圩堤除險加固工程深層攪拌樁防滲墻的施工及其質量控制

羅永明

(南昌藍水工程監理有限責任公司，南昌 330029)

0 引 言

圩堤除險加固工程是提升圩堤穩定性，延長使用壽命，保證其安全性的關鍵。在圩堤除險加固工程施工中，可用的加固技術比較多，如鉆帷幕灌漿、劈裂注漿、高壓噴射、深層攪拌樁等，每種加固施工技術都有其獨特的特點和應用范圍，從加固效果、經濟效益、施工難度的角度來看，深層攪拌樁防滲墻施工技術的應用效果最佳，而且原材料易得，施工速度快，質量易控，造價較低，是目前圩堤除險加固工程中較實用的加固技術。

1 工程概述

萬安圩堤除險加固工程，堤身防滲是采用深層攪拌樁防滲墻，采用單排鉆孔，均設置在堤頂位置，防滲墻的軸線位置在堤軸線上游1.0m處，防滲墻頂高程為堤頂高程，底高程為砂壤土層以下1.0m，施工設備選用的是單頭截滲樁機。根據本工程地質報告可知，填筑土層為黃色黏土層，可作為水泥土試驗用土，做10%、12%二種水泥摻量，齡期分別為7d、28d，水泥土強度以30d齡期的無側限抗壓強度為標準，設計要求無側限抗壓強度>0.3MPa。

2 深層攪拌樁防滲墻的施工要點

2.1 生產性試驗

在深層攪拌樁防滲墻正式施工之前，需要結合萬安圩堤除險加固工程設計滲透系數<1×10-6cm/s，滲透破壞比降>200，無側限抗壓強度≥0.3MPa的要求進行配合比試驗，實驗室確定配比的結果作為試樁的參數，同時對試樁和成樁的效果及質量進行檢驗，通過最終的生產性試驗，確定萬安圩堤除險加固工程深層攪拌樁防滲墻施工時灰漿泵的工作相關參數，為深層攪拌樁防滲墻現場施工提供有效的技術支持，以確保每道工序都能高效有序的開展。

按照實驗室配比報告，當水泥摻量為10%時，就能滿足圩堤除險加固工程的要求，因此在進行現場試樁操作中，可按照水泥摻量10%和12%各試樁兩根，每米深層攪拌樁防滲墻施工中水泥用量可通過以下公式計算出來：

M水泥=π×r3×ρ土×K

(1)

式中：M為水泥為每米深層攪拌樁防滲墻施工中水泥用量，kg；π為圓周率取值為3.14；r為深層攪拌樁的半徑，m，本工程取值為0.11m；ρ為土體的密度，按照試驗取值為1.65g/cm3；K為水泥摻量，分別取值為10%和12%。通過計算可知，不同水泥摻量下，深層攪拌樁防滲墻施工中水泥用量如表1所示。

表1 每米深層攪拌樁防滲墻施工中水泥用量表

2.2 做好施工前的準備工作

深層攪拌樁防滲墻施工對每道工序之間的銜接效果，施工質量等都有很高的要求，為保證每道工序都能安全、高效、有序的開展，就必須切實做好施工前的準備工作，主要包括以下3個方面：

1)精確的測量放線。按照設計圖紙合理確定每根深層攪拌樁的具體位置，同時在施工現場設立高程點對深層攪拌樁原地面高程進行實時測量。并開挖出導漿槽，本工程導漿槽的規格為50cm×50cm，并按照最大樁長安裝鉆桿，在支架上做好清楚的標記，保證儀表讀數的準確性[1]。

2)用鋼筋頭清楚標記每根深層攪拌樁的位置及編號，并加強保護，避免人為擾動，作好記錄。

3)抽檢進場的水泥，確保水泥的質量、性能、材質都符合深層攪拌樁防滲墻施工建設的要求。檢驗達標的水泥要堆放在指定位置，做好防潮、防雨措施。

2.3 制備水泥漿液

在案例工程深層攪拌樁防滲墻施工中水泥漿液的水灰比為1∶1，漿液密度為1.52g/cm3，加入定量水泥到上層灰漿攪拌機中，接著加入水到設計標高位置，但需要做到邊加水，邊攪拌，最低攪拌時間≥3min，保證每次配制好的水泥漿能夠在45min之內使用完成。漿液輸送泵進漿口的位置需要設置過濾網，以免在噴漿操作時發生管道堵塞問題[2]。在具體施工中，一旦發生下層攪拌樁中儲灰量不足時，需要及時在上層攪拌機中進行有效配制，以免因為漿液不足，引起斷樁。此外，需要不斷攪拌，同時檢查下層攪拌機中水泥漿液的比重、漿泵壓力、轉數等參數，并對施工過程進行詳細記錄。為保證成樁質量，水泥漿液配制要做到一樁一配。

2.4 攪拌鉆進

確定好每根深層攪拌樁防滲墻的位置后，對樁機進行調平處理，保證鉆桿的垂直，可采取吊線法來控制垂直度。在鉆進過程中先不進行噴漿操作，如果鉆進困難，可進行適量噴漿，以防噴漿口堵塞，同時也可降低鉆頭溫度[3]。鉆進速度應結合現場地質條件合理調節鉆進的檔位，當鉆進下沉到設計深度位置后停止鉆進。在本工程深層攪拌樁防滲墻施工中攪拌鉆進施工參數如表2所示。

表2 深層攪拌樁防滲墻施工中攪拌鉆進施工參數表

按照同類型工程深層攪拌樁防滲墻施工經驗，考慮到鉆機下沉和提升的難易程度，在鉆進下鉆和提升中都需要適當的噴漿，在噴漿操作時，鉆機的檔位需要達到四擋，下沉速度可采取三擋。

2.5 噴漿攪拌提升

當深層攪拌樁防滲墻施工到設計深度后，可采取四擋檔位進行反轉提升，在整個提升過程中，必須控制好提升的速度，并進行均勻連續的噴漿操作。由于攪拌機和鉆機距離比較遠，在進行噴漿操作中，鉆機機長可采取人工送漿，邊噴漿，邊攪拌，以免發生離析問題。為保證成樁后樁端的質量能夠達到設計要求，需要至少進行原地噴漿30s，促使漿夜能夠完全達到樁端。

2.6 斷接頭施工處理

本工程因為涉及混凝土，所以施工應當保持有連貫性，盡可能要一氣呵成。但在工程施工時，常會遇到一些特殊的情況，比如設備故障、氣候突變等不可抗因素導致工程不得已需要中斷。這種情況也必須作為施工環節的一個重點。遇到需要中斷的特殊情況，第一步先記錄好中斷時施工到了哪個樁位，以及樁深等信息，之后再按具體情況分成兩組處理接頭的施工方案：①如果施工中斷能夠在24h里恢復生產，那么復工時就把樁機下沉到中斷的位置，再往下大約半米的距離進行復攪接著施工。②如果中斷復工的時間超過1d，也就是錯位制作1個或2個單元墻，并和之前的墻體搭接，等到墻體的水泥達設計強度，就在接頭的位置做一個直徑φ1.5m尺寸的鉆孔，在這個鉆孔之中灌注水泥使其有效連接[4-6]。

3 深層攪拌樁防滲墻施工中的質量問題和控制措施

3.1 樁體不在相同的垂直面上

通過開挖檢查，深層攪拌樁存在里出外進的問題，樁體不在相同的垂直面上，形成此問題的主要原因是在正式施工中對位不達標。

控制措施：為保證定位的準確性，可在樁機的前部、中部靠近操作平臺的一側，焊接上橫向“F”形鋼筋，并始終指向地面鋪設的兩條平行于墻軸線的基準線，用鋼筋頭精確標識每個平移點，最大限度上保證機身與墻體軸線始終垂直，每次都能對準樁位。

3.2 搭接厚度不夠

搭接厚度不足，也是深層攪拌樁防滲墻施工中比較常見的問題，因此此問題的主要原因樁機對位準確性不足，或者移動樁機的距離太大。

控制措施：依照現場深層攪拌樁防滲墻軸線控制點，合理確定施工樁位，以及樁機移動的距離。并保證墻體軸線上的樁位線和兩條基準線的控制點連線能夠相互平行。

3.3 蜂窩和麻面在深層攪拌樁防滲墻施工中一旦出現蜂窩和麻面

會對防滲墻的抗壓強度、滲透指標等造成嚴重影響。造成此種質量問題的主要原因是攪拌不夠均勻。

控制措施：在不同地層施工中，需要采取與之相適的水灰比，水泥摻量要合理，在設計允許的范圍內，盡量采取較大的水灰比。可適當增加攪拌的次數，在提升時避免采取五檔提升，控制好噴漿量和攪拌速度，以保證攪拌均勻性。

4 施工效果分析

本工程堤身防滲分部工程已按設計要求基本完成，工程質量滿足設計及標準要求，工程技術資料基本齊全。監理單位水泥土防滲墻滲透系數和芯樣抗壓強度平行檢測情況如表3及表4所示。

表3 監理單位水泥土防滲墻滲透系數平行檢測情況表

表4 監理單位水泥土防滲墻芯樣抗壓強度平行檢測情況表

本分部共19個單元工程質量驗收全部合格，合格率100%，其中優良單元工程10個，優良率52.6%。施工中未發生過質量和安全事故，質量等級為合格。

5 結 語

綜上所述，結合萬安圩堤工程實例，分析了圩堤除險加固工程深層攪拌樁防滲墻的施工及其質量控制，分析表明，深層攪拌樁防滲墻是一種新型的圩堤除險加固技術，和常規技術相比，施工質量更易控制，速度快，幾乎施工完成之后，就能形成具有一定強度的防滲墻，從而達到提升圩堤除險加固的效果，并對施工全過程進行嚴格把控，才能保證施工質量，值得在類似工程中大力推廣和借鑒。