水泥土攪拌樁防滲墻技術(shù)在咸陽湖北岸護(hù)岸工程中的應(yīng)用

　　摘 要：渭河咸陽湖北岸護(hù)岸防滲墻工程采用水泥土攪拌樁技術(shù)進(jìn)行截流防滲的施工工藝。方案經(jīng)濟(jì)可行，防滲效果良好，在同類工程建設(shè)中具有借鑒作用。

一、工程概況

　　咸陽湖位于咸陽市城區(qū)段渭河河道中，主體工程由1#橡膠壩、2#橡膠壩、北岸護(hù)岸工程、中隔墻工程、南護(hù)岸工程等主要工程組成，工程，建成后將形成1860畝水域面積，為咸陽城區(qū)段渭河美化亮化工程。咸陽湖1#橡膠壩，2#橡膠壩塌壩時為河道行洪排空狀態(tài)，立壩蓄水時形成靜水湖面，為使湖水不經(jīng)北岸護(hù)岸綠化區(qū)外滲，并常時間保持蓄水狀態(tài)，經(jīng)多方設(shè)計論證，沿北岸護(hù)岸基礎(chǔ)擋墻下進(jìn)行水泥土攪拌樁連續(xù)防滲墻施工，以達(dá)到對咸陽湖北側(cè)的截流防滲的目的。

二、工程地質(zhì)條件

　　工程所在的河漫灘和一級階地地形平坦，地層巖性為第四系，全新統(tǒng)（Q4）及上更新統(tǒng)（Q3）堆積物，前期勘探及先導(dǎo)孔全孔取芯表明，自上到下地層結(jié)構(gòu)為粉土，粉細(xì)砂，中粗礫，粉質(zhì)粘土，結(jié)構(gòu)層性質(zhì)分別如下：

　　粉土：淺灰黃色，具有可塑性，溫潤時有微粘性，土質(zhì)均一，中等透水。

　　粉細(xì)砂：淺黃色，以石英、長石、暗色礦物為主，均一，松散，中等透水。

　　中粗礫：灰白色，以石英、長石為主，顆粒均勻，局部含磨圓度，較小的礫石純凈、松散，強透水性。

　　粉質(zhì)粉土：深灰色，以粉粒為主，土質(zhì)均一，可塑狀，呈紋狀層理，局部含腐植及蝸殼，較密實，弱透水層，此層定為水泥土攪拌樁防滲墻相對不透水層。

三、水泥土攪拌樁成墻機理

　　水泥土攪拌樁是利用鉆機鉆孔至所需深度后，用高壓脈沖泵，通過安裝有鉆桿底端的噴嘴向四周噴射水泥漿液沖切土體摻攪，同時提升噴嘴，高壓漿液使土體結(jié)構(gòu)破壞與水泥漿液混合，形成按設(shè)計方向、深度、厚度與周圍土體膠結(jié)緊密的凝結(jié)圓柱體，從而構(gòu)成連續(xù)的防滲連續(xù)墻。墻體固結(jié)材料選用普通硅酸鹽水泥，拌和水泥漿，所用水為自來水。

四、水泥土攪拌樁方案的選定

　　1.水泥土攪拌樁防滲墻試驗

　　水泥土攪拌樁防滲墻工程開工前,甲方選取相同地質(zhì)條件地點,委托西北水利水電工程有限責(zé)任公司進(jìn)行試樁實驗,以確定水泥土攪拌機械的可鉆性，工藝方法的可靠性，為采用此法進(jìn)行全面施工積累經(jīng)驗；委托西北勘測設(shè)計研究院檢測中心進(jìn)行防滲墻配比滲透試驗，試樁現(xiàn)場取樣、抗壓、抗?jié)B及現(xiàn)場壓水試驗工作，以確定試樁過程的最佳水泥摻入比。

　　2.水泥土攪拌樁防滲墻先導(dǎo)孔試驗

　　水泥土攪拌樁防滲墻前期設(shè)計較粗，甲方委托西北地質(zhì)勘測中心為2.4km全施工段進(jìn)行每50m一點的先導(dǎo)孔鉆探工作，精確探明不同地段防滲墻所需最大深度。

　　3.水泥土攪拌樁防滲墻技術(shù)參數(shù)確定

　　根據(jù)水泥土攪拌樁防滲墻和先導(dǎo)孔試驗經(jīng)驗，結(jié)合工程地質(zhì)條件和設(shè)計要求，機械設(shè)備和現(xiàn)場試樁具體情況，施工采用工藝參數(shù)及水泥摻入比如下：

　　①樁徑450mm，樁心距333.3mm（最佳搭接墻厚300mm）

　　②鉆進(jìn)及提升速度V=0.288—1.96m/min

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　　③輸漿壓力：P=0.25~0.3mpa；輸漿管壓力P=0.2~0.25mpa

　　④注漿量：30—65L/min

　　⑤水泥摻入比：16%；水泥摻量43Kg/m

　　⑥水灰比：0.5—0.55

　　⑦鉆頭直徑：4500mm

　　⑧樁體滲透系數(shù)＜5×10-6cm/s

五、水泥土攪拌防滲墻施工工序

　　1．修筑施工平臺

　　沿防滲墻軸線修筑寬度不小于5m的施工平臺，以便于樁機設(shè)備移動。

　　2．施工放樣，標(biāo)定樁位

　　防滲墻平面軸線及原地面標(biāo)高須經(jīng)監(jiān)理審核。根據(jù)基本控制點，測放樁位，并對樁位進(jìn)行編號，樁位誤差控制在50mm以內(nèi)。

　　3．樁機對中就位

　　攪拌機步履到達(dá)指定樁位，鉆頭對準(zhǔn)樁點，放下四腳支撐并調(diào)平機身，保證鉆桿垂直度偏差小于1.0%。攪漿人員同時根據(jù)設(shè)計要求水灰比拌和水泥漿液，拌制水泥漿液時，用電腦計量儀稱重控制水泥及水的用量，保證水灰比滿足設(shè)計要求。

　　4．預(yù)攪下鉆

　　啟動攪拌機電機轉(zhuǎn)盤帶動鉆桿與鉆頭沿導(dǎo)架攪拌下沉至設(shè)計深度，遇到較難下鉆地層時，可少量給水下鉆，以減小摩擦阻力。

　　5.噴漿提升

　　當(dāng)鉆頭下鉆到設(shè)計深度后，開始提升鉆頭，并連續(xù)噴射水泥漿液，當(dāng)鉆頭提升至樁頂高程，隨即停止送漿，但鉆頭需施工至地面，每米噴漿量及深度可由電腦自動計量。

　　6．重復(fù)攪拌（噴漿）

　　鉆頭重新攪拌下鉆至設(shè)計深度，而后提升鉆頭重復(fù)攪拌，同時根據(jù)實際情況決定是否補噴，直至樁頂，鉆頭提出地面。

　　7．樁機移位

　　停止噴漿作業(yè),關(guān)閉攪拌機，開啟液壓步履,漿攪拌機移至下一樁位。

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　　8．施工記錄

　　電腦儀監(jiān)探，并輔以人工進(jìn)行孔深、孔位、開鉆、停鉆、噴漿、停漿、噴漿量的記錄，施工記錄距離誤差不大于10cm，時間誤差不大于5s。

六、水泥土攪拌樁施工質(zhì)量控制措施

　　水泥土攪拌樁防滲墻工程質(zhì)量保證應(yīng)對每道工序質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格控制，結(jié)合本工程特點及地質(zhì)特征，應(yīng)從以下幾個方面加以嚴(yán)格控制：

　　1．施工前質(zhì)量控制

　　采用經(jīng)緯儀沿軸線每30m測放控制點，測放軸線復(fù)核無誤，并妥善加以保護(hù)，同時技術(shù)人員必須對控制點進(jìn)行加密，加密控制間距不大于7.0m，布設(shè)樁位偏差不大于50mm。樁機就位調(diào)整平整后，每根樁施工前應(yīng)用吊線錘進(jìn)行斜度監(jiān)測，確保成樁體垂直偏差不大于1.0%。班前應(yīng)檢查鉆頭直徑一次，鉆頭直徑不小于450mm，負(fù)偏差大于3%時，應(yīng)及時調(diào)換或修復(fù)鉆頭。標(biāo)定灰漿泵的輸漿量，灰漿到達(dá)攪拌機噴漿口的時間，攪拌機鉆進(jìn)、提升的速度等施工參數(shù)。

　　2．施工過程中質(zhì)量控制

　　①水泥漿液制拌

　　水泥漿液制備應(yīng)選用出廠三個月以內(nèi)合格水泥，水泥進(jìn)攪拌罐前應(yīng)過5mm的細(xì)篩，水泥漿嚴(yán)格按水灰比0.5—0.55拌制，使用電腦計量裝置稱量，每罐拌制的漿量應(yīng)為該單樁所需總量，每米樁水泥摻入量不小于43Kg。制備好水泥漿應(yīng)在攪拌罐中不斷攪拌，以防止水泥漿發(fā)生離析，送漿前才能緩慢倒入集料斗中，對停置時間超過12小時的漿液應(yīng)做廢棄處理。

　　②水泥漿液噴送

　　攪拌機施工過程中，輸漿階段必須保證連續(xù)供漿，連續(xù)鉆進(jìn)，均勻作業(yè)，每根樁輸漿量誤差超過2 Kg，必須在原位進(jìn)行補噴作業(yè)，施工過程中因故停漿為防止斷樁和缺漿，須將攪拌機鉆頭下沉到停漿點以下0.5m，恢復(fù)供漿后再噴漿提升，停漿時間超過24h，應(yīng)采取補樁措施。

　　③攪拌樁鉆進(jìn)和提升

　　攪拌樁鉆進(jìn)應(yīng)達(dá)到設(shè)計深度，采用電腦記錄儀監(jiān)控下鉆深度，深度誤差±10mm。鉆桿提升前應(yīng)在樁底噴漿30s，控制鉆進(jìn)和提升速度不大于0.288—1.96m/min。鉆頭提升到設(shè)計樁頂高度應(yīng)停提噴漿5s后再行提升，停漿高度應(yīng)比設(shè)計樁頂高度高出500mm。

　　④攪拌樁施工中特殊情況處理

　　攪拌樁連續(xù)墻施工應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，相鄰樁施工間隔不超過24h，因特殊情況超過時間，且樁機能正常工作，應(yīng)在依序即將施噴的新孔位進(jìn)行空鉆，留出與已成樁搭接所需榫頭，以便后續(xù)施工進(jìn)行。機械無法空鉆時，應(yīng)依序在已成樁做好標(biāo)記，下次施工前應(yīng)在此處兩側(cè)進(jìn)行補樁，施工后再依序后續(xù)樁施工作業(yè)。

七、水泥土攪拌樁防滲墻質(zhì)量檢測

　　水泥攪拌樁防滲墻檢測按相關(guān)技術(shù)規(guī)范要求，采用開挖，鉆孔取芯，壓水實驗，滲透實驗，抗壓實驗等多種方法，對防滲墻防滲效果進(jìn)行檢查。水泥土攪拌樁成樁七天后，沿防滲墻軸線第單元工程（第100根水泥樁為一單元工程）進(jìn)行樁頂開挖，并隨機選一處，失挖長3m，深2.5~4m的探坑。外觀檢查結(jié)果表明，樁體連續(xù)完整，樁孔位置準(zhǔn)確，樁位偏差小于5cm，樁偏斜度小于1%，樁間樁間搭接和墻厚滿足設(shè)計要求，防滲墻整體好。

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　　水泥土攪拌樁成樁28d后，在每單元工程布置了一個檢查點，自上到下進(jìn)行鉆孔取芯，取得芯樣送實驗室進(jìn)行滲透試驗，結(jié)果表明北護(hù)岸水泥土攪拌樁防滲墻共鉆孔取芯24個樣，最大滲透系數(shù)為1.25×10-6cm/s，最小滲透系數(shù)為8.12×10-8cm/s，均小于規(guī)范要求的滲透系數(shù)為5×10-6cm/s；現(xiàn)場壓水試驗與芯樣抗壓試驗均滿足設(shè)計規(guī)范要求。

　　系統(tǒng)檢驗結(jié)果表明：應(yīng)用水泥土攪拌樁防滲墻對咸陽湖北岸進(jìn)行防滲截流處理，施工技術(shù)成熟，方案經(jīng)濟(jì)可行，防滲效果良好，達(dá)到了防滲截流的目的。