成雷（山東省膠東調(diào)水局東營分局，山東 廣饒 257300）

水泥土攪拌樁截滲墻在明渠工程中的應(yīng)用

成雷
（山東省膠東調(diào)水局東營分局，山東 廣饒 257300）

通過對深層水泥土攪拌樁截滲墻的施工過程中得到的工程參數(shù)、施工過程中質(zhì)量控制及工程完工后的一系列檢查結(jié)果，進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，并結(jié)合了相關(guān)工程的實際情況，總結(jié)出工序質(zhì)量控制要點和應(yīng)該注意的一些事項。

水泥土攪拌樁；截滲；明渠工程；應(yīng)用

引黃濟青工程是國家南水北調(diào)東線工程山東段重要的組成部分，工程全線經(jīng)過濱州、東營等6 市16縣，輸水線路總長度約為482 km，其中利用現(xiàn)有引黃濟青原有工程172 km，設(shè)計年輸水量3.765億m3，該工程建設(shè)完成之后將實現(xiàn)長江水、黃河水等，外來水源和本地水源的聯(lián)合調(diào)度以及優(yōu)化配置，充分解決青島、煙臺和威海等膠東地區(qū)生活和工業(yè)用水資源短缺問題。其中引黃濟青小清河子槽段位于山東省東營市，為明渠工程。小清河子槽兩岸采用多頭小直徑深層水泥土攪拌樁防滲墻兩側(cè)截滲，左岸截滲12.2 km，右岸截滲11.5 km。由堤壩土質(zhì)勘查結(jié)果得知：工程地質(zhì)以壤土為主，顏色主要為黃褐色以及棕褐色，可塑、硬塑，局部夾雜棕色粘土以及褐黃色沙壤土。

1　技術(shù)要求

1.1施工工藝

在施工過程中使用攪拌樁機來強制攪拌水泥漿以及土體，最終使土體形成水泥土防滲墻，在強制攪拌過程中因為水、土體以及水泥漿之間會發(fā)生一些化學(xué)反應(yīng)以及物理反應(yīng)，所以結(jié)成的水泥土防滲墻具有較好的強度，除此之外，土體以及水泥漿結(jié)成的水泥土防滲墻，具有非常良好的穩(wěn)定性、整體性以及不透水性。小清河子槽截滲工程攪拌樁采用的施工工藝方法，是首先將噴射水泥漿攪拌至設(shè)計墻底高程，然后再攪拌提升，并噴射水泥漿到設(shè)計墻頂高程。

1.2施工程序

該工程的施工程序為：樁位測量放樣一鉆機就位找正一檢驗以及調(diào)整樁機一正循環(huán)鉆進(jìn)至設(shè)計要求深度一將注漿泵開啟一反向循環(huán)提鉆—噴水泥漿到工作基準(zhǔn)面以下0.3 m一重復(fù)攪拌下鉆—噴水泥漿至設(shè)計深度一反循環(huán)提鉆至堤壩表面一成樁完成一樁機移位一重復(fù)以上工序。

1.3施工設(shè)備選型

在該工程中使用的施工設(shè)備為兩臺BJZCJS-1B型深層攪拌截滲機。BJZC-JS-1B型深層攪拌截滲機的機型是三頭攪拌，為目前我國比較成熟的多頭小直徑深層攪拌機，軸間距為45 cm，采用二層液壓底盤，方便于移動找正找平。

1.4試驗參數(shù)

水泥摻入量擬定為8%～15%，水灰比初步擬定為1∶1。

工程水泥摻入量可以由以下公式來進(jìn)行確定：Q=V×r×I

Q——單位墻體水泥摻入量；V——軸線方向上每米被噴漿墻體的體積；r——被加固土體的容重；I——水泥摻入比，該工程取12%。

供漿量的確定公式為：q=Q（1+k）

k——水灰比；Q——單位墻體水泥摻入量。

該工程所采用的攪拌樁機的樁徑為380 mm，3頭攪拌，軸間距為45 cm。供漿量相應(yīng)指標(biāo)和計算方法參照以下公式及圖表。根據(jù)設(shè)計要求，兩樁的搭接實際長度是15.5 cm，單元墻的搭接長度是30 cm（如圖1所示）。由計算我們可以知道每一個單元體最小墻體厚度是3 cm，實際施工軸線長度是1.125 m。計算方法：（22.52-192）1/2×2=15×2=30 cm

1.5技術(shù)指標(biāo)

滲透系數(shù)：不大于2×10-6cm/s；

抗壓強度：不小于0.5 MPa；

滲透破壞比降：不小于200；

成墻厚度：不小于30 cm；

水泥摻入比：8%～15%；

彈性模量：不大于104 MPa；

樁徑：38 cm。

根據(jù)水泥固化劑按設(shè)計要求，采用強度等級為42.5號普通硅酸鹽水泥。

圖1水泥攪拌樁一序成墻墻體型式

2　施工方法

2.1施工準(zhǔn)備

在施工作業(yè)人員進(jìn)行攪拌樁施工之前，需要嚴(yán)格確保施工機械機具檢查完好，除此之外，還要嚴(yán)格保證材料抽檢報告合格，然后再接通電力，樁機特種作業(yè)人員務(wù)必要持有上崗證件，才能夠有資格上崗進(jìn)行相關(guān)的施工作業(yè)，除樁機特種作業(yè)人員以外的其他施工人員，應(yīng)該認(rèn)真檢查并清理需要施工噴漿作業(yè)地點的地面表皮，結(jié)合勘探資料認(rèn)真核查地下線路管道情況，以做好施工場地平整、樁位測量放線。

1）清理場地。移除障礙物，夯實樁機作業(yè)基礎(chǔ)，必要是對樁機地基做耐壓力試驗，清理后的場地要滿足施工作業(yè)要求，填寫報驗單報并驗收后再進(jìn)行施工。

2）布樁圖。開工前根據(jù)工程設(shè)計圖紙標(biāo)識出攪拌樁的樁位中心位置。在布樁圖上需要認(rèn)真詳細(xì)地標(biāo)清楚截滲墻的線路中心、路基底寬線以及里程，并且每一個樁都須要進(jìn)行編號、測量出設(shè)計樁長，完成后布樁圖應(yīng)報設(shè)計單位，經(jīng)其確定驗收后再施工。

3）測量放樣。在測量放樣之前需要會同業(yè)主以及監(jiān)理工程師于施工前，復(fù)核設(shè)計單位移交的水準(zhǔn)點、起止樁號等，確認(rèn)沒有錯誤之后再使用。相關(guān)的測量人員進(jìn)行測量放樣，并且報請業(yè)主對布樁圖以及測量放樣記錄等進(jìn)行復(fù)核抽查。

4）水泥檢測。在施工中使用的水泥加固料的質(zhì)量、規(guī)格、數(shù)量等均需與設(shè)計規(guī)范要求相符合，每一批水泥都必須要有出廠試驗報告單、質(zhì)保單，對于不合格不達(dá)標(biāo)的水泥應(yīng)該嚴(yán)禁使用。并且需要在監(jiān)理工程師的監(jiān)督下，對每批水泥的質(zhì)量進(jìn)行抽樣檢驗，抽樣試驗頻率一般保持在每批量l00t至少抽檢1組。

5）水泥土強度試驗。在攪拌樁作業(yè)前要對每段施工現(xiàn)場的地質(zhì)情況進(jìn)行核查，確認(rèn)其是否符合勘查設(shè)計文件，并選取有代表性的土層來鉆孔取土，對試樣土質(zhì)進(jìn)行物性分析試驗，并要試驗水泥土配合比強度，以驗證現(xiàn)場土質(zhì)的性質(zhì)和設(shè)計的攪拌樁強度能否滿足規(guī)范要求，最后進(jìn)行相關(guān)的審查以及核實。

2.2鉆機就位及調(diào)直

在組裝架立攪拌樁機后要檢查噴漿系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)以及電氣系統(tǒng)各部分安裝試調(diào)情況，認(rèn)真查看漿罐、管路以及主機各個部分的密封連接情況是否正常，當(dāng)以上各個部分發(fā)現(xiàn)異常情況時要及時加以調(diào)整以及緊固，當(dāng)這些問題予以解決并且重新檢查沒有別的問題之后，再開始下一步驟的操作。在進(jìn)行鉆機安裝工作的時候，為了達(dá)到保持樁的垂直度的目的，必須是鉆機以及樁位相對準(zhǔn)，并且要調(diào)平樁機機身。

2.3鉆進(jìn)

在調(diào)整樁機任務(wù)完成以后，便要開始進(jìn)行鉆進(jìn)作業(yè)，此時首先是要開啟主電機，當(dāng)攪拌鉆頭以及地面相接近的時候，再開啟空壓機便開始送氣。利用深度尺盤控制鉆深，在鉆進(jìn)的過程中務(wù)必要將鉆進(jìn)的速度控制好，在通常情況下要控制鉆進(jìn)速度不得大于0.8 m/min，當(dāng)遇到土層比較堅硬的時候，要控制鉆進(jìn)速度不得大于0.6 m/min，有效地確保樁孔不發(fā)生偏斜。

2.4鉆至設(shè)計標(biāo)高

由水準(zhǔn)點來確定施工場地地面高程。在工程人員進(jìn)行施工作業(yè)之前，必須對深度盤讀數(shù)加以認(rèn)真仔細(xì)的核定，在一般情況下讀數(shù)允許的誤差范圍要小于5 cm。當(dāng)深度尺盤達(dá)到預(yù)定數(shù)量時要停止鉆機工作并反轉(zhuǎn)鉆頭等待送料。

2.5輸漿

在輸漿的過程中務(wù)必要確保輸漿均勻，使輸漿壓力始終保持在0.3～1.0 MPa的范圍內(nèi)，要設(shè)置專門計量儀器來準(zhǔn)確測量輸漿量，并且根據(jù)地層吃漿的變化情況來對輸漿量加以合理地調(diào)整，最終要使得總輸漿量不少于設(shè)計規(guī)范要求。

2.6提升鉆頭

為了確保加固漿液能夠到達(dá)樁底，要在確定加固漿液到達(dá)樁底后再提升攪拌鉆頭，一般鉆頭在樁底停留2～4 rain，將鉆頭提升至設(shè)計標(biāo)高時停止噴漿。

2.7停止提升

開啟送氣閥門后再關(guān)閉送料閥，使空壓機呈運轉(zhuǎn)狀態(tài)，提升攪拌鉆頭至樁頂位置并保持2 min轉(zhuǎn)動，確保樁頭均勻密實。

2.8重復(fù)攪拌

在保證攪拌鉆頭旋轉(zhuǎn)的同時，將攪拌鉆頭向下鉆至設(shè)計樁底深度，當(dāng)攪拌鉆頭向下鉆至設(shè)計樁底深度以后將攪拌鉆頭提升出地面再開始第二次攪拌。

2.9停機

把鉆頭提至地面以上后，關(guān)閉主電機以及空壓機，再填寫相應(yīng)施工記錄。

2.10樁機移位

利用樁機的液壓系統(tǒng)，把樁機運到下個樁位開始施工。

3　施工中的注意事項

3.1樁機就位

利用設(shè)在樁機左側(cè)的標(biāo)尺對準(zhǔn)樁位，垂直偏差率小于0.5%，對樁就位偏差不大于±2 cm，利用設(shè)在樁機上的三個連通水準(zhǔn)管來調(diào)平，或者是利用垂直度儀來進(jìn)行調(diào)平。

3.2制漿

制漿系統(tǒng)一共包括二級，其中一級是用于制漿，二級是用于儲存以及供漿。一級制漿桶的高為0.5 m，直徑為1.0 m，由計算可知單位高度漿量為7.5 L/cm。為了便于配制漿液，每一次的制漿量為230L，水灰比例為1∶1。

3.3垂直度

在施工時要保持鉆頭快檔旋轉(zhuǎn)，慢檔提升。在攪拌時下沉到設(shè)計深度后再提升，確保深度偏差不大于200 mm，同時垂直度偏差不大于0.5%。

3.4提升速度

為了能夠較好地保證成柱的質(zhì)量，需要科學(xué)合理地控制供漿，對停漿時間也要進(jìn)行嚴(yán)格的控制，除此之外，還要對攪拌時的鉆進(jìn)以及提升速度嚴(yán)格控制。

3.5輸漿壓力

輸漿壓力一般為0.6～1.0 MPa，當(dāng)在提升的過程中發(fā)生供漿中斷時，此時應(yīng)該使鉆桿鉆頭下落，到鉆頭位置低于停供點0.5 m時停止，當(dāng)在下鉆過程中發(fā)生供漿中斷，此時應(yīng)該使鉆桿鉆頭下落，當(dāng)鉆頭位置高于停供點0.5 m時停止，當(dāng)供漿恢復(fù)之后再開始進(jìn)行施工任務(wù)。如停工時間達(dá)到30 h，需要對設(shè)備及管道進(jìn)行及時、全面的清洗，以免水泥在管道以及設(shè)備里面結(jié)塊。

4　質(zhì)量檢查

4.1開挖檢查

在成樁28 d以后沿墻體軸線布設(shè)開挖檢查點，每處開挖長度大約為3～5 m，深度要大于2.5 m，每相隔500 m開挖一處，檢查結(jié)果如下所述：

1）測量樁位偏差、樁頂高程、墻體厚度均與設(shè)計要求相符合。

2）外觀檢查截滲墻：墻體攪拌均勻、質(zhì)量良好、成型美觀。

3）檢驗尺檢查：墻體垂直度、樁間搭接沒有超出允許誤差范圍。

4）通過對比截滲墻內(nèi)外兩側(cè)土質(zhì)得知實際截滲效果滿足設(shè)計以及實際要求。

4.2無損檢測

使用無損檢查儀對墻體連續(xù)性、完整性及墻體深度進(jìn)行檢測，結(jié)果符合設(shè)計要求，未發(fā)現(xiàn)異常部位。

4.3鉆孔取芯檢測

柱體隨機鉆孔取芯送交相應(yīng)檢測資質(zhì)的法定檢測單位進(jìn)行檢測，室內(nèi)實驗結(jié)果表明：滲透系數(shù)、墻體抗壓強度以及允許比降等參數(shù)與設(shè)計要求相符合。

5　結(jié)　語

引黃濟青明渠具有高水位，大流量，常年輸水特點，深層水泥土攪拌樁截滲墻技術(shù)工藝成熟，原材料比較單一，施工條件要求相對較低，截滲效果是十分良好的，能同時滿足截滲施工不影響輸水任務(wù)和輸水期間施工不影響截滲效果的兩方面要求。但是深層水泥土攪拌樁截滲墻對施工機械要求比較高，水灰比和供漿壓力直接影響工程質(zhì)量，在類似水利截滲加固工程中建議選擇合適的施工機械，嚴(yán)格控制好水灰比和供漿壓力，從而更好的提高工程質(zhì)量，滿足截滲要求。

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