多頭小直徑深層攪拌樁截滲墻施工技術(shù)參數(shù)在渦陽樞紐深孔閘地基截滲施工中的選用

【摘 要】文章介紹了多頭小直徑水泥土深層攪拌樁截滲墻施工前的現(xiàn)場工藝試驗(yàn)，通過對試驗(yàn)結(jié)果的分析，確定施工技術(shù)參數(shù)，并運(yùn)用于渦陽樞紐深孔閘地基截滲，取得較好效果。

【關(guān)鍵詞】多頭小直徑水泥土深層攪拌樁;截滲墻;試驗(yàn)

Many small diameter is deep to mix blend astake piece wall construction technique parameter the vital point is at the Woyang deep bore foundation piece the Shen under constructionly choose to use

Fu Bing-fa

(Anhuiprovince The water conservancy building install a head office Hefei Anhui 230022)

【Abstract】Article introduction many small diameter cement the soil is deep agitation stake piece Shen wall construction front of the spot craft experiment， pass to obtain better effect towards experiment result of analyze， make sure start construction technique parameter， combine make use of at the Wo sun vital point deeply bore Zha foundation cut Shen， 

【Key words】Many small diameter cement the soil be deep to mix blend a stake;Piece Shen wall;Experiment

1. 引言

多頭小直徑深層攪拌樁截滲墻技術(shù)是運(yùn)用特制的多頭小直徑深層攪拌樁機(jī)，把水泥漿噴入土體并攪拌形成水泥土墻，用水泥土墻作為防滲墻達(dá)到截滲的目的。該方法是利用水泥作為固化劑，通過深層攪拌機(jī)械，在地基深處就地將軟土和水泥(漿液或粉體)強(qiáng)制攪拌后，水泥和軟土將產(chǎn)生一系列物理-化學(xué)反應(yīng)，使軟土硬結(jié)改性。該項(xiàng)技術(shù)是在普通深層攪拌樁技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展而成的，它保留了普通深層攪拌樁技術(shù)取材方便、施工無噪音、無污染、工程效果好等優(yōu)點(diǎn)外，主要在一機(jī)多頭(3個(gè)鉆頭)和小直徑(200~300mm)成墻兩個(gè)方面有所突破，并可連續(xù)成墻。本文介紹的就是利用該項(xiàng)技術(shù)在渦陽樞紐加固擴(kuò)建深孔閘工程施工中的各種技術(shù)參數(shù)是如何選用的。

2. 工程概況

渦陽樞紐工程由淺孔閘、深孔閘和船閘組成，樞紐工程屬Ⅱ等大(2)型工程，深孔閘的主要建筑物按2級建筑物設(shè)計(jì)，次要建筑物按3級建筑物設(shè)計(jì)。深孔閘共4孔，單孔凈寬8m，閘底坎高程平河底高程為20.74m，閘底板4孔一聯(lián)，閘邊墩與岸墻之間分縫。閘室順?biāo)鞣较蜷L度20m，閘門位于上游側(cè)，啟閉機(jī)臺頂面高程為43.54m，公路橋位于下游側(cè)，閘底板上游設(shè)置20m長混凝土防滲鋪蓋，下游利用消力池上游端16m長防滲，消力池底板末端布設(shè)排水孔，所有接縫之間均設(shè)置止水。

深孔閘閘基座落在極細(xì)砂層上，為確保地基滲流安全，在閘底板上游45m至下游消力池防滲段換填0.5~1.0m厚度粘性土，在閘底板四周及上下游翼墻下布置多頭小直徑水泥土截滲墻圍封。截滲墻頂高程為20.4m，墻底高程為7.4m，設(shè)計(jì)樁長13m，設(shè)計(jì)墻厚200mm。 

3. 工藝試驗(yàn)

3.1 試驗(yàn)場地。

水泥土攪拌樁截滲墻施工作業(yè)前，先進(jìn)行現(xiàn)場工藝試驗(yàn)。試驗(yàn)地點(diǎn)選在深孔閘上游距上游防沖槽約20.0m的部位，試驗(yàn)平臺高程為24.0m。在試驗(yàn)平臺上布置3組單元墻，每組單元墻由8根單樁套接組成，有效墻厚≥200mm。在深孔閘上游左岸防滲墻起點(diǎn)軸線左側(cè)1.5m處，試驗(yàn)平臺高程21.6m，布置2組單元墻，每組單元墻有6根單樁套接組成，有效墻厚≥200mm。

3.2 試驗(yàn)選取的參數(shù)(見表1)。

表1

水灰比水泥摻入比%水泥用量Kg/m2噴漿量L/m2漿液容量≥g/cm3有效墻厚≥mm施工方法

1.5:11383.3152.01.37200四序、兩攪兩噴、復(fù)攪1/2H

1.8:11596.0203.771.32200四序、兩攪兩噴、復(fù)攪1/3H

1.5:117108.9198.561.29200四序、四攪四噴

1.5:115106.0193.21.37200四序、四攪四噴及兩攪兩噴

3.3 工藝流程圖(見圖1)。

2.4 多頭攪防滲墻工藝性試驗(yàn)施工。

多頭攪防滲墻根據(jù)孔深及機(jī)械負(fù)荷情況，采用四序和兩序成墻兩種方法進(jìn)行試驗(yàn)。

2.4.1 四序成墻

(1)啟動(dòng)噴漿泵噴漿。

(2)隨即啟動(dòng)主機(jī)，鉆桿開始邊噴漿邊鉆進(jìn)。

(3)當(dāng)攪拌下沉到達(dá)設(shè)計(jì)深度后，重復(fù)噴漿攪拌提升到設(shè)計(jì)墻頂標(biāo)高，第一序孔完成。

(4)主機(jī)上機(jī)架第一次橫移22.5㎝，到第二序樁位調(diào)平，重復(fù)上述(1)、(2)、(3)施工，即第二樁孔完成。

(5)主機(jī)上機(jī)架第二次橫移22.5㎝，到第三序樁位調(diào)平，重復(fù)上述(1)、(2)、(3)施工，即第三樁孔完成。

(6)主機(jī)上機(jī)架第三次橫移22.5㎝，到第四序樁位調(diào)平，重復(fù)上述(1)、(2)、(3)施工，即第四樁孔完成。此四序?yàn)橐粋€(gè)單元墻，每個(gè)單元墻軸線長度1.8米。 

(7)主機(jī)再向前位移112.5㎝，重復(fù)上述操作過程，進(jìn)行下一單元墻施工。

圖1 工藝流程圖

2.4.2 兩序成墻

(1)啟動(dòng)噴漿泵噴漿。

(2)隨即啟動(dòng)主機(jī)，鉆桿開始邊噴漿邊鉆進(jìn)。

(3)當(dāng)攪拌下沉到達(dá)設(shè)計(jì)深度后，重復(fù)噴漿攪拌提升到設(shè)計(jì)墻頂標(biāo)高，第一序孔完成。

(4)主機(jī)上機(jī)架第一次前移22.5㎝，到第二序樁位調(diào)平，重復(fù)上述(1)、(2)、(3)施工，即第二樁孔完成。

(5)主機(jī)再向前位移67.5㎝，重復(fù)上述操作過程，進(jìn)行下一序施工，以后每序均向前位移67.5㎝。

3. 試驗(yàn)成果比較

多頭小直徑深層攪拌樁截滲墻共進(jìn)行兩次試驗(yàn)。第一次試驗(yàn)截滲墻軸線總長5.4米，總造墻面積為57.6平米，共消耗水泥約7500Kg，共投入施工人員6人，其中技術(shù)人員1人;第二次試驗(yàn)截滲墻軸線總長2.7米，總造墻面積為30.82平米，共消耗水泥約4077Kg，共投入施工人員6人，其中技術(shù)人員1人。

通過對以上不同水泥摻入比、水灰比進(jìn)行分別比較，該施工地層穿過砂層1.0米，從鉆進(jìn)下沉情況分析電流較不穩(wěn)定，從鉆進(jìn)施工方面比較四序成墻工效慢但負(fù)荷小，兩序成墻工效快負(fù)荷大。從供漿情況分析砂層吃漿量較粉土層要稍小一些，兩攪兩噴供漿連續(xù)均勻工效快，施工時(shí)浪費(fèi)較少。四攪四噴施工時(shí)工效比兩攪兩噴慢一倍，由于總漿量要分四次輸送，所以供漿時(shí)可能會(huì)使鉆頭堵塞造成供漿不連續(xù)，因施工時(shí)已輸送過兩次漿液在第三次第四次噴漿時(shí)，地層不會(huì)很快吸收，這時(shí)會(huì)在地表出現(xiàn)大量溢漿現(xiàn)象造成較大的浪費(fèi)。通過對墻體開挖進(jìn)行直觀比較，兩攪兩噴與四攪四噴攪拌均勻程度沒有明顯區(qū)別。

4. 選用參數(shù)

最終采用施工參數(shù):摻入比為15%、水灰比為1.5:1、施工垂直度小于0.3%、施工速度3檔兩攪兩噴、墻底高程按穿透砂層并深入重粉質(zhì)壤土不小于1.0米(施工時(shí)以地質(zhì)復(fù)勘資料為依據(jù))，施工至墻底提升時(shí)為保證供漿連續(xù)，先送漿再換檔提升。

5. 檢測結(jié)果

渦陽樞紐深孔閘多頭小直徑水泥土截滲墻完工后，委托安徽水利工程質(zhì)量檢測中心對該段截滲墻工程進(jìn)行了檢測。探地雷達(dá)檢測采用美國GSSI公司生產(chǎn)的SIR-10型探地雷達(dá)儀，選用天線的中心頻率為100MHz和500MHz，主要采用連續(xù)測量方式對截滲墻全線進(jìn)行檢測。參數(shù)設(shè)置時(shí)，采用電磁波傳播速度為0.1m/ns，增益為5點(diǎn)增益，窗口為200ns和120ns兩種。測試結(jié)果:墻體的連續(xù)性和完整性較好，只有極少數(shù)個(gè)別樁體垂直度較差，略偏離墻體軸線，但不影響墻體的連續(xù)性和完整性。對每個(gè)單元工程截滲墻部位墻體抽芯取樣進(jìn)行28天齡期的抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果為拌樁墻體水泥土抗壓強(qiáng)度大于0.5MPa(28d);在A3~A8鉆孔部位進(jìn)行注水試驗(yàn)，滲透系數(shù)均為i×10-6㎝/s(1≤i≤10)，各項(xiàng)檢測結(jié)果滿足設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和主要設(shè)計(jì)指標(biāo)。

6. 結(jié)語

通過完工后進(jìn)行的檢測表明深孔閘多頭小直徑水泥土截滲墻墻體的連續(xù)性和完整性較好;水泥土無側(cè)限抗壓強(qiáng)度和滲透系數(shù)達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo)，截滲墻有明顯的截滲效果，滿足了設(shè)計(jì)和實(shí)際的需要。

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[文章編號]1619-2737(2010)09-14-201