三軸深層攪拌樁在垃圾填埋場(chǎng)垂直防滲墻中的應(yīng)用

陸華雙

摘 要：三軸深攪樁可改善、加固土體，改善土體滲透、剪切、和壓縮性能，是垂直防滲墻的主要形式。本文以揚(yáng)州市小茅山垃圾填埋場(chǎng)工程為例，對(duì)防滲墻施工遇到的施工難點(diǎn)、質(zhì)量控制要點(diǎn)進(jìn)行分析和闡述，以期為同類項(xiàng)目的建設(shè)提供借鑒和參考。

關(guān)鍵詞：三軸深層攪拌樁;垂直防滲墻;質(zhì)量控制;垃圾填埋場(chǎng);生態(tài)修復(fù)工程

1 工程設(shè)計(jì)概況

揚(yáng)州市多元化小茅山垃圾填埋場(chǎng)建于上世紀(jì)80年代，場(chǎng)地原為磚瓦廠取土點(diǎn)，后被建成垃圾填埋場(chǎng)，用于生活垃圾、建筑垃圾簡(jiǎn)易填埋，1996年停止使用，后一直荒廢。地理位置位于瘦西湖路東側(cè)、上方寺路北側(cè)。

本工程垂直防滲墻設(shè)計(jì)采用?650三軸水泥土攪拌樁，搭接施工采用前工序第三軸與后道工序第一軸全斷面套打方式，間搭接不小于200mm。垂直防滲墻主要依據(jù)地勘報(bào)告垃圾邊線布置，一次實(shí)施完畢，防滲墻頂標(biāo)高西側(cè)段15.0 m，其余段為18.0m，防滲墻高度14～17 m，深入第③層粉土夾粉質(zhì)黏土層以下約1.0 m。防滲墻滲透系數(shù)：1×10-6～5×10-7cm/s。設(shè)計(jì)允許比降不宜小于60。

2 工程地質(zhì)條件

根據(jù)地勘單位提供的勘察報(bào)告，場(chǎng)地地面表層普遍分布①1層素填土、①2層雜填土、①3層素填土。填埋垃圾包含建筑垃圾、生活垃圾，雜少量粉質(zhì)粘土、粘土。①1～①3層人工填土含較多空隙及縫隙，土質(zhì)不均，具有一定透水性，②層粉質(zhì)粘土頂部在垃圾填埋前受人類活動(dòng)的影響，存在部分裂隙，場(chǎng)地均有分布，亦具有一定的透水性，①1～①3層、②層頂部構(gòu)成場(chǎng)地潛水含水層;②層下部、③層粉質(zhì)粘土、粘土構(gòu)成含水層的隔水底板。

3 施工難點(diǎn)分析

根據(jù)設(shè)計(jì)方案，垂直防滲帷幕設(shè)置在垃圾堆體四周邊界線外圍，帷幕底部伸入相對(duì)不透水層第③層粉土夾粉質(zhì)黏土層以下不小于1.0m。考慮到②層粘性土頂部由于受磚瓦廠取土坑施工開(kāi)挖等人類活動(dòng)和自然力的影響，存在裂隙、孔洞等，具一定的透水性，且底部起伏亦較大。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)情況和地勘資料研判，施工中的難點(diǎn)為：①成樁在垃圾堆層中，垃圾孔隙較大，漿液易流失，損耗大;②垃圾中土含量較少，施工時(shí)水泥攪拌樁成型困難;③墻體的長(zhǎng)徑比為26.15，垂直度控制要求高，樁身套接質(zhì)量和入不透水層深度對(duì)防滲質(zhì)量影響較大也是控制難點(diǎn);④局部施工作業(yè)面為淤泥，泥漿需做處理加固。

4 防滲墻施工

4.1 施工原理

三軸深層攪拌樁利用水泥等材料作為固化劑的主劑，通過(guò)大型的深層攪拌機(jī)械，在地基深處將垃圾土、軟弱土層等和固化劑強(qiáng)制攪拌，樁與樁搭接形成一個(gè)閉合的帷幕，從而達(dá)到改良加固，增大變形模量，形成水泥土防滲止水帷幕。使用水泥漿的同時(shí)，在孔口摻添素黏土，增加土含量保證成型質(zhì)量，并按區(qū)段進(jìn)行工藝試樁工作，確定各施工段的施工參數(shù)。

4.2 施工放樣

防滲墻的施工需先進(jìn)行定位，按照垂直防滲墻平面布置圖中的坐標(biāo)，準(zhǔn)確測(cè)放點(diǎn)位，標(biāo)定防滲墻中心位置，側(cè)放點(diǎn)位偏差不大于10mm。

沿防滲墻點(diǎn)位測(cè)量高程并標(biāo)定，便于樁長(zhǎng)控制。除場(chǎng)地西側(cè)段墻頂標(biāo)高為15.0m外，其余區(qū)段墻頂標(biāo)高為18.0m，根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙并結(jié)合地勘報(bào)告及現(xiàn)場(chǎng)地形確定墻頂標(biāo)高，并形成區(qū)段樁長(zhǎng)施工圖。

施工平臺(tái)采用塊石石籠堆填至泥漿池中，待塊石基礎(chǔ)穩(wěn)定后清除圍堰內(nèi)淤泥和泥漿，再選用優(yōu)質(zhì)黏土分層回填、壓實(shí)，并填筑至周邊平臺(tái)高度，確保可滿足三軸深層攪拌樁施工要求。施工平臺(tái)寬度按11～12米設(shè)置。

4.3 施工控制

4.3.1 水泥漿液配比控制

水泥土攪拌樁采用三軸中空頁(yè)片螺旋式攪拌鉆機(jī)施工，材料采用42.5及以上普通硅酸鹽水泥，水灰比為1.50，水泥摻入量為20%，水泥土攪拌樁加固體28d無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度qu28≥0.8MPa。施工前按分區(qū)段進(jìn)行工藝試樁工作，以確定適合此區(qū)段的成樁工藝參數(shù)和施工操作技術(shù)參數(shù)，每次成樁工藝性試驗(yàn)樁5根。漿液配比須根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，根據(jù)成樁的下沉量進(jìn)行修正確定水灰比為1.50，水泥參入量為30%，素土參入量為10%。

水泥漿液要嚴(yán)格按預(yù)定的配合比配制，制備好的漿液不得離析、不得停置時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，超過(guò)2小時(shí)的漿液應(yīng)報(bào)廢處理。漿液倒入集料斗時(shí)應(yīng)加篩過(guò)濾，以免漿內(nèi)結(jié)塊損壞泵體。泵送漿液前管路應(yīng)保持潮濕，以利輸漿。拌制漿液的罐數(shù)、固化制、外加劑的容量和泵送漿液的時(shí)間應(yīng)有專人統(tǒng)計(jì)記錄。

4.3.2 墻體成型控制

為減少漿液流失和保證墻體成型質(zhì)量，從材料和施工兩個(gè)方面采取措施防治。

鑒于回填均為垃圾土含量稀少，采取深攪樁施工的同時(shí)，孔口摻添素黏土的方式增加土含量。不僅可以封堵垃圾間的孔隙減少水泥漿液流失，亦可經(jīng)鉆具粉碎、攪拌改良水泥漿與填埋垃圾形成的樁體成分，提高樁身各項(xiàng)性能，

樁體施工采用標(biāo)準(zhǔn)連續(xù)方式，搭接型式為全斷面套打，相臨樁施工時(shí)間不超過(guò)初凝時(shí)間。為保證樁體施工水泥漿和原狀土及添加素土拌和均勻，下沉及提升均為噴漿攪拌，下沉提升速度均做減速，下沉速度為0.5～0.8m/min，提升速度為0.8～1.5m/min。

4.3.3 墻體套接和深度控制

成樁過(guò)程中嚴(yán)格控制樁位和垂直度。垂直防滲墻施工前，應(yīng)先場(chǎng)地平整，平整后施工平臺(tái)標(biāo)高、寬度根據(jù)設(shè)備要求、位置確定。并對(duì)沿防滲墻中心線兩側(cè)各1.0m寬和施工設(shè)備工作范圍內(nèi)的障礙物予以清除。施工時(shí)確保主機(jī)水平，導(dǎo)向架垂直度偏差不大于0.5%，從而保證套接時(shí)的重合度。同時(shí)施工中做到跟蹤觀測(cè)及時(shí)調(diào)整。

樁的長(zhǎng)度控制采用樁頂標(biāo)高控制，鉆進(jìn)深度經(jīng)計(jì)算、復(fù)核后在鉆機(jī)塔上做出標(biāo)記，如遇地形高低不平時(shí)則及時(shí)調(diào)整沉管深度，采用樁長(zhǎng)的電流值雙控，確保樁端進(jìn)入第③層粉土夾粉質(zhì)黏土層以下不小于1.0m。采取以上措施確保防滲墻的整體性和防滲性能滿足抗?jié)B要求。

4.3.4 墻體施工縫控制

搭接施工間歇時(shí)間不超過(guò)2小時(shí)。因故停機(jī)不超過(guò)1 0小時(shí)，如重新鉆進(jìn)補(bǔ)接，重疊長(zhǎng)度不得小于1.0m。施工過(guò)程中遇到突發(fā)事件，因故停機(jī)超過(guò)24小時(shí)，防滲墻連接處后續(xù)施工應(yīng)與有效墻體保持凈距不超過(guò)50mm，進(jìn)行對(duì)接或在兩側(cè)貼接，中間不連續(xù)處必須采用高壓噴射注漿補(bǔ)強(qiáng)。噴射注漿時(shí)按工藝要求提升注漿管，由下向上噴射注漿。注漿管分段提升的搭接長(zhǎng)度宜大于100mm。

4.4 質(zhì)量檢驗(yàn)

垂直防滲墻施工過(guò)程中必須隨時(shí)檢查施工質(zhì)量，并對(duì)每根工程樁進(jìn)行質(zhì)量評(píng)定，檢查重點(diǎn)是：水泥用量，樁長(zhǎng)、制作過(guò)程中有否斷樁現(xiàn)象、攪拌提升時(shí)間和復(fù)攪次數(shù)。成樁后7天內(nèi)進(jìn)行質(zhì)量跟蹤檢驗(yàn)，用靜力觸探測(cè)試樁身強(qiáng)度沿深度的變化，檢驗(yàn)樁的總數(shù)應(yīng)不小于總樁數(shù)的2%，深度不小于4m，其中深度不小于10m的孔不少于3處。現(xiàn)場(chǎng)滲透系數(shù)測(cè)試，利用在鉆孔的特定深度進(jìn)行降水頭測(cè)試，滲透系數(shù)必須達(dá)到設(shè)計(jì)要求，并有95%的合格率。實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)要求：成樁28天后取樣檢測(cè)防滲墻滲透系數(shù)。

檢查不達(dá)標(biāo)的部位必須采用高壓噴射注漿補(bǔ)強(qiáng)，并在注漿的部位其中兩點(diǎn)進(jìn)行取樣測(cè)試滲透系數(shù)，以確保補(bǔ)強(qiáng)部位達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)三軸攪拌樁防滲帷幕在本項(xiàng)目的工程實(shí)踐，驗(yàn)證了在垃圾填埋場(chǎng)治理中的適用性，有效地阻止垃圾填埋場(chǎng)與周邊地層之間的水力聯(lián)系，減少垃圾填埋場(chǎng)內(nèi)垃圾土和滲濾液對(duì)周邊地層污染的擴(kuò)散，加速填埋場(chǎng)的穩(wěn)定化速度，工程中積累的有益經(jīng)驗(yàn)將對(duì)類似項(xiàng)目具有借鑒參考意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]《型鋼水泥土攪拌墻技術(shù)規(guī)程》JGJ/T199-20

[2]《建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》GB50202-2018