喷注浆管带浆钻孔，然后在预定桩位进行钻孔，直到达到设计标高后才能停止钻进作业，但是需要持续性旋转。然后要对高压浆管、空压管进行连接，并同时启动旋转。与此同时，还需要使用专业仪表对压力、流量、风量进行严格控制，确保各项参数达到标准数值后，才能继续提升、旋喷、提升，确保钻进高度达到设计标高后才能停止。其中，高压旋喷桩施工技术参数如表1所示。

表1 高压旋喷桩施工技术参数

（五）桩头处理

把旋喷管提升到桩顶位置时，需要从桩顶以下0.1米开始，缓慢提升旋喷，几秒后，缓慢向上提升0.5米，确保达到桩顶停浆面【4】。

（六）重复作业

在钻进过程中，一旦遇到坚硬地层，需要对其进行多次重复喷浆、搅拌，确保桩孔直径符合设计要求。重复以上操作8次左右后，确保喷浆管提升到停浆面，然后高压泥浆泵停止运行，不再继续输送水泥浆，把旋喷浆管旋转提升到地面上，才能关闭钻机

（七）清洗

完成以上作业后，需要在浆液罐中放入一定量的清水，然后启动高压泵，对管路中残存的水泥浆进行彻底清洗，保障其清洁性，避免喷浆管头上粘附尘土等。其中，二重管旋喷注浆如图2所示。

图2 二重管旋喷注浆示意图

三、管理策略

（一）现场质量检验

在现场质量检验中，需要至少检验6棵以上，并使用低应变法，对桩身完整性进行检测，并使用高压旋喷桩芯样对室内抗压强度、抗剪强度进行检测，分别设置三组高压旋喷桩单桩竖向承载力试验、复合地基承载力试验，并现场开挖测量桩体直径。通过以上试验，可以对高压旋喷施工工艺参数进行明确。

（二）强化质量控制

提前进行试桩工作，明确技术参数、浆液配比；对旋喷过程中的冒浆量进行合理控制，如果在20%以上，需要对旋喷参数、喷嘴直径进行调整；保障钻杆旋转、提升作业的持续性，严禁中断，钻杆搭接长度为15厘米左右，防止发生断桩问题；浆液制作过程中，需要严格控制水灰比，严禁随意改变，且避免旋喷过程中出现泥浆沉淀问题；对旋喷过程的相关参数进行详细记录，如高压泵型号、注浆管直径、提升速度等【5】。

（三）质量通病处理

（1）不冒浆、冒浆量少的问题，主要原因是土层粒径过大、孔隙过多。处理方法为：加大浆液浓度；灌注粘土浆，加细砂或者中砂；浆液中掺加骨料。（2）冒浆量过大，主要是因为喷射范围与喷浆量不匹配的问题，因此结合实际情况，提高喷射压力，缩小喷嘴直径，加快提升速度。（3）凹穴处理，完成喷射灌浆后，需要持续向喷射孔内静压灌注浆液，确保孔内混合液凝固不再下沉；之后需要进行第二次静压灌浆，在马屋菁尾矿库桩基础施工中，水泥：水：铝粉=9.8:6.9:0.3。

（四）质量保证措施

在高压旋喷桩施工中，需要保障桩位准确性，提前进行放样测量，保障钻机对准桩位；要保障桩身垂直度，提前调平钻机，钻进过程中需要灵活性调整其垂直度，避免出现下陷倾斜问题；保障桩顶标高，利用水准仪对各区标高进行精准测量，明确钻孔深度和空喷深度；要强化桩顶强度，复喷桩头，超喷需要在桩径一倍以上；防止缩径、夹泥问题，如果土层密度过高，需要进行慢档高压提升和下沉，增大喷嘴作业半径【6】。

结语

综上所述，在尾矿库桩基础施工中，需要对高压旋喷桩施工技术进行优化应用，结合具体工程施工要求，优化技术参数设计，保障施工操作的标准性与规范性，促进整体尾矿库桩基础工程质量的提升，强化基础结构强度和稳固性。

参考文献

[1]曾霄祥,黄广黎,刘涛等. 某尾矿库库尾临时保通线工程对尾矿库安全影响论证 [J]. 世界有色金属, 2021, (07): 167-169.

[2]王立彬,刘硕,蒙萌等. 振冲碎石桩在提高尾矿库坝基承载力中的应用 [J]. 安徽工业大学学报(自然科学版), 2020, 37 (02): 119-124.

[3]李东毅,吴萍,黄德敏. 尾矿库区PHC桩加筋法静压桩施工工程管理经验探讨 [J]. 科技与创新, 2017, (03): 87-88+91.

[4]刘国荣. CFG桩在尾矿库地基处理中的应用研究 [J]. 公路交通科技(应用技术版), 2014, 10 (02): 33-34.

[5]付永祥,刘广志. 尾矿库安全监测设施设计管理探讨[C]// 中国冶金矿山企业协会. 第四届全国尾矿库安全运行技术高峰论坛论文集. 承德龙兴矿业工程设计有限公司;, 2011: 5.

[6]石有安. 马钢矿山老尾矿库存在的问题及处理方法 [J]. 金属矿山, 1993, (06): 44-48.