水泥土攪拌樁在水庫壩基防滲中的應用

摘要：水泥土攪拌樁是利用水泥作為固化劑，通過攪拌樁機械邊鉆進邊往軟土中噴射水泥漿液，在地基深處就地將軟土固化成為具有足夠強度、變形模量和穩定性的水泥土，從而達到提高地基強度或基礎防滲目的。希尼爾水庫大壩在壩基防滲設計中，根據水文、地質等勘察資料，創造性地采用了該項技術，取得了成功，并且積累了一定的經驗。

關鍵詞：水泥土攪拌樁;壩基防滲;希尼爾水庫

前言

水泥土攪拌樁防滲墻是用于平原水庫壩基防滲漏的一種新方法，其原理是利用水泥作為主要的固化劑。通過特制的深層攪拌機械，在地基深處將天然原土和水泥漿強制攪拌均勻形成水泥土，通過水泥土的自重填充作用使被加固土體密實，并利用水泥漿在水化過程中的凝結與硬化將土壤顆粒膠結在一起，使被加固土體硬結成具有整體性、水穩定性和一定防滲能力及強度的水泥土樁，多樁相割搭接形成連續密實的水泥土防滲墻。

1工程概述

希尼爾水庫位于新疆巴州尉犁縣境內，地理坐標為東經86°13′—86°18′，北緯41°33′—41°38′。水庫是從孔雀河第一分水樞紐引水，經庫塔干渠總干渠輸水的注入式大⑵型平原水庫。一期設計庫容為0.98×108m3，最大壩高20m，相應設計水位為913.6m，水面面積16.74km2，死庫容為0.1×108m3，死水位905.8m，相應水面面積5.9km2。

希尼爾水庫工程包括：主、副壩、引水閘、引水渠、放水閘、分水閘、放水渠及附屬設施等。壩體為土工膜斜墻防滲碾壓式土石壩，壩頂寬6m，壩長7650m，上游壩坡1：2.5，下游壩坡1：2;壩體防滲采取斜鋪復合膜（兩布一膜）結構，其中膜厚0.75mm，無紡布規格為200g/m2;壩上游護坡設計為砼板（C30W8F300）護坡，砼板厚15-22cm。壩基防滲，根據地質情況的不同，分別采取 PE塑膜、塑性混凝土防滲墻、水泥土攪拌樁防滲墻三種不同形式的防滲方式。

2水泥土攪拌樁設計指標

希尼爾水庫主壩部分（4+350～4+627，5+025～5+350）壩基防滲采用水泥土攪拌樁，設計單位對水泥土攪拌樁提出了如下技術要求：①樁徑φ450mm;②有效成墻厚度316mm，樁中心距320mm，搭接長度65mm;③墻的中心線偏差為±30mm;④墻底進入巖基（或者相對不透水層）不小于1m;⑤傾斜率誤差小于1%;⑥28d滲透系數K28≤5×10-7cm/s;⑦28d抗壓強度R28≥2.OMPa;⑧允許滲透比降J28≥120;⑨防滲墻深度為8～13m;⑩水泥摻入比取8%～12%。

3工程主要施工工藝

3.1樁機調平定位

根據預先測定的標位及施工次序進行樁機定位，對中調平，利用液壓支腿的升降調整樁機的水平度，保證樁機水平及垂直偏差滿足設計要求.

3.2漿液制備

漿液拌和應符合水灰比的設計標準，為保證漿液質量，高速攪拌機拌制漿液時間不少于30s，漿液自制備至用完時間不大于4h.要隨時進行漿液性能試驗及其凝固體的物理性能試驗，并記錄試驗結果。

3.3正攪注漿下沉

依次啟動泥漿泵和樁機主機，通過主機的動力傳動裝置，正向帶動主機上多個并列的鉆桿轉動，并以一定的推進力使鉆頭向土層深處推進，自上而下邊注漿邊鉆進直至設計深度，其下沉速度與供漿流量根據下切地層實際確定。

3.4反攪注漿提升

樁機下沉到達設計深度，繼續開啟泥漿泵.反向調整主機轉動方向，邊噴邊攪，直至提出地面。樁機提升階段，孔口應保持輕微返漿，無返漿時，應加大供漿量。返漿過大，可提高提升速度或降低供漿量。

4.5單元成墻

按照上述程序完成I序樁，樁機縱向平移0.32m，重復以上過程完成Ⅱ序樁，樁機再次縱移0.32m，重復以上過程完成Ⅲ序樁，并同時完成本單元墻施工，前后兩組樁相互切割分三次成墻，單元墻長度約3.0m，單元墻完成后，樁機縱移，開始下一單元墻施工。

4 ?工程質量評價

（1）開挖檢查

從施工完成情況與局部開挖質量檢查來看，樁間的搭接連續性以及水泥土攪拌的均勻性良好;樁輪廓垂直度在0.5%以內，樁位偏差在±2cm范圍內;墻與墻之間的過渡搭接連續均勻，搭接處最小厚度均大于316mm，樁徑檢測值均大于450mm，滿足要求;墻體無蜂窩、孔洞現象，墻體搭接均勻、顏色較均勻，墻體連續性好，質地較堅硬密實。

（2）鉆孔取芯檢驗

攪拌樁完工達到齡期28d后，采用鉆孔取芯的方法直觀檢查樁體內部均勻性、連續性及強度，并做成試塊作抗壓強度實驗，水泥土攪拌樁防滲墻鉆孔取芯檢驗成果見表1。

5 ?結束語

在水泥土攪拌樁防滲工程中，由于采取了有針對性的質量控制措施，保證了水泥土攪拌樁的施工質量和防滲效果，試驗結果表明：滲透系數K28=2.84×10-7～1.40×10-8cm/s，抗壓強度R28=2.1～6.6MPa，滲透比降J28≥129～165，噴漿效果顯著，可起到明顯的防滲作用，滿足設計要求。

作者簡介：郎才（1987- ）男，新疆和靜縣人，大學本科，主要從事水利工程及水政水資源管理工作。