水利堤防工程施工中深層攪拌水泥土防滲墻施工技術研究

文／侯林 北京京水建設集團有限公司 北京 100193

引言：

深層水泥攪拌樁防滲墻施工技術是以水泥漿為固化劑，通過樁機在地基深處就地將土體和固化劑強制攪拌，利用固化劑和土體、水之間的一系列物理、化學反應，使土體硬結成具有良好整體性、穩定性、不透水性的并具有一定強度的水泥土防滲墻。現階段，該技術已經在許多領域中得到了應用，通過整理該技術在水利堤防工程施工中的應用經驗，對于加快工程作業進度，提高水利堤防工程作業質量有著積極作用。

1、深層攪拌水泥土防滲墻施工技術應用要點

如圖1所示，深層攪拌水泥土防滲墻施工技術在應用中涉及到許多作業內容，具體分析如下：

圖1 深層攪拌水泥土防滲墻施工技術應用流程

1.1 材料準備環節

（1）水泥性能校驗

施工技術在應用中，水泥會作為主要的施工材料，其性能穩定性也將影響到防滲墻施工質量的合理性。常用水泥材料為32.5礦碴硅酸鹽水泥，其性能要求如表1所示。

表1 水泥性能要求

在對水泥性能進行試驗時，需要在攪拌樁施工現場取試驗用土，挑選出其中的夾雜物，第一次試驗摻灰量不小于15%的設計要求，選定15%、18%、20%三種摻灰量進行試驗配比，分別按水灰比1.0、0.9、0.8制成水泥漿，然后將水泥漿與試驗土拌和均勻，制成25-30組試樣（分別用于水泥土抗壓強度、滲透系數試樣試驗）。抗壓強度試樣采用70.7mm×70.7mm×70.7mm 立方體試模成型；滲透系數試樣采用上口直徑 70mm、下口直徑 80mm、高為40mm 的圓臺體試模成型，在標準養護條件下進行養護。隨后對各個試樣進行水泥土抗壓強度、滲透系數檢測，根據得到的實驗結果可以得知，水灰比為0.9、摻灰量大于18%時的成樁質量最佳，可滿足相應的使用需求。

（2）試樣制作和實驗

為了選擇合理攪拌樁施工工藝參數，驗證室內配合比，確保深層攪拌樁防滲墻的防滲效果，在深層攪拌樁施工前根據防滲要求，來進行試驗樁的制作，在試驗樁的制作中，會制作三根試驗樁，其直徑為60cm，樁間距 45cm，搭接 15cm，為了校核試配的準確性，選擇水泥摻量為 15%、18%、20%的試樁各一根，水灰比為 0.9，采用“四攪四噴”工藝，試樁長與設計樁長相符，其性能指標要求如表2所示。

表2 試樁性能指標

1.2 測量放樣作業

完成上述工作內容后進入到測量放樣作業，在具體實踐中應注意以下內容：

（1）對于施工圖紙進行細致梳理，校核需要進行放樣的數量、起始和終止位置，在深入分析相應治療后來擬定測量放樣計劃。在計劃中需要細化相應指標，包括測量放樣點起始位置、記錄要求、測量要求等，以此來提高測量放樣計劃的指導性。

（2）在測量放樣過程中，需要對起始基準點坐標進行校核，待滿足要求后以導線測量的方式來確定其他樁位點。對于每一個放樣點的誤差進行控制，即誤差不應超過±5mm，并且每個樁點也需要進行標號，橫向和縱向上采用不同編號，如橫向上會使用-1、-2、-3等進行標注，而縱向上則會使用①、②、③等進行標注，便于后續數據整理工作的進行。

（3）所有樁位完成放樣之后，也需要借助油漆、短鋼筋對放樣點進行標識，同時也需要做好防護措施，避免其他施工活動造成樁位移動、覆蓋等問題。并且在放樣工作結束后也需做好復核工作，及時補測遺漏放樣點，以提高放樣結果的準確性與可靠性。

1.3 樁機就位調平

根據放樣結果在合適位置布置樁機，并做好就位調平處理，具體的工作要點如下：

（1）按要求將樁機運送到既定位置，過程中需要做好零配件的保護工作，如利用泡沫、擋板來保護重要零配件，所有零件也會在進場前進行統一測試，滿足要求后才會運輸到作業現場。

（2）樁機在進場后也需要先對其質量進行檢查，查看運輸過程中是否出現了機械損傷，同時也需要做好設備調試，等待調試結果滿足相關要求后，可以將其移動到既定位置進行調整。

（3）在樁機就位過程中，需要將樁尖位置的水平偏差調控在5cm以內，而且在樁機調整過程中需確保結構的水平性，導向架也需要和鉆桿保持平行，結構的偏斜度不得超過1.5%，以防止成樁傾斜度過大的問題。

1.4 噴漿攪拌下沉

深層打樁機完成就位工作后，可以進入到噴漿攪拌下沉處理環節，在具體的施工過程中也需注意以下內容：

（1）對于設備完成調試之后，可以進入到正式施工環節，按要求啟動攪拌機電機后，會開始緩慢放松起重機結構的鋼絲繩，讓攪拌機可以緩慢沿著導向架下沉，過程中也伴隨著噴漿作業，以此來加快攪拌樁的作業進度。

（2）在噴漿攪拌樁下沉過程中，也需要對結構下沉速度進行控制，通常情況下需要將攪拌樁下沉速度控制在0.6m/min以下，以此來提高攪拌樁下沉過程和注漿結果的安全性。

（3）做好噴漿攪拌樁下沉過程的監測工作，在合適位置布設監測點，對于攪拌樁下沉過程的土層形變情況進行監督，在出現危險情況后也需要及時停止繼續作業，等待問題徹底解決后再繼續作業，以確保作業過程的安全性。

1.5 噴漿攪拌上升

深層打樁機按照既定線路下沉到設計標高后，開始進入到噴漿攪拌上升環節，在此過程中，應注意以下內容：

（1）對于深層打樁機到達位置的標高數值進行核實，確定參數滿足要求后進入到正式施工環節，按要求緩慢提升深層攪拌機，過程中需要沿著導向架向上移動，過程中也伴隨著旋轉和噴漿作業，以此來加快攪拌樁的提升進度。

（2） 在噴漿攪拌樁提升過程中，也需要對結構下沉速度進行控制，通常情況下需要將攪拌樁提升速度控制在0.7m/min以下，以此來提高攪拌樁提升過程和注漿結果的安全性。

（3）做好噴漿攪拌樁提升過程的監測工作，在合適位置布設監測點，對于攪拌樁移動方向、上升過程土層形變情況進行監督，在出現危險情況后也需要及時做出施工調整，使噴漿速度與提升速度可以處于協調的狀態，從而營造安全的攪拌樁提升環境，確保作業結果的安全性。

1.6 進行復攪處理

深層打樁機完成上述工作內容后，進入到復攪處理環節，在具體的施工過程中也需注意以下內容：

（1）深層攪拌樁提升到樁頂設計高度后，又會重新進入到復攪環節，按要求緩慢下沉深層攪拌機，過程中需要沿著導向架向下移動，過程中需要將攪拌樁下沉速度控制在0.8m/min以下，以此來提高攪拌樁復攪結果的安全性。

（2）按要求緩慢提升深層攪拌機，過程中需要沿著導向架向上移動，過程中也伴隨著旋轉作業，攪拌樁提升速度控制在1.0m/min以下，直到鉆頭提升到樁頂標高位置，此時鉆頭完全離開樁體，以便于移動樁機到新的樁結構施工位置，而此時也完成了一根樁結構施工。

1.7 結構移位施工

完成一根樁結構施工之后，進入到結構移位施工環節，在具體實踐中也需注意以下內容：

（1）提前清理好下一成樁點區域的雜物，并且對于堤壩薄弱位置也需要進行補強處理，待一切準備就緒之后可以進入到結構移位環節。

（2）利用運輸車輛來將深層攪拌機進行轉移，如果轉移時間隔時間較長，也需要對鉆機進行清洗，以免泥漿固結影響鉆機結構的穩定性。

（3）將鉆機轉移到新樁位后，會重復上述處理步驟，如此循環直到完成所有樁結構的施工活動。

（4）等待一階段工作內容結束后，也需要及時對鉆機進行全面清洗，并按要求進行養護，確保鉆機工作狀態的穩定性。

1.8 成樁質量檢查

在成樁質量檢查活動中應注意以下內容：

（1）等待成樁成型15d之后，對成樁質量進行檢查，過程中會在樁結構兩側開挖溝槽，用于檢查成樁成型質量。在具體的檢查過程中，會沿著墻體軸線來布設檢查點，檢查點的間隔控制在80m～100m，而每一個檢查點的開挖長度會控制在3m～5m，而檢查點的開挖深度需控制在3m～4m，這樣也可以更加直觀地查看樁結構成型狀態，墻體完整性、墻體厚度、樁間距均勻性、圓勻情況，對于發現的問題也需要及時做出處理，以確保成樁最終成型結果的可靠性。

（2）在結構成型3d以內時，會使用輕型動力觸探技術來對結構成型狀態進行檢查，檢查要點是對樁身均勻性進行查看，而需要檢驗的成樁數量不能少于總樁數量的1%，檢查樁結構的最少數量不少于3根。對于檢驗不合規結構也需要進行標記和返工。

（3）對結構進行鉆芯取樣檢查，在施工活動結束15d后，需要沿著墻體軸線來布設檢測鉆孔，鉆孔的間隔為200m，作用是對結構完整性、結構均勻度、樁體施工長度等內容進行檢查。利用鉆機獲取到試樣后，也會將其移送到試驗室內進行繼續養護，養護時間調整到28d，對于水泥土防滲墻的各項指標進行檢查，內容涉及包括單軸抗壓強度、滲透系數等，對比標準數據后了解參數的合規性，不合規部分也需要及時進行返工，以確保整個結構作業結果的穩定性。

2、施工技術應用時特殊情況處理要點

在施工技術應用過程中，也面臨著許多特殊問題，在對這些問題進行處理時，也需注意以下內容：

（1）在施工過程中遇到需要短時間檢修的情況，那么此時需要在未完成作業的區域預留出榫頭（用于注水空鉆），等待檢修工作完成后便可以繼續沿著榫頭繼續進行作業，以確保最終作業結果的可靠性。

（2）在施工過程中出現了噴漿中斷的情況，那么針對此情況，在處理中需要提前將鉆頭提升到注漿中斷位置上部0.5m的位置，等待供漿順利恢復之后再繼續進行下一環節作業。如果是在提升過程中出現的噴漿中斷問題，那么此時則需要將鉆頭下沉到注漿中斷位置下方0.5m的位置，等待供漿順利恢復之后再繼續進行下一環節作業。

（3）如果受到其他因素影響導致長期中斷施工出現斷樁問題，那么此時需要在防滲墻軸線一側的位置，以平行于防滲墻軸線的位置來補充樁結構，數量為三根。在補樁過程中需要在斷樁與先序樁搭接位置進行切割，隨后在此位置來搭接新樁體結構，隨后再繼續后續的施工活動。

（4）對于計劃性停工并沒有帶來斷樁問題的情況，在對其進行處理時會在合適位置預留榫頭，等待恢復施工活動后在防滲墻軸線一側的位置，以平行于防滲墻軸線的位置來補充樁結構，數量為兩根，即斷樁與先序樁位置各需要補充一根新樁結構，隨后再繼續后續作業。

（5）在施工中遇到了堅硬物質，如堅硬的塊石、鉆頭掉落等，此時需要對該位置進行評估，如果無法繼續進行鉆進，則需要選擇繞開的方式進行處理，以確保后續施工活動的有序進行。

3、施工技術應用時需要注意的內容

3.1 做好施工材料質量控制

通過做好施工材料質量控制，能夠為施工活動的展開提供可靠保障，以提高技術應用效果的可靠性。根據實際應用情況需做好以下幾點：

（1）根據水利堤防工程所在區域的實際情況，擬定可靠的施工材料采購計劃，細化計劃中的相關內容，包括采購總量、粒度、強度等，嚴格按照計劃內容來展開材料采購，確保材料采購結果的合規性。

（2）在材料進入施工現場前，也需要對材料合規性進行復核，包括審核材料合格證、生產日期等，同時也會通過抽樣檢查的方式來校核細致參數的合規性，待滿足要求后再對其進行入庫管理。

（3）施工過程中也需要做好材料抽檢和臨檢工作，以確保材料應用過程的統一性，減少材料混用、變質材料應用的情況。

3.2 進行技術應用過程梳理

通過進行技術應用過程梳理，可以提高各節點作業結果的可靠性，以提高技術最終的應用效果。針對不同地質類型、氣候條件下的水利堤防工程，深層攪拌水泥土防滲墻施工技術在應用中的注意事項也存在一定差異，對此也需要根據當前區域的實際情況，對現有的技術體系進行梳理，明確各操作細節中需要注意的內容和質量管理要求，以此來提高技術和工程之間的契合度。并且在技術應用之前也需要做好與施工人員的交底工作，幫助其明確技術應用過程中需要注意的內容，以此來確保技術落實過程的時效性，減少不合規施工問題。

3.3 做好施工圖紙審核工作

通過做好施工圖紙審核工作，能夠盡可能避免后期施工問題的出現，提高工程作業過程的有序性。具體內容有：

（1）在水利堤防工程防滲墻施工圖紙的制定中，需要對區域實際情況進行梳理，根據整理結果來制定施工圖紙，細化圖紙中的相關內容，提高施工圖紙內容的指導性。

（2）施工圖紙完成后也需要設計部門進行自查，確定圖紙沒有問題后也會將施工圖紙移交給審核單位進行檢查，對于審查部門提出的問題進行及時處理，并且在施工圖紙合格后才允許展開施工，以此來減少后期施工變更問題，確保施工活動的有序展開。

3.4 加強施工全過程管理

通過加強施工全過程管理，可以減少技術應用期間的施工問題，提高技術最終的應用效果。具體實踐內容包括：

（1）根據水利堤防工程防滲墻施工圖紙中的相關內容，擬定恰當的全過程管理計劃，計劃中涉及成本管理、材料管理、技術管理等內容，做好各部分內容的細化工作，以提高全過程管理計劃的指導性。

（2）全過程管理計劃完成后也需要及時做好內容宣導，并且也會同步組建管理隊伍，對于整個施工過程進行監督，在發現潛在問題后也會及時進行處理，尤其是隱蔽工程作業環節，需要做好細節監督，以此來確保節點作業質量，提高綜合作業質量的合規性。

3.5 做好施工人員管理工作

通過做好施工人員管理工作，能夠減少人為因素帶來的負面影響，從而發揮出施工技術的應用價值。結合實際應用應注意以下內容：

（1）結合工程實際作業情況，擬定可靠的人員管理計劃，計劃中會細化各崗位設置情況、崗位人員數量等，并且根據工程項目規模，設置若干組施工隊伍，以此來確保工作開展的連續性。

（2）施工人員在日常工作中也需要做好能力培訓工作，培訓內容涉及安全知識、技術知識、理論知識等內容，正式上崗前也需要做好能力測試，選擇測試結果滿足要求的成員參與施工，為施工活動的順利展開奠定基礎。

3.6 積極應對施工變更問題

通過積極應對施工變更問題，可以降低施工變更帶來的負面影響，確保整個防滲墻施工活動的有序性。在工程作業中會面臨施工變更問題，若不能處理好施工變更問題，那么也會帶來施工成本增加、時間成本增加等問題。面對這種情況時，需要組織部門人員對施工變更方案內容進行討論，而且也會利用仿真軟件來對施工變更計劃科學性進行評估，根據評估結果針對性調整施工變更計劃，以降低施工變更帶來的負面影響，提高施工結果的合理性。

結語：

綜上所述，做好施工材料質量控制，能夠為施工活動的展開提供可靠保障；進行技術應用過程梳理，從而提高各節點作業結果的可靠性；做好施工圖紙審核工作，能夠盡可能避免后期施工問題的出現；加強施工全過程管理，可以減少技術應用期間的施工問題；做好施工人員管理工作，能夠減少人為因素帶來的負面影響；積極應對施工變更問題，可以降低施工變更帶來的負面影響。通過積累攪拌水泥土防滲墻施工技術應用經驗，對于加快工程作業進度和提高工程作業質量有著非常積極的意義。