水泥土攪拌樁防滲墻技術(shù)在咸陽湖北岸護岸工程中的應用

于建兵 · 2008-08-28 00:00 留言

  摘 要:渭河咸陽湖北岸護岸防滲墻工程采用水泥土攪拌樁技術(shù)進行截流防滲的施工工藝。方案經(jīng)濟可行,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、北岸護岸工程、中隔墻工程、南護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,沿北岸護岸基礎(chǔ)擋墻下進行水泥土攪拌樁連續(xù)防滲墻施工,以達到對咸陽湖北側(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,前期勘探及先導孔全孔取芯表明,自上到下地層結(jié)構(gòu)為粉土,粉細砂,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任公司進行試樁實驗,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全施工段進行每50m一點的先導孔鉆探工作,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,標定樁位

  防滲墻平面軸線及原地面標高須經(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

  攪拌機步履到達指定樁位,鉆頭對準樁點,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.預攪下鉆

  啟動攪拌機電機轉(zhuǎn)盤帶動鉆桿與鉆頭沿導架攪拌下沉至設(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)量保證應對每道工序質(zhì)量進行嚴格控制,結(jié)合本工程特點及地質(zhì)特征,應從以下幾個方面加以嚴格控制:

  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,測放軸線復核無誤,并妥善加以保護,同時技術(shù)人員必須對控制點進行加密,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,每根樁施工前應用吊線錘進行斜度監(jiān)測,確保成樁體垂直偏差不大于1.0%。班前應檢查鉆頭直徑一次,鉆頭直徑不小于450mm,負偏差大于3%時,應及時調(diào)換或修復鉆頭。標定灰漿泵的輸漿量,灰漿到達攪拌機噴漿口的時間,攪拌機鉆進、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

  水泥漿液制備應選用出廠三個月以內(nèi)合格水泥,水泥進攪拌罐前應過5mm的細篩,水泥漿嚴格按水灰比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,均勻作業(yè),每根樁輸漿量誤差超過2 Kg,必須在原位進行補噴作業(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,恢復供漿后再噴漿提升,停漿時間超過24h,應采取補樁措施。

  ③攪拌樁鉆進和提升

  攪拌樁鉆進應達到設(shè)計深度,采用電腦記錄儀監(jiān)控下鉆深度,深度誤差±10mm。鉆桿提升前應在樁底噴漿30s,控制鉆進和提升速度不大于0.288—1.96m/min。鉆頭提升到設(shè)計樁頂高度應停提噴漿5s后再行提升,停漿高度應比設(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)墻施工應連續(xù)進行,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,應在依序即將施噴的新孔位進行空鉆,留出與已成樁搭接所需榫頭,以便后續(xù)施工進行。機械無法空鉆時,應依序在已成樁做好標記,下次施工前應在此處兩側(cè)進行補樁,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,自上到下進行鉆孔取芯,取得芯樣送實驗室進行滲透試驗,結(jié)果表明北護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:應用水泥土攪拌樁防滲墻對咸陽湖北岸進行防滲截流處理,施工技術(shù)成熟,方案經(jīng)濟可行,防滲效果良好,達到了防滲截流的目的。


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