淺談深層攪拌水泥土防滲墻在堤防工程中的應(yīng)用

熊元鑫

（廣西浩天建筑工程有限公司，廣西 南寧 530000）

淺談深層攪拌水泥土防滲墻在堤防工程中的應(yīng)用

熊元鑫

（廣西浩天建筑工程有限公司，廣西 南寧 530000）

文章主要從深層攪拌防滲墻的原理、深層攪拌樁的施工控制參數(shù)、施工操作要點、施工質(zhì)量檢測及施工所存在的問題等方面進行闡述，以供參考。

堤防；深層攪拌水泥土；防滲墻；施工；應(yīng)用

深攪水泥土防滲墻是利用水泥類漿液與原土通過深層攪拌樁機葉片強制攪拌成樁相繼搭接而形成連續(xù)密實的墻體，其在堤防防滲方面具有適用范圍廣、成墻效果好、滲透系數(shù)小、施工機具簡單、移位靈活、對周圍環(huán)境污染少、成墻單價較低等特點，技術(shù)可行，經(jīng)濟合理，具有廣闊的應(yīng)用前景，是堤防防滲行之有效的方法之一。自20世紀(jì)70年代，我國在工業(yè)與民用建筑和水利工程中引入深攪水泥土防滲墻后，其以自身的優(yōu)點在加固地基和隔斷地下水連續(xù)通道的有效工程中得以廣泛應(yīng)用。在此，本文主要介紹深層攪拌水泥土防滲墻在堤防工程中的應(yīng)用，以供參考。

1 深層攪拌防滲墻的原理

深層攪拌法其原理是利用水泥或石灰作為固化劑，采用一種特制的深層攪拌機械，從不斷回轉(zhuǎn)的中空軸端部向周圍已被攪松的土中噴出水泥漿，在地基深部將軟土與水泥或石灰強制拌和，使軟土硬結(jié)成具有一定強度的柱狀或壁狀的加固體，這些加固體具有較好的整體性、穩(wěn)定性和足夠的強度，可形成性狀良好的復(fù)合地基，具有較好的承載能力和防滲性能。它具有造價低、設(shè)備輕便、工效高、截滲效果好、無污染等特點。該工法適用于淤泥、淤泥質(zhì)土、黏土、粉質(zhì)黏土等軟土地基，不適用于大砂礫石層。施工不受地下水位的影響，氣候變化對施工作業(yè)的影響也甚少。

2 深層攪拌樁的施工控制參數(shù)

（1）漿液配置：水泥采用 32.5普通硅酸鹽水泥，水泥漿的水灰比為0.48～0.5，水泥摻入比（通常是指水泥摻入重量與被加固的土體天然濕重之比）為8%～12%；漿液配制好后，攪拌均勻并通過濾篩后倒入集漿池備用。

（2）漿體材料要求：水泥漿液存放時，應(yīng)控制漿體溫度在5～40 ℃范圍內(nèi)，存放時間不宜超過3 h；水泥漿液可根據(jù)工程需要加入適量的外加劑及摻合料構(gòu)成復(fù)合漿液；凝結(jié)前不沉淀、不離析，能抵抗地下水的作用；凝結(jié)后有足夠的不透水性，有較高的塑性，能適應(yīng)土層的變形。

（3）鉆頭攪拌機葉片直徑經(jīng)計算確定為500 mm，樁間距宜為420 mm，理論搭接厚度為271 mm，高出設(shè)計值8.5%。

（4）注漿量：深層攪拌的注漿量應(yīng)以注入土體中的水泥漿充分填充土層中的孔隙為準(zhǔn)，在施工攪拌時，以孔口微微翻漿為控制標(biāo)準(zhǔn)。

（5）為保證墻體的均勻性，從施工工藝角度考慮，必須保證有足夠的攪拌次數(shù)和適當(dāng)?shù)你@進、下沉速度（0.8～1.4 m/min）和提升速度（0.6～1.0 m/min）。

（6）防滲墻滲透系數(shù)不大于1×10－6cm/s；抗壓強度不低于3.0 MPa；防滲墻要求成墻厚不小于250 mm，垂直度偏差控制在2 ‰以內(nèi)；噴漿壓力1～1.1 MPa，噴漿量30 L/min。

3 施工工法

3.1 施工操作要點

深層攪拌樁施工流程圖見圖1。

圖1 深層攪拌樁施工工藝流程圖

（1）樁機就位。利用起重機或開動絞車移動鉆機到達指定樁位，就位時保證樁機的周正平穩(wěn)，保證鉆桿的垂直度，同時將鉆頭中心對準(zhǔn)樁位，確保樁位的對中誤差不大于10 mm，導(dǎo)向夾和攪拌軸與地面垂直。

（2）噴漿成樁。樁機就位后，開動灰漿泵，漿液從噴嘴中噴出時啟動樁機向下旋轉(zhuǎn)鉆進并連續(xù)噴入水泥漿液，鉆進速度為1 m/min。鉆進噴漿成樁達設(shè)計樁長或?qū)游缓?，原地噴漿半分鐘，再反轉(zhuǎn)勻速提升，深度誤差不得大于5.0 cm。

（3）提升攪拌。攪拌頭自樁底反轉(zhuǎn)勻速攪拌提升，直到地面。攪拌頭如被軟粘土包裹時，應(yīng)及時清除。提升到設(shè)計標(biāo)高以上一定高度時，再噴漿攪拌下沉到設(shè)計深度后，又?jǐn)嚢鑷姖{提升到設(shè)計標(biāo)高以上一定高度時，停止噴漿，到此完成一根攪拌樁的施工。

（4）清洗。向集料斗注入適量清水，開啟灰漿泵，清洗管路中殘余漿液，并將粘附在攪拌頭上的軟土清洗干凈。

（5）移位。按設(shè)計參數(shù)將樁機移至下一個樁位依次進行施工。

（6）重復(fù)上述步驟，進行下一根樁的施工。

3.2 施工應(yīng)注意事項

（1）施工過程中，因故停機超過30 min，應(yīng)對泵體和輸漿管路進行妥善清洗。樁與樁的搭接間歇時間不大于24 h，如特殊原因超過上述時間，則應(yīng)和前一根樁進行搭接。

（2）如地面以下2～3 m內(nèi)有混凝土塊、石頭等障礙物，應(yīng)將其開挖清除，無法開挖清除，則繞開障礙物，繞不開則采取高噴灌漿。

（3）為保證水泥攪拌樁樁端、樁頂及樁身質(zhì)量，第一次提鉆噴漿時應(yīng)在樁底部停留30 s，余漿上提過程中全部噴入樁體，在樁頂停留時間為30 s，使水泥漿與樁身土體充分?jǐn)嚢琛?/p>

（4）施工中發(fā)現(xiàn)噴漿量不足，應(yīng)按要求整樁復(fù)攪，復(fù)噴的噴漿量不小于設(shè)計用量；如施工中噴漿中斷，則須在12 h內(nèi)采取補噴措施，補噴重疊段應(yīng)大于100 cm，超過12 h應(yīng)采取補樁措施。

4 攪拌樁成墻的質(zhì)量檢測

4.1 防滲墻施工的質(zhì)量要求

（1）單軸抗壓強度＞0.3 MPa。

（2）滲透系數(shù) k＜i×10－6cm/s（1≤i≤3）。

4.2 質(zhì)量檢測方法

按照有關(guān)規(guī)范要求，對已完成的防滲墻，采用了3種檢驗方法：

4.2.1 鉆孔取芯檢查

在施工28 d后，采用鉆機在墻體內(nèi)鉆取墻體芯樣，并描述芯樣的完整性和芯樣的均勻情況。對于取出的芯樣進行單軸抗壓強度、滲透系數(shù)、抗?jié)B比降等參數(shù)的檢測。鉆孔的布置為每300 m布設(shè)1孔，每孔要求取樣2組，取樣的部位為鉆孔的中部和底部。鉆孔必須用水泥砂漿封填密實，每標(biāo)段鉆孔不少于3個。

4.2.2 開挖檢查

沿防滲墻軸線每500 m開挖一處，每處長3～5 m，深2.5～4 m。對開挖出的墻體，要求墻體外觀質(zhì)量好，無蜂窩、孔洞；樁間搭接、墻厚滿足設(shè)計要求，且墻體整體性好。

4.2.3 圍井注水檢測試驗和無損檢測試驗

圍井試驗所測得的滲透系數(shù)應(yīng)滿足設(shè)計要求，即不大于 i×10－6（i＝1～3）cm/s；無損檢測試驗主要是檢測墻體的連續(xù)性及墻體實際深度。

5 深層攪拌樁成墻所存在的問題

5.1 垂直度的控制

垂直度關(guān)系到建造的防滲墻是否在同一墻體軸線上，因此，在施工期間的左右偏差、軸線偏差、孔斜率數(shù)據(jù)應(yīng)按操作規(guī)程與規(guī)定，發(fā)現(xiàn)偏斜，立即采取措施糾偏，確保防滲墻體在同一軸線上。目前，攪拌樁在施工時采用的垂直控制方法主要采用靜止?fàn)顟B(tài)下的機架水平（三連管）或雙向錘球來控制，這種控制方法一方面比較落后且不可靠；另一方面當(dāng)設(shè)備在工作旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下，垂直度定量指標(biāo)不明確，無法對鉆桿的垂直度進行動態(tài)跟蹤控制。當(dāng)鉆具在地下碰到剛度較大的障礙物而發(fā)生較大偏斜時，無法及時發(fā)現(xiàn)，從而無法進行糾正和補救，此時將可能產(chǎn)生“開叉”現(xiàn)象，并導(dǎo)致墻體不連續(xù)。

5.2 墻體的均勻性

從以往堤防工程防滲墻的施工質(zhì)量檢測來看，在不同巖性的土層中，攪拌樁施工成墻墻體均勻情況有所不同，即在同樣的施工參數(shù)條件下，砂性土中成墻均勻性優(yōu)于粘性土，總體趨勢為土體中粘粒含量愈高，則極易造成土體成團塊隨攪拌頭旋轉(zhuǎn)，從而導(dǎo)致成墻的均勻性愈差。為此，對粘粒含量較高的土體，為保證墻體的均勻性，須選用合適的施工參數(shù)，如鉆進和提升速度、旋轉(zhuǎn)速度、合理的注漿壓力等，這些則須進行室內(nèi)及現(xiàn)場試驗具體確定。

6 結(jié)束語

綜上所述，深層攪拌法應(yīng)用于堤基防滲體，具有效率高、成本低、無振動、污染少、施工占地面積小等特點，在施工中只要把好施工過程中的噴漿、攪拌、墻體連續(xù)完整性等質(zhì)量關(guān)，就能滿足防滲要求。實踐證明，深層攪拌防滲墻效果良好，是堤防工程防滲處理的有效實用方法之一，值得推廣。

1 杜法力、高 原.堤防防滲墻施工工藝探討［J］.治淮，2007（2）

2 劉兆鋒.深攪水泥土防滲墻在堤防防滲工程中的應(yīng)用［J］.人民長江，2009（6）

3 魏 杰.深層攪拌防滲墻在堤防工程中的應(yīng)用［J］.湖南水利水電，2005（3）

Discussion on the Cutoff Wall’s Application of Deep Mixing Cement in Embankment Engineering

Xiong Yuanxin

This article mainly describes from some aspects, such as the principles of deep mixing cutoff wall, control parameters of deep mixing piles, the construction operation points, the construction quality inspection and existing construction problems, for reference.

embankment; deep mixing cement; cutoff wall; construction; application

TV543.8

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1000－8136（2011）03－0067－02