【摘要】在水利工程建設(shè)地基防滲工程中，普遍選擇經(jīng)濟適用性的施工工藝，水泥土地連墻施工工藝簡單、施工場地要求低、施工成本少，是個很好的選項。本人對在實際工程應(yīng)用中，經(jīng)常有些思考，與大家商榷。

【關(guān)鍵詞】水利工程；水泥土；地連墻；應(yīng)用

1、前言

水泥土地連墻在水利工程中的大量應(yīng)用，尤其是在地基防滲工程中的應(yīng)用，是較近一段時期才相對多起來，在實踐應(yīng)用時經(jīng)常有些誤區(qū)，給參建各方造成困惑，本文就水泥土地連墻在某工程中的應(yīng)用及其成果進(jìn)行陳述，并對工程施工中的一些思考與大家進(jìn)行商榷。

2、工程介紹

2.1工程概述

國內(nèi)某新建工程，主要任務(wù)是防洪、河道蓄水、游船通行，以及為兩岸景觀建設(shè)搭建平臺。

工程建設(shè)內(nèi)容包括：河道拓寬并新建堤防和加固堤防；主槽護(hù)岸；壅水閘壩及船閘2座；灘岸防護(hù)、二級平臺填筑及地連墻均約24km；兩岸新建排污暗涵約24km；風(fēng)峪河、許坦渠入汾口治理；其他配套設(shè)施建設(shè)。

工程地基防滲主要由水泥土地連墻承擔(dān)，水泥土地連墻最大孔深18.0m，防滲面積約17.0萬m2。

水泥土地連墻設(shè)計指標(biāo)：

⑴有效墻厚不小于20cm；

⑵滲透系數(shù)：K≤A×10-6cm/s（1

⑶抗壓強度：≥0.5MPa；

⑷壓縮模量：≤1000 MPa；

2.2工程地質(zhì)條件

工程區(qū)地處斷陷盆地北端，地貌單元屬洪沖積平原區(qū)。目前地表處于相對穩(wěn)定期，區(qū)域穩(wěn)定性尚好。工程區(qū)地震動峰值加速度值為0.20g，反應(yīng)譜特征周期值為0.35s，相應(yīng)地震基本設(shè)防烈度為Ⅷ度。蓄水池地層巖性自上而下分七層：

第①層為現(xiàn)代人工堆積（QS）雜填土，包含低液限粉土、碎石混合土等，厚0.4～10.5m；第②層為第四系全新統(tǒng)洪沖積（Q4pal）級配不良砂，厚7.5～17m；第③層為第四系全新統(tǒng)洪沖積（Q4pal）低液限粘土（粉土），厚2.2～30m；第④層為第四系全新統(tǒng)洪沖積（Q4pal）級配不良砂，厚度1.8～21.8m，局部夾低液限粘土透鏡體；第⑤層為第四系上更新統(tǒng)洪沖積（Q3pal）低液限粘土（粉土），厚度1.8～6.9m；第⑥層為第四系上更新統(tǒng)洪沖積（Q3pal）級配不良砂，厚度10.8～21.9m；第⑦層為第四系上更新統(tǒng)洪沖積（Q3pal）低液限粘土（粉土），該層未揭穿。地下水埋深1.5～13.0m。

建議在不同地段選用不同的隔水層，即在分布厚度大于2m的第③層低液限粘土地段可采用第③層低液限粘土層作為相對隔水層，對第③層低液限粘土分布厚度小于2m或缺失地段采用第⑤層低液限粘土作為相對隔水層。

2.3施工方案

水泥土地連墻施工前，為取得合理、適宜的施工工藝及保證施工質(zhì)量的相應(yīng)技術(shù)措施。

首先，水泥摻入比選擇

通過有資質(zhì)有試驗室進(jìn)行了水泥摻入比試驗，對摻入比分別為10%、12%、15%進(jìn)行了配比試驗，試驗成果如下：

①工程用土的最小干密度是1.23g/cm3、最大干密度是1.73 g/cm3；砂粒含量是84.7%；粉粒含量是13.9；粘粒含量是1.4%。

②摻入比試驗成果見下表：

水泥土地連墻摻入比試驗成果匯兌表

摻入比7天抗壓強度（Mpa）28天抗壓強度（Mpa）滲透系數(shù)

（a×10-6cm/s）壓縮模量（Mpa）

50kpa100kpa200kpa400kpa500kpa

10%1.82.15.99

12%2.43.33.86

15%3.04.39.51142.473.29232.17351.85083.988

設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)0.5A=1～10≤1000

③實際施工選用15%的摻入比。

其次，選擇施工機械

根據(jù)國內(nèi)深層攪拌機械能力狀況，并結(jié)合本工程地質(zhì)條件和攪拌樁設(shè)計指標(biāo)，借鑒類似工程施工經(jīng)驗及本工程攪拌樁的布置形式，選用三頭深層攪拌機施工。

施工設(shè)備主要技術(shù)參數(shù)見表1。

表1 深層攪拌機械技術(shù)參數(shù)表

攪拌

裝置攪拌葉片外徑（mm）≥380

攪拌葉片個數(shù)（每個攪拌軸）4

攪拌軸轉(zhuǎn)數(shù)（r/min）（正反）選II檔42.6

電機功率（kW ）45*2+55

提升速度最大提升速度（m/min）1.5

減速機電機轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn)/分）980

出軸轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn)/分）43

潤滑方式油泵、循環(huán)、潤滑

生產(chǎn)

能力最大加固深度（m）≤26.0

效率（m2/臺班）80～120

再次，樁孔位置設(shè)計

水泥土地連墻均由三軸深層攪拌機按聯(lián)體形式布置。布置方式見圖1。

2.4施工工藝及流程

本次水泥土地連墻施工工藝試驗采用三軸樁機聯(lián)動兩攪兩噴成樁工藝進(jìn)行。試驗成果滿足設(shè)計要求，實際施工中應(yīng)業(yè)主要求，采用四攪兩噴的施工工藝。

水泥土地連施工工藝及流程為：

（1）施工準(zhǔn)備：平整場地、布置排水溝以及按計劃修建供水供電設(shè)施、施工道路等。

（2）測量放線：每組攪拌樁成墻長度為1.02m，施工完畢嚴(yán)格按設(shè)計不小于15cm的搭接長度要求移機，后一組地連墻有效成墻長度為0.87cm，為控制每次移機在軸線方向上的誤差，在施工現(xiàn)場對每組墻均做出明顯的標(biāo)識，加以妥善保護(hù)。

（3）成墻施工：攪拌機沿導(dǎo)向架攪拌下沉，同時按要求注入水泥漿液，下沉速度不大于0.8m，攪拌深度不小于設(shè)計孔深，到達(dá)設(shè)計墻底深度時，靜止下沉繼續(xù)注入漿液1分鐘，然后停止注入漿液并開始提升攪拌機，提升速度不大于1.0m，提升到設(shè)計墻頂高程以上0.5m時，恢復(fù)注入水泥漿液，再次下沉攪拌、注入漿液、靜噴、停漿、提升攪拌，直至完成四攪兩噴的成墻施工。

遷移攪拌機到下一組攪拌樁的位置，如此連續(xù)施工，形成不間斷的水泥土地連墻。

（4）質(zhì)量控制與檢查

施工質(zhì)量注重過程控制，主要從以下幾個方面對每組樁進(jìn)行掌控：

從二個維度對孔位進(jìn)行控制檢測；

對攪拌軸進(jìn)行垂直度檢測；

對漿液密度和注入量進(jìn)行檢測；

對攪拌深度和樁頂高程進(jìn)行檢測。

質(zhì)量檢查主要水泥原材和墻體質(zhì)量進(jìn)行檢驗檢查，水泥原材按照《深層攪拌法技術(shù)規(guī)范》的相關(guān)規(guī)定進(jìn)行進(jìn)場檢驗，滿足要求后，向監(jiān)理報審?fù)夂笸度牍こ虘?yīng)用。墻體質(zhì)量檢查主要從以下幾個方面進(jìn)行：

鉆孔與取樣檢測

鉆孔取樣檢測的目的是檢測墻的強度的防滲能力。

在攪拌樁施工完畢28d后，由業(yè)主代表和監(jiān)理工程師共同隨機指定檢查孔位置，重點對施工中有特殊情況、或?qū)κ┕み^程質(zhì)量控制有疑惑的部位，進(jìn)行鉆孔取芯。

對鉆孔進(jìn)行靜水頭注水試驗，計算防滲系數(shù)K值。

對鉆孔芯樣，由監(jiān)理工程師指定不同深度的芯樣送有資質(zhì)的實驗室進(jìn)行抗壓強度和滲透系數(shù)的檢測。

開挖檢查

在墻體施工完成28d后進(jìn)行開挖檢查，主要檢查墻體的外觀質(zhì)量、樁體的均勻性、樁間搭接、墻厚等是否滿足設(shè)計要求。

圍井注水檢測

在業(yè)主代表和監(jiān)理工程師的指定部位進(jìn)行圍井施工，完成28天后，對圍井進(jìn)行頂部開挖和墻體測量，在業(yè)主代表和監(jiān)理工程師的見證下，在圍井內(nèi)注入清水，對圍井內(nèi)的水位進(jìn)行測量，實測圍井內(nèi)的滲流量穩(wěn)定后，計算滲透系數(shù)K值。

④檢驗成果均能滿足設(shè)計要求。

3、個人思考

3.1試驗成果采用的思考

水利工程建設(shè)中，尤其是防滲墻這類的隱蔽工程施工，前期均要求進(jìn)行生產(chǎn)性試驗，以選取能達(dá)成設(shè)計意愿的工藝參數(shù)，或是驗證設(shè)計確定的工藝參數(shù)的準(zhǔn)確性和可行性。因此，生產(chǎn)性試驗經(jīng)常會選擇幾組參數(shù)進(jìn)行，提供選擇經(jīng)濟實用而又能確保工程質(zhì)量的可行性施工工藝參數(shù)，而業(yè)主、監(jiān)理單位，甚至質(zhì)量監(jiān)督部門，出于對工程質(zhì)量的重視，有時可能也有對施工單位欠缺一些基本的信任，往往趨向于選擇更為保守的工藝參數(shù)，這一選擇同時是在放棄施工單位的合理的成本控制為前提的。

比如：本工程通過生產(chǎn)性試驗，三個摻入比（摻入比分別為10%、12%和15%）均能滿足設(shè)計要求的情況下，實際施工中強制要求采用15%的參入比，僅原材一項就增加施工成本20%（在考慮質(zhì)量保障率的情況下，正常應(yīng)該選擇12%的摻入比）。

再如，生產(chǎn)性試驗成果表明，采用兩噴兩攪的工藝是能夠滿足設(shè)計各項指標(biāo)要求的，而出于對工程質(zhì)量的過分擔(dān)憂，實際施工采用四攪兩噴的工藝，每組攪拌樁的成墻時間上增加了一倍，對施工工期和成本都是一種浪費。

3.2設(shè)計指標(biāo)與試驗成果對比的思考

本工程設(shè)計水泥土地連墻的抗壓強度指標(biāo)為≥0.5Mpa，是兼顧考慮水泥土地連墻的使用壽命、抗變能力、抗震要求，是較為合理的設(shè)計指標(biāo)。

生產(chǎn)性試驗成果證明，隨著水泥摻入比的加大，墻體的抗壓強度是成正比增加的，而抗壓強度的增加使水泥土地連墻這種適應(yīng)變形能力強的防滲體更趨向于剛性體結(jié)構(gòu)，對有抗震要求的工程防滲體反而較為不利。

本工程實際施工選擇15%的摻入比，檢驗成果均為抗壓強度>4.0Mpa，是設(shè)計指標(biāo)要求的數(shù)倍，而本工程位于地震高頻發(fā)、高烈度地區(qū)，過高的抗壓強度不要設(shè)計最初想要的成果。

3.3質(zhì)量要求與施工工期、成本的思考

本工程，設(shè)計要求明確規(guī)定每組攪拌樁間的搭接長度不小于15cm，這個距離是按最小墻體厚度要求計算出來的搭接長度值，加上最大孔深的最大偏斜距離值，而得出的最小搭接要求值。這種最為保守的質(zhì)量要求，在實際施工中就是減少了每組攪拌樁的成墻面積，不僅是加大施工成本，對施工工期也是不必要的增加。

解決這一問題的關(guān)鍵是控制施工中的孔位和垂直度的偏差，水泥土地連墻所能施工的地層均是柔性地層，施工機械的抗變性能力又往往很大，只要能合理掌控孔位和垂直度兩個參數(shù)的偏差，墻體的搭接是有保障的。

4、結(jié)論

以上觀點均是個人在工程施工過程中的一些粗淺的思考，疏漏和思考的不周之處必要較多，請各位同仁批評指正。