深層攪拌樁防滲墻在黏土心墻壩除險(xiǎn)加固工程中的應(yīng)用

齊江鵬 李 鶴

摘要結(jié)合新疆石油管理局某水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程深層攪拌樁施工的實(shí)例,介紹了深層攪拌樁防滲墻在黏土心墻壩水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程中的施工技術(shù)與質(zhì)量控制。

關(guān)鍵詞深層攪拌樁;黏土心墻壩;施工技術(shù);質(zhì)量控制

中圖分類號(hào)TV543+.83文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼B文章編號(hào) 1007-5739(2009)11-0260-01

深層攪拌樁水泥土防滲墻是以水泥材料作為固化劑,用深層攪拌樁機(jī),就地將土和固化劑(漿液)強(qiáng)制攪拌,然后通過(guò)固化劑和軟土間產(chǎn)生的一系列物理、化學(xué)反應(yīng),使軟土硬結(jié)成具有整體性、水穩(wěn)定性、抗?jié)B性和一定強(qiáng)度的水泥加固土,以此來(lái)提高基礎(chǔ)的防滲效果。

新疆石油管理局某水庫(kù)始建于1979年,是一座注入式年調(diào)節(jié)水庫(kù),水庫(kù)設(shè)計(jì)庫(kù)容1 950.5萬(wàn)立方米,正常高水位282m。水庫(kù)主要建筑物為黏土心墻砂礫石壩和放水涵洞,工程為三等中型工程,主要建筑物為3級(jí)建筑物,經(jīng)地質(zhì)勘察報(bào)告顯示壩體心墻因施工原因存在一定缺陷,最終確定以深層攪拌樁方式對(duì)黏土心墻進(jìn)行防滲加固,水泥攪拌樁的施工分濕噴與干噴,該工程采用濕噴,即噴水泥漿法進(jìn)行施工。

1施工所用設(shè)備及性能

HP-5型移動(dòng)深層水泥土攪拌樁機(jī)1臺(tái),功率45KW,最大扭距44.50kNm,提升/鉆進(jìn)速度0.23~1.96m/min,鉆機(jī)轉(zhuǎn)速15~126rpm,最大成樁深度18m,成樁直徑50cm。BW150型電磁調(diào)速器控制噴漿泵1臺(tái),功率7.5KW;灰漿攪拌機(jī)1臺(tái),功率4.5KW;導(dǎo)漿管100m。

2施工工藝

樁位放樣——鉆機(jī)就位——檢驗(yàn)、調(diào)整鉆機(jī)——正循環(huán)鉆進(jìn)至設(shè)計(jì)深度——打開高壓注漿泵——反循環(huán)提鉆并噴水泥漿——至工作基準(zhǔn)面以下0.3m——重復(fù)攪拌下鉆并噴水泥漿至設(shè)計(jì)深度——反循環(huán)提鉆至地表——復(fù)噴復(fù)攪1次——成樁結(jié)束——施工下1根樁。

3設(shè)計(jì)參數(shù)及要求

依據(jù)設(shè)計(jì)要求,本工程深層攪拌樁施工應(yīng)按照以下施工工藝參數(shù)進(jìn)行:樁徑ф500mm,樁距400mm(墻厚300 mm)。樁長(zhǎng)≤13m;鉆進(jìn)及提升速度≤1m/min;輸漿壓力P=0.25~0.30MPa;管道壓力P=0.20~0.25MPa;漿液用量600L;水泥摻入比為13%;水泥摻量為50kg/m;水灰比為0.5~0.6;鉆頭直徑必須保證最小為500mm;滲透系數(shù)≤3.0×10-6cm/s。樁位布置見圖1。

4質(zhì)量控制

4.1原材料質(zhì)量控制

對(duì)進(jìn)場(chǎng)的同廠家、同品質(zhì)、同編號(hào)、同生產(chǎn)日期的水泥以200t為一檢驗(yàn)批,送有資質(zhì)試驗(yàn)室進(jìn)行強(qiáng)度、安定性、細(xì)度、凝結(jié)時(shí)間等項(xiàng)目的試驗(yàn),符合標(biāo)準(zhǔn)后方可使用,對(duì)受潮結(jié)塊的水泥嚴(yán)禁使用,本工程采用32.5R普通硅酸鹽水泥。拌合用水采用適用于人、畜飲用的水,對(duì)水質(zhì)有懷疑時(shí),應(yīng)進(jìn)行化驗(yàn),合格后方可使用。

4.2水泥摻入比控制

水泥摻入比是指水泥摻入重量與被加固的土體天然濕重之比,水泥土的強(qiáng)度隨水泥摻入量的增加而增長(zhǎng),防滲性能也隨之增強(qiáng)。水泥摻入量又主要通過(guò)水泥漿的水灰比和攪拌時(shí)單位長(zhǎng)度樁體被注入的漿量來(lái)控制。施工過(guò)程中主要對(duì)水泥漿比重進(jìn)行檢查控制。

4.3施工過(guò)程質(zhì)量控制

為保證墻體的連續(xù)性、完整性和均勻性,必須先準(zhǔn)確測(cè)量定位各孔位中點(diǎn),其次在施工中控制樁徑、樁體斜率、樁體長(zhǎng)度、樁間搭接長(zhǎng)度、攪拌次數(shù)和鉆進(jìn)與提升速度滿足設(shè)計(jì)要求。對(duì)此可在鉆孔前對(duì)樁機(jī)鉆桿垂直度、鉆桿軸心落點(diǎn)及葉片直徑進(jìn)行檢測(cè),對(duì)不符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求的項(xiàng)目及時(shí)進(jìn)行調(diào)整,在鉆孔及噴漿過(guò)程中對(duì)鉆進(jìn)及提升速度、水泥漿比重、攪拌次數(shù)進(jìn)行全程監(jiān)督控制。

4.4施工異常處理

施工過(guò)程中如發(fā)現(xiàn)噴漿量不足,應(yīng)按監(jiān)理工程師要求整樁復(fù)攪,復(fù)噴的噴漿量不小于設(shè)計(jì)用量。如遇停電、機(jī)械故障等原因,噴漿中斷時(shí)應(yīng)及時(shí)記錄中斷深度。在12h內(nèi)采取補(bǔ)噴處理措施,并將補(bǔ)噴情況填報(bào)于施工記錄內(nèi)。補(bǔ)噴重疊段應(yīng)大于100cm,超過(guò)12h應(yīng)采取補(bǔ)樁措施。

5質(zhì)量檢驗(yàn)與效果

5.1開挖探坑

2個(gè)區(qū)段軸線長(zhǎng)共500m,開挖了3個(gè)探坑,探坑深5m,最短長(zhǎng)度3m,最長(zhǎng)8m,檢查樁體尺寸偏差、垂直度、搭接狀況、開裂及其他缺陷。經(jīng)檢查樁體圓勻無(wú)縮頸和回陷現(xiàn)象,攪拌均勻,凝體無(wú)松散;群樁樁頂齊平、間距均勻。防滲墻與樁間搭接良好,墻厚滿足300mm的設(shè)計(jì)要求,樁身垂直度在允許范圍內(nèi),外觀和防滲墻整體性好,經(jīng)檢驗(yàn)符合設(shè)計(jì)要求,質(zhì)量合格。

5.2芯樣試驗(yàn)

按現(xiàn)行規(guī)程進(jìn)行無(wú)側(cè)限抗壓試驗(yàn)及滲透系數(shù)測(cè)試,在施工結(jié)束后進(jìn)行鉆孔取芯檢查,采用鉆機(jī)取芯描述芯樣的均勻情況和芯樣的完整性,主要檢驗(yàn)水泥土的滲透系數(shù)。對(duì)圓柱體芯樣的軸心抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)檢測(cè),共抽取試件6組,抗壓強(qiáng)度在1.03~1.38MPa之間,符合規(guī)范要求,水泥土芯樣滲透系數(shù)檢測(cè)共抽樣12組,滲透系數(shù)在0.36×10-6~2.96×10-6 cm/s之間,符合設(shè)計(jì)要求。

5.3現(xiàn)場(chǎng)壓水試驗(yàn)

每區(qū)段各取1個(gè)檢查孔對(duì)透水率進(jìn)行檢測(cè),因樁體長(zhǎng)12m,壓水試驗(yàn)每6m一段進(jìn)行,2個(gè)檢查孔上下兩段樁體透水率在0.20~0.32Lu之間,符合規(guī)范要求。

6結(jié)語(yǔ)

從該水庫(kù)除險(xiǎn)加固實(shí)踐效果看,以深層攪拌樁防滲墻處理透水率過(guò)大的黏土心墻具有工效高、造價(jià)低、防滲效果較好等特點(diǎn)。為其他黏土心墻需進(jìn)行防滲的水庫(kù)設(shè)計(jì)和施工提供了很好的借鑒。

7參考文獻(xiàn)

[1] 地基處理手冊(cè)編寫委員會(huì).地基處理手冊(cè)[M].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,1988.