五軸水泥土攪拌樁防滲墻在水庫大堤防滲工程中的應用

摘 要：崇明島東風西沙水庫工程防滲墻穿過粉砂層地質結構層，施工中通過運用五軸深層攪拌樁有效提高施工效率并確保了防滲質量。通過有效的設計方案比選，嚴格控制施工過程，使工程順利完工，為在該地區的類似地質層條件下的工程施工積累了經驗。

關鍵詞：五軸樁；粉砂層；應用

1 工程概況

為了上海市崇明島的人民能夠喝上優質的長江水，上海市政府決定建設崇明島東風西沙水庫，其工程內容主要包括環庫大堤工程（總長11904m）、取水泵閘工程、下游排水閘工程及輸水泵站工程等，水庫庫容976萬m3，供水規模為40萬m3/d。

2 工程地質

3 五軸攪拌樁防滲墻設計

由于堤基地層主要為粉砂土層，滲透系數較大，因此水庫大堤地基需要進行防滲處理。

3.1 方案比選：

工程施工前，選用高壓擺噴及五軸水泥土攪拌樁分別進行了試樁，待28天后采取鉆芯取樣檢查樁體質量，發現高壓擺噴鉆取芯樣完整率較差，尤其在地面10m以下，基本取不出來芯樣。高壓旋噴、高壓擺噴在上海地區其他工程中的應用效果也遠遠不如水泥攪拌樁的質量好，有些工程圍堰防滲墻采用高壓旋噴還發生了滲漏現象。綜合以上考慮本工程防滲采用設備生產效率較高，造價較低并適合上海地區土層的五軸水泥土攪拌樁。

3.2 設計水泥土攪拌樁參數

防滲墻設計采用五軸水泥土攪拌樁，Φ650@450樁位沿堤壩縱向排列，設計深度22m～26m，采用套接一孔法施工。固化劑摻入量不小于20%（其中水泥不少于固化劑摻入量的75%，粉煤灰不大于固化劑摻入量的25%），膨潤土添加劑摻入量為50kg/m3。防滲墻墻厚不小于450mm，水泥漿水灰比為1：1.5～1.8。

3.3 設計要求

對五軸水泥土攪拌樁防滲墻施工質量，按照規范要求比例采取鉆孔取芯方法進行檢測，采用現場注水試驗和室內滲透試驗方法檢測滲透系數。28天后采用鉆孔檢測，28天墻身無側限抗壓強度不小于0.5Mpa，墻體滲透系數K≤5×10-6cm/s。

4 防滲墻施工工藝

4.1 施工工藝流程

定位放線→導槽開挖→鉆機定位→漿液制作→水泥土攪拌樁施工→鉆機移位→下一幅樁

4.2 為保證防滲墻的連續性、防滲墻的最小厚度以及接頭的施工質量，以達到防滲止水效果，五軸水泥土攪拌樁采用跳槽式雙孔全套復攪式連接工藝，見下圖，其中陰影部位為重復套鉆。

4.3 試樁

工程正式施工前，應進行試樁，按照不同的固化劑摻量、水灰比、提升進度等施工幾組樁，待7天后采用靜力觸探檢測樁的抗壓強度，推算28天抗壓強度。試樁的主要目的在于取得適應本工程地質條件下的水灰比、固化劑摻量、噴漿壓力、提升速度、攪拌次數等具體施工參數，以指導正式工程防滲樁的施工。

5 施工冷縫的處理

根據規范要求，樁與樁的施工間隔時間不得超過24小時。在施工過程中，如出現機械設備故障、材料供應不及時或大風、大霧等災害性天氣導致樁與樁的施工間隔時間超過24小時的情況，則會產生施工冷縫。冷縫的處理方式為在冷縫處的樁體外側補攪素樁，素樁與工程防滲樁搭接厚度不得小于10cm。

6 質量檢測

工程結束后，經過有資質的檢測單位對水泥土攪拌樁進行了檢測，其檢測結果如下：

攪拌樁樁體連續性檢測結果。本次對防滲攪拌樁按規范要求檢測數量為樁數的1%，28天后采用豎向鉆孔取芯，鉆孔時定位于樁體防滲軸線上，60%孔位布置在五軸攪拌樁中心，40%孔位布置在相鄰兩樁復噴部位上，取芯結果顯示各孔芯樣均為連續的水泥土芯樣，成樁質量較好。

抗壓強度。對芯樣進行室內加工、找平、養護后，進行抗壓試驗，通過室內抗壓強度試驗，得到每組試樣的強度代表值和樁身強度代表值、樁體水泥土強度檢測結果均在0.8MPa～1.5MPa之間，符合設計強度要求。

滲透檢測結果。采用在取樣孔內進行注水、抽水試驗的原位滲透試驗，試驗水頭為2m～5m，同時對各孔芯樣均選取2段進行室內滲透試驗，滲透系數結果為3.26×10-7～1.8×10-6cm/s，滿足設計要求。

7 結束語

水庫大堤通過設計方案的比選與施工過程中對各項參數的有效控制，有效的提高了施工效率并大大提高了堤身及堤基的防滲能力，完全滿足水庫的蓄水要求。通過本工程的實踐，對今后在類似地質條件下實施防滲工程有借鑒意義。

參考文獻

[1]上海現代建筑設計（集團）有限公司.型鋼水泥土攪拌墻技術規程.滬建建[2005]499號.上海市建設工程標準定額管理總站，2005-07.

[2]上海建工集團.建筑施工創新技術應用案例.中國建筑工業出版社，2010-03.