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        圩堤除險(xiǎn)加固工程深層攪拌樁防滲墻的施工及其質(zhì)量控制

        2022-02-05 07:31:40羅永明
        黑龍江水利科技 2022年11期
        關(guān)鍵詞:工程質(zhì)量施工

        羅永明

        (南昌藍(lán)水工程監(jiān)理有限責(zé)任公司,南昌 330029)

        0 引 言

        圩堤除險(xiǎn)加固工程是提升圩堤穩(wěn)定性,延長(zhǎng)使用壽命,保證其安全性的關(guān)鍵。在圩堤除險(xiǎn)加固工程施工中,可用的加固技術(shù)比較多,如鉆帷幕灌漿、劈裂注漿、高壓噴射、深層攪拌樁等,每種加固施工技術(shù)都有其獨(dú)特的特點(diǎn)和應(yīng)用范圍,從加固效果、經(jīng)濟(jì)效益、施工難度的角度來看,深層攪拌樁防滲墻施工技術(shù)的應(yīng)用效果最佳,而且原材料易得,施工速度快,質(zhì)量易控,造價(jià)較低,是目前圩堤除險(xiǎn)加固工程中較實(shí)用的加固技術(shù)。

        1 工程概述

        萬安圩堤除險(xiǎn)加固工程,堤身防滲是采用深層攪拌樁防滲墻,采用單排鉆孔,均設(shè)置在堤頂位置,防滲墻的軸線位置在堤軸線上游1.0m處,防滲墻頂高程為堤頂高程,底高程為砂壤土層以下1.0m,施工設(shè)備選用的是單頭截滲樁機(jī)。根據(jù)本工程地質(zhì)報(bào)告可知,填筑土層為黃色黏土層,可作為水泥土試驗(yàn)用土,做10%、12%二種水泥摻量,齡期分別為7d、28d,水泥土強(qiáng)度以30d齡期的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度為標(biāo)準(zhǔn),設(shè)計(jì)要求無側(cè)限抗壓強(qiáng)度>0.3MPa。

        2 深層攪拌樁防滲墻的施工要點(diǎn)

        2.1 生產(chǎn)性試驗(yàn)

        在深層攪拌樁防滲墻正式施工之前,需要結(jié)合萬安圩堤除險(xiǎn)加固工程設(shè)計(jì)滲透系數(shù)<1×10-6cm/s,滲透破壞比降>200,無側(cè)限抗壓強(qiáng)度≥0.3MPa的要求進(jìn)行配合比試驗(yàn),實(shí)驗(yàn)室確定配比的結(jié)果作為試樁的參數(shù),同時(shí)對(duì)試樁和成樁的效果及質(zhì)量進(jìn)行檢驗(yàn),通過最終的生產(chǎn)性試驗(yàn),確定萬安圩堤除險(xiǎn)加固工程深層攪拌樁防滲墻施工時(shí)灰漿泵的工作相關(guān)參數(shù),為深層攪拌樁防滲墻現(xiàn)場(chǎng)施工提供有效的技術(shù)支持,以確保每道工序都能高效有序的開展。

        按照實(shí)驗(yàn)室配比報(bào)告,當(dāng)水泥摻量為10%時(shí),就能滿足圩堤除險(xiǎn)加固工程的要求,因此在進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試樁操作中,可按照水泥摻量10%和12%各試樁兩根,每米深層攪拌樁防滲墻施工中水泥用量可通過以下公式計(jì)算出來:

        M水泥=π×r3×ρ土×K

        (1)

        式中:M為水泥為每米深層攪拌樁防滲墻施工中水泥用量,kg;π為圓周率取值為3.14;r為深層攪拌樁的半徑,m,本工程取值為0.11m;ρ為土體的密度,按照試驗(yàn)取值為1.65g/cm3;K為水泥摻量,分別取值為10%和12%。通過計(jì)算可知,不同水泥摻量下,深層攪拌樁防滲墻施工中水泥用量如表1所示。

        表1 每米深層攪拌樁防滲墻施工中水泥用量表

        2.2 做好施工前的準(zhǔn)備工作

        深層攪拌樁防滲墻施工對(duì)每道工序之間的銜接效果,施工質(zhì)量等都有很高的要求,為保證每道工序都能安全、高效、有序的開展,就必須切實(shí)做好施工前的準(zhǔn)備工作,主要包括以下3個(gè)方面:

        1)精確的測(cè)量放線。按照設(shè)計(jì)圖紙合理確定每根深層攪拌樁的具體位置,同時(shí)在施工現(xiàn)場(chǎng)設(shè)立高程點(diǎn)對(duì)深層攪拌樁原地面高程進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量。并開挖出導(dǎo)漿槽,本工程導(dǎo)漿槽的規(guī)格為50cm×50cm,并按照最大樁長(zhǎng)安裝鉆桿,在支架上做好清楚的標(biāo)記,保證儀表讀數(shù)的準(zhǔn)確性[1]。

        2)用鋼筋頭清楚標(biāo)記每根深層攪拌樁的位置及編號(hào),并加強(qiáng)保護(hù),避免人為擾動(dòng),作好記錄。

        3)抽檢進(jìn)場(chǎng)的水泥,確保水泥的質(zhì)量、性能、材質(zhì)都符合深層攪拌樁防滲墻施工建設(shè)的要求。檢驗(yàn)達(dá)標(biāo)的水泥要堆放在指定位置,做好防潮、防雨措施。

        2.3 制備水泥漿液

        在案例工程深層攪拌樁防滲墻施工中水泥漿液的水灰比為1∶1,漿液密度為1.52g/cm3,加入定量水泥到上層灰漿攪拌機(jī)中,接著加入水到設(shè)計(jì)標(biāo)高位置,但需要做到邊加水,邊攪拌,最低攪拌時(shí)間≥3min,保證每次配制好的水泥漿能夠在45min之內(nèi)使用完成。漿液輸送泵進(jìn)漿口的位置需要設(shè)置過濾網(wǎng),以免在噴漿操作時(shí)發(fā)生管道堵塞問題[2]。在具體施工中,一旦發(fā)生下層攪拌樁中儲(chǔ)灰量不足時(shí),需要及時(shí)在上層攪拌機(jī)中進(jìn)行有效配制,以免因?yàn)闈{液不足,引起斷樁。此外,需要不斷攪拌,同時(shí)檢查下層攪拌機(jī)中水泥漿液的比重、漿泵壓力、轉(zhuǎn)數(shù)等參數(shù),并對(duì)施工過程進(jìn)行詳細(xì)記錄。為保證成樁質(zhì)量,水泥漿液配制要做到一樁一配。

        2.4 攪拌鉆進(jìn)

        確定好每根深層攪拌樁防滲墻的位置后,對(duì)樁機(jī)進(jìn)行調(diào)平處理,保證鉆桿的垂直,可采取吊線法來控制垂直度。在鉆進(jìn)過程中先不進(jìn)行噴漿操作,如果鉆進(jìn)困難,可進(jìn)行適量噴漿,以防噴漿口堵塞,同時(shí)也可降低鉆頭溫度[3]。鉆進(jìn)速度應(yīng)結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)條件合理調(diào)節(jié)鉆進(jìn)的檔位,當(dāng)鉆進(jìn)下沉到設(shè)計(jì)深度位置后停止鉆進(jìn)。在本工程深層攪拌樁防滲墻施工中攪拌鉆進(jìn)施工參數(shù)如表2所示。

        表2 深層攪拌樁防滲墻施工中攪拌鉆進(jìn)施工參數(shù)表

        按照同類型工程深層攪拌樁防滲墻施工經(jīng)驗(yàn),考慮到鉆機(jī)下沉和提升的難易程度,在鉆進(jìn)下鉆和提升中都需要適當(dāng)?shù)膰姖{,在噴漿操作時(shí),鉆機(jī)的檔位需要達(dá)到四擋,下沉速度可采取三擋。

        2.5 噴漿攪拌提升

        當(dāng)深層攪拌樁防滲墻施工到設(shè)計(jì)深度后,可采取四擋檔位進(jìn)行反轉(zhuǎn)提升,在整個(gè)提升過程中,必須控制好提升的速度,并進(jìn)行均勻連續(xù)的噴漿操作。由于攪拌機(jī)和鉆機(jī)距離比較遠(yuǎn),在進(jìn)行噴漿操作中,鉆機(jī)機(jī)長(zhǎng)可采取人工送漿,邊噴漿,邊攪拌,以免發(fā)生離析問題。為保證成樁后樁端的質(zhì)量能夠達(dá)到設(shè)計(jì)要求,需要至少進(jìn)行原地噴漿30s,促使?jié){夜能夠完全達(dá)到樁端。

        2.6 斷接頭施工處理

        本工程因?yàn)樯婕盎炷粒允┕?yīng)當(dāng)保持有連貫性,盡可能要一氣呵成。但在工程施工時(shí),常會(huì)遇到一些特殊的情況,比如設(shè)備故障、氣候突變等不可抗因素導(dǎo)致工程不得已需要中斷。這種情況也必須作為施工環(huán)節(jié)的一個(gè)重點(diǎn)。遇到需要中斷的特殊情況,第一步先記錄好中斷時(shí)施工到了哪個(gè)樁位,以及樁深等信息,之后再按具體情況分成兩組處理接頭的施工方案:①如果施工中斷能夠在24h里恢復(fù)生產(chǎn),那么復(fù)工時(shí)就把樁機(jī)下沉到中斷的位置,再往下大約半米的距離進(jìn)行復(fù)攪接著施工。②如果中斷復(fù)工的時(shí)間超過1d,也就是錯(cuò)位制作1個(gè)或2個(gè)單元墻,并和之前的墻體搭接,等到墻體的水泥達(dá)設(shè)計(jì)強(qiáng)度,就在接頭的位置做一個(gè)直徑φ1.5m尺寸的鉆孔,在這個(gè)鉆孔之中灌注水泥使其有效連接[4-6]。

        3 深層攪拌樁防滲墻施工中的質(zhì)量問題和控制措施

        3.1 樁體不在相同的垂直面上

        通過開挖檢查,深層攪拌樁存在里出外進(jìn)的問題,樁體不在相同的垂直面上,形成此問題的主要原因是在正式施工中對(duì)位不達(dá)標(biāo)。

        控制措施:為保證定位的準(zhǔn)確性,可在樁機(jī)的前部、中部靠近操作平臺(tái)的一側(cè),焊接上橫向“F”形鋼筋,并始終指向地面鋪設(shè)的兩條平行于墻軸線的基準(zhǔn)線,用鋼筋頭精確標(biāo)識(shí)每個(gè)平移點(diǎn),最大限度上保證機(jī)身與墻體軸線始終垂直,每次都能對(duì)準(zhǔn)樁位。

        3.2 搭接厚度不夠

        搭接厚度不足,也是深層攪拌樁防滲墻施工中比較常見的問題,因此此問題的主要原因樁機(jī)對(duì)位準(zhǔn)確性不足,或者移動(dòng)樁機(jī)的距離太大。

        控制措施:依照現(xiàn)場(chǎng)深層攪拌樁防滲墻軸線控制點(diǎn),合理確定施工樁位,以及樁機(jī)移動(dòng)的距離。并保證墻體軸線上的樁位線和兩條基準(zhǔn)線的控制點(diǎn)連線能夠相互平行。

        3.3 蜂窩和麻面在深層攪拌樁防滲墻施工中一旦出現(xiàn)蜂窩和麻面

        會(huì)對(duì)防滲墻的抗壓強(qiáng)度、滲透指標(biāo)等造成嚴(yán)重影響。造成此種質(zhì)量問題的主要原因是攪拌不夠均勻。

        控制措施:在不同地層施工中,需要采取與之相適的水灰比,水泥摻量要合理,在設(shè)計(jì)允許的范圍內(nèi),盡量采取較大的水灰比??蛇m當(dāng)增加攪拌的次數(shù),在提升時(shí)避免采取五檔提升,控制好噴漿量和攪拌速度,以保證攪拌均勻性。

        4 施工效果分析

        本工程堤身防滲分部工程已按設(shè)計(jì)要求基本完成,工程質(zhì)量滿足設(shè)計(jì)及標(biāo)準(zhǔn)要求,工程技術(shù)資料基本齊全。監(jiān)理單位水泥土防滲墻滲透系數(shù)和芯樣抗壓強(qiáng)度平行檢測(cè)情況如表3及表4所示。

        表3 監(jiān)理單位水泥土防滲墻滲透系數(shù)平行檢測(cè)情況表

        表4 監(jiān)理單位水泥土防滲墻芯樣抗壓強(qiáng)度平行檢測(cè)情況表

        本分部共19個(gè)單元工程質(zhì)量驗(yàn)收全部合格,合格率100%,其中優(yōu)良單元工程10個(gè),優(yōu)良率52.6%。施工中未發(fā)生過質(zhì)量和安全事故,質(zhì)量等級(jí)為合格。

        5 結(jié) 語

        綜上所述,結(jié)合萬安圩堤工程實(shí)例,分析了圩堤除險(xiǎn)加固工程深層攪拌樁防滲墻的施工及其質(zhì)量控制,分析表明,深層攪拌樁防滲墻是一種新型的圩堤除險(xiǎn)加固技術(shù),和常規(guī)技術(shù)相比,施工質(zhì)量更易控制,速度快,幾乎施工完成之后,就能形成具有一定強(qiáng)度的防滲墻,從而達(dá)到提升圩堤除險(xiǎn)加固的效果,并對(duì)施工全過程進(jìn)行嚴(yán)格把控,才能保證施工質(zhì)量,值得在類似工程中大力推廣和借鑒。

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