趙大偉

(伊通滿(mǎn)族自治縣水利勘測(cè)設(shè)計(jì)院，吉林伊通滿(mǎn)族自治縣130700)

1 多頭小直徑深層攪拌噴灌漿成墻的原理

多頭小直徑深層攪拌噴灌漿造墻技術(shù)是運(yùn)用特制的多頭小直徑深層攪拌樁機(jī)把水泥漿噴進(jìn)土體，同時(shí)鉆頭旋轉(zhuǎn)攪拌，使噴入土層的水泥漿液與原土充分拌和在一起，形成抗壓強(qiáng)度比天然土強(qiáng)度高得多，滲透系數(shù)較小，并具有整體性、水穩(wěn)定性的樁柱體。將樁柱體互相搭接成一列，形成連續(xù)墻體起到截滲作用。

多頭小直徑深層攪拌樁截滲墻技術(shù)適用于加固淤泥、淤泥質(zhì)土、黏土、粉質(zhì)黏土、粉土、砂土以及含少量礫石的直徑＜50 mm中粗砂層，甚至對(duì)土體存在架空、松散夾層、滲漏通道或洞空等情況也可施工，而且在汛期也不影響施工;加固處理深度≤18.0 m。

2 前進(jìn)水庫(kù)的設(shè)計(jì)

前進(jìn)水庫(kù)位于伊通滿(mǎn)族自治縣景臺(tái)鎮(zhèn)前進(jìn)村，伊通河左側(cè)支流雙廟子河中游，地處半山區(qū)。水庫(kù)控制流域面積16.7 km2。是一座以防洪為主，結(jié)合灌溉、養(yǎng)魚(yú)等綜合利用的小(1)型水庫(kù)。在水庫(kù)安全鑒定中發(fā)現(xiàn)壩基存在滲漏問(wèn)題，存在潛在滲穩(wěn)問(wèn)題，土壩在樁號(hào)0+250 m～0+350 m段壩后有滲漏問(wèn)題，同時(shí)在泄洪洞左側(cè)壩后的沖溝內(nèi)，有水溢出，可能是建壩時(shí)，原地面的雜草、耕土、淤積土等未清除所致，也可能是壩下局部存在礫砂層透水所致。由于壩體土與第③層粉質(zhì)壤土是良好的隔水層，但粉質(zhì)壤土的厚度不穩(wěn)定，局部較薄或缺失，壩前蓄水后，水會(huì)經(jīng)過(guò)砂層向下游滲漏，影響壩前正常蓄水。

在除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)過(guò)程中，采用多頭小直徑深層攪拌樁進(jìn)行防滲處理:

1)攪拌樁采用壁狀方式布置，自壩頂順軸線(xiàn)方向布置深層攪拌樁，形成一道防滲性能均勻的防滲墻。

2)防滲墻施工初步采用ZCJ—25型深層攪拌機(jī)噴漿造墻，該機(jī)鉆頭間帶有剛性連鎖裝置可實(shí)現(xiàn)一次成墻，一機(jī)共有3～6個(gè)鉆頭，本次設(shè)計(jì)采用5個(gè)鉆頭，鉆桿間中心距320 mm。

3)防滲墻厚度及孔徑

防滲墻厚度計(jì)算公式為:

計(jì)算

式中:T為最小防滲墻厚度，m;ΔH為最大上、下游水頭差，m;［J］為高噴防滲墻允許水力坡降，一般為其破壞坡降的1/2～1/3參考相關(guān)資料取40。

上、下游最大水位差7.65 m，經(jīng)計(jì)算得 T=0.19 m，考慮到施工可能帶來(lái)的垂直偏差(0.5%)，選用樁徑為400 mm，搭接處理論最小成墻厚度240 mm，本次設(shè)計(jì)單元內(nèi)樁間最大搭接120 mm，搭接處成墻厚286 mm，可以滿(mǎn)足防滲墻厚度的要求，防滲墻底部入壩基黏土層1.5 m。詳見(jiàn)圖1。

圖1 大壩防滲成墻孔布置圖

3 施工方法及施工技術(shù)要求

3.1 施工方法

本工程深層攪拌樁搭接處成墻厚度為286 mm，防滲墻施工初步采用ZCJ-25型深層攪拌機(jī)噴漿造墻，成空直徑為400 mm，鉆孔中心間距為280 mm。根據(jù)所選機(jī)型特點(diǎn)，施工時(shí)先完成1單元5孔造墻，然后在進(jìn)行下一單元5孔造墻，以此類(lèi)推實(shí)現(xiàn)全壩段防滲造墻，單元與單元之間搭接厚度要滿(mǎn)足施工造成的樁體傾斜度要求。根據(jù)本工程實(shí)際情況初步設(shè)計(jì)選定施工參數(shù)見(jiàn)表1，具體實(shí)施時(shí)應(yīng)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)和室內(nèi)試驗(yàn)進(jìn)一步認(rèn)證參數(shù)的合理性。

表1 多頭小直徑深層攪拌防滲墻施工參數(shù)表

3.2 施工技術(shù)要求

1)施工前首先進(jìn)行施工場(chǎng)地平整，確保場(chǎng)地平整，清除地上、地下一切障礙物。因?yàn)?，多頭小直徑深層攪拌樁的成墻質(zhì)量如何，首要任務(wù)就是要保證場(chǎng)地的平整。只有施工場(chǎng)地平整后，才能使多頭小直徑深層攪拌樁機(jī)就位，進(jìn)行多頭小直徑攪拌樁機(jī)的調(diào)整水平。

樁機(jī)的調(diào)平直接關(guān)系到樁孔的均勻搭接及接頭的截滲效果。并且保證施工過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生傾斜，保證起吊設(shè)備的平整度和導(dǎo)向架的垂直度，這樣才能滿(mǎn)足垂直度偏差、樁位對(duì)中偏差的設(shè)計(jì)值。

2)深層攪拌樁施工前應(yīng)打測(cè)試樁，確定攪拌機(jī)鉆進(jìn)深度，樁底標(biāo)高，樁頂灰面標(biāo)高;灰漿的水灰比，攪拌機(jī)的轉(zhuǎn)速和提升速度，灰漿泵的壓力或料罐和送灰管的風(fēng)壓;每1 m樁長(zhǎng)或每根樁的輸漿或送灰量、灰漿經(jīng)漿管到達(dá)噴漿口的時(shí)間;以及是否需要沖水或注水下沉，是否需要復(fù)攪復(fù)噴及其部位深度等參數(shù)。

3)保證攪拌機(jī)噴漿時(shí)連續(xù)供漿，因故停漿時(shí)，為防止斷樁應(yīng)將攪拌機(jī)下沉至停漿位置以下0.5 m處，待恢復(fù)供漿后再?lài)姖{施工。

4)為保證樁端得施工質(zhì)量，施工停漿面應(yīng)高出樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高0.3 m。

5)可以通過(guò)復(fù)噴的方法增加水泥與土拌和的均勻性，從而來(lái)達(dá)到樁身強(qiáng)度和均勻的目的，攪拌和噴漿次數(shù)以二次噴漿二次攪拌，最后一次提升攪拌，提升速度宜采用慢速提升。當(dāng)噴漿口達(dá)到樁頂標(biāo)高時(shí)，應(yīng)當(dāng)停止提升，應(yīng)攪拌數(shù)秒，以保證樁頭均勻密實(shí)。

6)樁與樁的搭接間隔時(shí)間≤24 h，如果間隔時(shí)間太長(zhǎng)搭接質(zhì)量無(wú)法保證時(shí)，應(yīng)采取局部補(bǔ)樁或注漿措施。

7)水泥漿配置好后，未使用前保持勻速攪拌，使水泥漿不離析。配置好的水泥漿存放的有效時(shí)間不應(yīng)超過(guò)2 h，存放超出有效時(shí)間的應(yīng)按廢漿處理。

4 質(zhì)量控制

樁位控制:為確保搭接長(zhǎng)度、墻體厚度及整體性，施工放樣應(yīng)精確控制點(diǎn)用經(jīng)緯儀測(cè)設(shè)，樁位用鋼卷尺測(cè)量，樁位放樣誤差≤10 mm。使樁位偏差滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求;

墻體垂直度控制:施工前，用經(jīng)緯儀調(diào)整樁機(jī)塔架或鉆桿垂直于地面，以確保施工時(shí)起吊設(shè)備的平整度和導(dǎo)向架的垂直度。觀察測(cè)斜儀指示，調(diào)整樁機(jī)支腿，保證樁機(jī)水平。施工時(shí)還應(yīng)注意檢查支腿是否下陷等情況，若發(fā)現(xiàn)超出允許值范圍時(shí)應(yīng)及時(shí)糾正，使截滲墻體垂直度可以滿(mǎn)足設(shè)計(jì)的要求。

樁徑控制:在施工過(guò)程中，由于一些土層對(duì)鉆頭磨損比較快，因此要控制鉆頭的直徑大小，一般選擇鉆頭直徑都稍微大于設(shè)計(jì)樁徑要求，并且要經(jīng)常檢查鉆頭尺寸是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求。如果鉆頭尺寸小于設(shè)計(jì)要求，就要重新更換合格的鉆頭。

材料質(zhì)量控制:深層攪拌用的固化劑主要材料為水泥，按設(shè)計(jì)要求選用規(guī)定標(biāo)號(hào)的水泥，并適當(dāng)?shù)膬?chǔ)存。在使用前每批次均應(yīng)取樣檢驗(yàn)，一般應(yīng)做水泥土強(qiáng)度、水泥體積的安定性、初終凝時(shí)間、比重等試驗(yàn)。攪拌水泥漿液所用的水應(yīng)符合混凝土拌合用水標(biāo)準(zhǔn)。

5 結(jié)語(yǔ)

由于當(dāng)時(shí)建設(shè)條件所限，吉林省有一些水庫(kù)出現(xiàn)了大壩填筑質(zhì)量差、滲漏嚴(yán)重等一系列問(wèn)題，導(dǎo)致危及到大壩的安全問(wèn)題。多頭小直徑深層攪拌樁截滲技術(shù)是一門(mén)新的截滲技術(shù)，具有工效高、成本低、截滲性能好、無(wú)環(huán)境污染、施工安全等特點(diǎn)，在汛期也不影響施工等特點(diǎn)和我省水庫(kù)大壩的具體情況，應(yīng)根據(jù)大壩地質(zhì)和壩身質(zhì)量?jī)?yōu)先選用多頭小直徑深層攪拌樁防滲墻技術(shù)。

［1］徐志軍.水泥土攪拌法處理地基［M］.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2004.

［2］劉寶平，宋淑平.深層攪拌法的設(shè)計(jì)施工及應(yīng)用［M］.濟(jì)南:濟(jì)南出版社，2003.

［3］中華人民共和國(guó)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.JGJ94—2008建筑樁基技術(shù)規(guī)范［S］.北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2008.