深層攪拌樁防滲墻在黏土心墻壩除險加固工程中的應用

齊江鵬 李 鶴

摘要結合新疆石油管理局某水庫除險加固工程深層攪拌樁施工的實例,介紹了深層攪拌樁防滲墻在黏土心墻壩水庫除險加固工程中的施工技術與質量控制。

關鍵詞深層攪拌樁;黏土心墻壩;施工技術;質量控制

中圖分類號TV543+.83文獻標識碼B文章編號 1007-5739(2009)11-0260-01

深層攪拌樁水泥土防滲墻是以水泥材料作為固化劑,用深層攪拌樁機,就地將土和固化劑(漿液)強制攪拌,然后通過固化劑和軟土間產生的一系列物理、化學反應,使軟土硬結成具有整體性、水穩定性、抗滲性和一定強度的水泥加固土,以此來提高基礎的防滲效果。

新疆石油管理局某水庫始建于1979年,是一座注入式年調節水庫,水庫設計庫容1 950.5萬立方米,正常高水位282m。水庫主要建筑物為黏土心墻砂礫石壩和放水涵洞,工程為三等中型工程,主要建筑物為3級建筑物,經地質勘察報告顯示壩體心墻因施工原因存在一定缺陷,最終確定以深層攪拌樁方式對黏土心墻進行防滲加固,水泥攪拌樁的施工分濕噴與干噴,該工程采用濕噴,即噴水泥漿法進行施工。

1施工所用設備及性能

HP-5型移動深層水泥土攪拌樁機1臺,功率45KW,最大扭距44.50kNm,提升/鉆進速度0.23~1.96m/min,鉆機轉速15~126rpm,最大成樁深度18m,成樁直徑50cm。BW150型電磁調速器控制噴漿泵1臺,功率7.5KW;灰漿攪拌機1臺,功率4.5KW;導漿管100m。

2施工工藝

樁位放樣——鉆機就位——檢驗、調整鉆機——正循環鉆進至設計深度——打開高壓注漿泵——反循環提鉆并噴水泥漿——至工作基準面以下0.3m——重復攪拌下鉆并噴水泥漿至設計深度——反循環提鉆至地表——復噴復攪1次——成樁結束——施工下1根樁。

3設計參數及要求

依據設計要求,本工程深層攪拌樁施工應按照以下施工工藝參數進行:樁徑ф500mm,樁距400mm(墻厚300 mm)。樁長≤13m;鉆進及提升速度≤1m/min;輸漿壓力P=0.25~0.30MPa;管道壓力P=0.20~0.25MPa;漿液用量600L;水泥摻入比為13%;水泥摻量為50kg/m;水灰比為0.5~0.6;鉆頭直徑必須保證最小為500mm;滲透系數≤3.0×10-6cm/s。樁位布置見圖1。

4質量控制

4.1原材料質量控制

對進場的同廠家、同品質、同編號、同生產日期的水泥以200t為一檢驗批,送有資質試驗室進行強度、安定性、細度、凝結時間等項目的試驗,符合標準后方可使用,對受潮結塊的水泥嚴禁使用,本工程采用32.5R普通硅酸鹽水泥。拌合用水采用適用于人、畜飲用的水,對水質有懷疑時,應進行化驗,合格后方可使用。

4.2水泥摻入比控制

水泥摻入比是指水泥摻入重量與被加固的土體天然濕重之比,水泥土的強度隨水泥摻入量的增加而增長,防滲性能也隨之增強。水泥摻入量又主要通過水泥漿的水灰比和攪拌時單位長度樁體被注入的漿量來控制。施工過程中主要對水泥漿比重進行檢查控制。

4.3施工過程質量控制

為保證墻體的連續性、完整性和均勻性,必須先準確測量定位各孔位中點,其次在施工中控制樁徑、樁體斜率、樁體長度、樁間搭接長度、攪拌次數和鉆進與提升速度滿足設計要求。對此可在鉆孔前對樁機鉆桿垂直度、鉆桿軸心落點及葉片直徑進行檢測,對不符合設計及規范要求的項目及時進行調整,在鉆孔及噴漿過程中對鉆進及提升速度、水泥漿比重、攪拌次數進行全程監督控制。

4.4施工異常處理

施工過程中如發現噴漿量不足,應按監理工程師要求整樁復攪,復噴的噴漿量不小于設計用量。如遇停電、機械故障等原因,噴漿中斷時應及時記錄中斷深度。在12h內采取補噴處理措施,并將補噴情況填報于施工記錄內。補噴重疊段應大于100cm,超過12h應采取補樁措施。

5質量檢驗與效果

5.1開挖探坑

2個區段軸線長共500m,開挖了3個探坑,探坑深5m,最短長度3m,最長8m,檢查樁體尺寸偏差、垂直度、搭接狀況、開裂及其他缺陷。經檢查樁體圓勻無縮頸和回陷現象,攪拌均勻,凝體無松散;群樁樁頂齊平、間距均勻。防滲墻與樁間搭接良好,墻厚滿足300mm的設計要求,樁身垂直度在允許范圍內,外觀和防滲墻整體性好,經檢驗符合設計要求,質量合格。

5.2芯樣試驗

按現行規程進行無側限抗壓試驗及滲透系數測試,在施工結束后進行鉆孔取芯檢查,采用鉆機取芯描述芯樣的均勻情況和芯樣的完整性,主要檢驗水泥土的滲透系數。對圓柱體芯樣的軸心抗壓強度試驗檢測,共抽取試件6組,抗壓強度在1.03~1.38MPa之間,符合規范要求,水泥土芯樣滲透系數檢測共抽樣12組,滲透系數在0.36×10-6~2.96×10-6 cm/s之間,符合設計要求。

5.3現場壓水試驗

每區段各取1個檢查孔對透水率進行檢測,因樁體長12m,壓水試驗每6m一段進行,2個檢查孔上下兩段樁體透水率在0.20~0.32Lu之間,符合規范要求。

6結語

從該水庫除險加固實踐效果看,以深層攪拌樁防滲墻處理透水率過大的黏土心墻具有工效高、造價低、防滲效果較好等特點。為其他黏土心墻需進行防滲的水庫設計和施工提供了很好的借鑒。

7參考文獻

[1] 地基處理手冊編寫委員會.地基處理手冊[M].北京:中國建筑工業出版社,1988.