張世泉

（山西水利水電勘測設(shè)計(jì)研究院 山西太原 030024）

1 水庫壩基情況

某水庫工程壩址附近發(fā)育有F10斷層，斷層走向與壩軸線大致平行，緊臨左河床壩段壩趾，河床右側(cè)性狀好于左側(cè)。大壩某斷面存在深層抗滑穩(wěn)定問題，要想根本解決問題需要將斷層進(jìn)行固結(jié)形成地下連續(xù)墻。地下連續(xù)墻上部覆蓋層厚度約20 m左右，覆蓋層多為原來大壩工程棄渣堆積而成，質(zhì)地松散；地下連續(xù)墻設(shè)計(jì)的孔間距小、密度大。在這種情況下，連續(xù)墻施工中槽孔多次出現(xiàn)嚴(yán)重的塌孔、漏漿現(xiàn)象，甚至無法成孔，施工受阻。

2 深覆蓋層加固方案

為保證地下連續(xù)墻施工進(jìn)度，我們根據(jù)地形、覆蓋層地質(zhì)情況提出高壓旋噴樁、振沖碎石樁兩種深覆蓋層加固方案并進(jìn)行比較，推薦適合本工程的施工方案。

2.1 高壓旋噴樁加固方案

結(jié)合現(xiàn)場地層情況，在地下連續(xù)墻兩側(cè)采用高壓旋噴樁對覆蓋層進(jìn)行加固，使地下連續(xù)墻兩側(cè)膠接成連續(xù)的防滲墻體，避免鉆孔過程出現(xiàn)漏漿、塌孔等現(xiàn)象。根據(jù)現(xiàn)場情況，初步擬定旋噴樁參數(shù)：樁徑1 m，間距1.0 m，樁頂標(biāo)高850.2 m，樁底標(biāo)高830 m，樁長20.2 m。灌漿水泥漿為P.042.5普通硅酸鹽水泥，水灰比1.0～1.5，根據(jù)現(xiàn)場先導(dǎo)孔鉆孔情況，單位水泥注入量按1 000 kg/m。 氣壓0.7～0.8 MPa，漿壓35 MPa，提升速度控制在10～15 cm/min，并保持搭接良好。

1）施工設(shè)備

施工采用的設(shè)備見表1。

2）施工過程

施工過程依次為機(jī)具就位、鉆孔、pvc管護(hù)壁、下入噴射管、噴射灌漿及提升、沖洗管路、孔口回填。鉆孔采用潛孔鉆機(jī)、套管護(hù)壁法鉆孔，起拔套管前下入特制的花管進(jìn)行護(hù)壁。攪拌灰漿時(shí)，先加水再加水泥，每次攪拌時(shí)間不小于2 min。噴射管下到設(shè)計(jì)深度，開始送入符合要求的氣、漿，待漿液冒出后，按設(shè)計(jì)的提升速度，自下而上開始噴射、旋轉(zhuǎn)，直到設(shè)計(jì)頂標(biāo)高停止噴射。當(dāng)注漿管不能一次提升完成需分次拆卸時(shí)，拆卸動作要快，拆卸管后繼續(xù)噴射的搭接長度不得小于20 cm。高噴灌漿結(jié)束后，應(yīng)利用回漿或者水泥漿液進(jìn)行回灌，直至孔口漿面不下降為止。

表1 施工設(shè)備投入表

3）施工中出現(xiàn)問題的解決措施

①高壓噴射中發(fā)生故障時(shí)，若暫時(shí)不能注漿必須拔出管清洗。②對于漏漿嚴(yán)重的地段，可回填濃水泥漿、或者添加水玻璃的方法。③施工中注意對周圍環(huán)境的影響。

4）工期及投資

根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，高噴軸線長172.73 m，兩側(cè)布置高噴孔，孔數(shù)173個(gè)，總長3 494.6 m。工期根據(jù)施工進(jìn)度，大約30 d。投資預(yù)算356.03萬元。

2.2 振沖碎石樁加固方案

振沖碎石樁施工首先要進(jìn)行振沖區(qū)域施工場地平整，另外計(jì)劃在區(qū)域上游側(cè)布置1個(gè)400 m2料場，料場布置考慮與裝載機(jī)運(yùn)距、振沖施工同步跟進(jìn)等因素。振沖樁徑0.8 m，布置孔距2.0 m，采用等三角形布置，孔深初步定為20 m。振沖試驗(yàn)施工參數(shù)見表2。

表2 振沖試驗(yàn)施工參數(shù)

1）施工設(shè)備

施工設(shè)備投入見表3。

2）施工過程

施工工程依次為場地平整、孔位定點(diǎn)、設(shè)備就位、造孔清孔、填料自上而下分段振密、全孔加密結(jié)束、轉(zhuǎn)移到新的孔位。

吊車就位應(yīng)平整穩(wěn)固，然后起吊振沖器使其尖部對準(zhǔn)樁位緩慢下降離地面30 cm以內(nèi)，開啟高壓供水泵，注入高壓水，待振沖器兩側(cè)射水口出水的水壓、水量達(dá)到工藝要求時(shí)方啟動振沖器，拉緊防扭繩索，下沉振沖器入地層造孔。造孔過程應(yīng)控制吊機(jī)卷揚(yáng)繩的下放速度，以1～2 m/s為宜，并保持振沖器處于懸掛狀態(tài)；電流值超過額定電流時(shí)，應(yīng)減速下沉或者上提一段距離，借助高壓水沖松土層后再繼續(xù)。造孔內(nèi)應(yīng)充滿水量，防塌孔影響施工和成樁質(zhì)量。造孔完清洗孔1～2遍填料制樁，加密水壓采用0.4～0.5 MPa。投料采用連續(xù)投料法，每次厚度控制小于50 cm，第一次填料后，注意觀察電流值，如果電流值不滿足要求，應(yīng)繼續(xù)填料振沖擠密，直至達(dá)到密實(shí)電流值和規(guī)定的留振時(shí)間。重復(fù)上述步驟，自下而上逐段制作樁體。整個(gè)加密施工過程中的加密電流、留振時(shí)間均由監(jiān)控儀控制，監(jiān)控儀放置在吊車駕駛室內(nèi)，控制系統(tǒng)發(fā)出報(bào)警聲音時(shí)，駕駛員可以迅速作出操作。

表3 施工設(shè)備投入表

3）工期及投資

根據(jù)現(xiàn)有軸線長度，孔數(shù)200個(gè)，總長4 000 m。工期根據(jù)施工進(jìn)度大約35 d。投資預(yù)算100.2萬元。

3 方案比選

振沖碎石樁和高壓旋噴樁都適用軟弱地基處理，針對本工程兩種方案施工工期接近，振沖碎石樁比高壓旋噴樁的投資較省。振沖碎石樁施工設(shè)備配套數(shù)量多，設(shè)備占地面積大，需要一定的施工場地，但是自動化程度高，施工過程容易控制，施工速度快，費(fèi)用較低。高壓旋噴樁設(shè)備少，施工工藝簡單，操作容易，但是此方法對環(huán)境有一定影響，工程量控制不理想，處理費(fèi)用較大。綜上所述，推薦使用振沖碎石樁加固方案。

4 結(jié)語

通過對地下連續(xù)墻上部深覆蓋層加固不同處理方案比較，推薦適合施工方案，不僅滿足了項(xiàng)目工程的施工進(jìn)度要求，還取得了一定的經(jīng)濟(jì)效益。施工中對某些問題解決措施：

①實(shí)際加密時(shí)間不足的問題可通過充分清孔，控制填料量，少加勤填不宜過猛或者人工控制時(shí)間使加密時(shí)間達(dá)到或接近試驗(yàn)取值。 ②工作電壓不足問題可根據(jù)計(jì)算及施工經(jīng)驗(yàn)，規(guī)定由監(jiān)控臺引出的電纜長度最大不超過100 m。③造孔后立即清孔，清孔要徹底，否則樁體質(zhì)量無法保證。