水泥土攪拌樁防滲墻施工

□吉朝鮮 □高建濤（河南省水利第二工程局）

水泥土攪拌樁防滲墻施工

□吉朝鮮 □高建濤（河南省水利第二工程局）

宿鴨湖水庫除險加固工程中防滲墻施工采用深層水泥攪拌樁的方法進行施工。北崗段、洼地段、南崗段水泥土攪拌樁防滲墻工程工程量為64816m2，施工深度為11～25m。

水泥土；攪拌；成墻深度；防滲墻

一、工程概況

宿鴨湖水庫位于河南省駐馬店市汝南縣境內，工程位于汝南縣城西6km汝河與臻頭河匯合處，屬淮河流域大洪河支流汝河干流控制工程，控制流域面積4498km2，水庫下游主要排洪河道為汝河，河道安全泄量1800m3/s。

水庫興建于1958年，大壩包括北崗段、洼地段、南崗段，全長34.2km，最大壩高16.2m，壩頂高程59.04m。宿鴨湖水庫是一座以防洪為主，結合灌溉、水產養殖、發電、旅游開發等綜合效益的大（I）型水利樞紐工程。

本次除險加固中防滲墻采用深層水泥土攪拌樁防滲施工。北崗段、洼地段、南崗段水泥土攪拌樁防滲墻工程工程量為64816m3，施工深度為 11～25m。

二、成墻要求及施工工藝

本工程最大成墻深度為25m，成墻最小有效厚度為30cm。深層攪拌防滲墻滲透系數＜i×10-6cm/s（l≤i＜10），抗壓強度＞500kPa，滲透破壞比降可達200以上，變形模量＜1000MPa。成墻要求高，本標段水泥土攪拌樁防滲墻采用噴漿式深層攪拌（濕法）施工工藝。采用濕法工藝施工時比較容易控制，成樁質量較為穩定，樁體均勻性好。

三、水泥土配合比室內試驗

（一）實驗材料

1.水泥：選用工程常用42.5級普通硅酸鹽水泥。

2.水：符合水工混凝土拌和用水的標準，本工程采用水庫水。

（二）配合比室內試驗

1.試驗項目。水泥漿液性能試驗的項目為：密度、粘度、穩定性、初凝時間。水泥土凝固體的力學性能試驗項目為：抗壓強度、滲透系數、滲透破壞比降。

漿液性能試驗按常規的方法進行。對水泥土的力學性能試驗，這里借助混凝土的試驗方法進行。

2.水泥摻入量。水泥的摻入比以10%～20%為宜。

3.水泥漿的水灰比。防滲工程中水灰比一般取1.0～2.0，實際施工時可根據設計要求的水泥摻入比，經現場試樁確定。

4.外加劑。一般情況下不需要外加劑。為達到技術要求，可根據規定的外加劑品種和摻入比摻入。或由施工單位根據土的顆粒組成、pH值、有機質含量、液限和塑限、現場施工條件（例如水泥漿制成后送至灰漿泵的距離遠近等）以及氣溫高低等情況適當選擇。

5.試塊制備。在工程場地內選定若干鉆孔，連續取原狀土樣，封裝于雙層厚塑料袋內，以供拌制試塊。試塊制作方法：先按預定配合比稱量土、水泥、外加劑和水，用手工拌和10min至均勻，將拌和物（即加固土）裝入試模（尺寸70.7mm×70.7mm×70.7mm）一半體積，放在振動臺上振動1min,再裝滿另一半振動1min將表面刮平，用塑料布覆蓋即成。試塊經1～2d可拆模，然后將其置于溫度為20℃±2℃、濕度＞90%的養護室養護。試塊的數量由所需養護齡期和固化劑（水泥）的摻入比決定。養護齡期通常分為7d、28d和90d三期，固化劑的摻入比可根據土的天然含水量和以往工程經驗，確定幾個檔次。然后，按不同的養護期和不同摻入比進行排列組合，確定試塊數量。

6.資料分析及配合比的確定。不同齡期的試塊分別進行力學性能試驗后，將試驗結果繪成圖表，再經分析對比選定最佳的水泥配合比。

（三）深層攪拌樁工藝試驗

1.在進行攪拌樁施工程序前，應首先分區分段進行工藝試樁工作，以確定適合此區段的成樁經驗及各種施工操作技術參數，并要求每次成樁工藝試驗樁不應少于5根。

2.在進行工藝試樁程序前，應事先以書面形式通知監理部門派員現場參加。工藝試樁完畢后，應當提交工藝試樁的成果報告，并報監理工程師審查批準后，將作為此區段施工的依據，在無任何現場監理工程師指令的前提下，不得任意予以更改及變更。工程現場負責技術的主管在攪拌樁施工時應向機組操作人員下達指令，并負有執行及監督責任。

3.工藝試樁的目的：

（1）試驗攪拌樁機鉆機的深度、樁底標高、樁頂水泥漿停漿面標高等技術參數指標；

（2）水泥漿液的水灰比，外加劑的種類；

（3）測試攪拌樁機的轉速和提升速度及漿泵的壓力；

（4）輸漿量及每米輸漿量變化情況，測試水泥漿經漿管到達噴漿口的時間；

（5）是否需要沖水或注水下沉，是否需要復攪復噴及其部位、深度等等；

（6）在攪拌樁施工過程中若涉及更換噴漿計量儀等對施工技術參數造成影響的設備部位時，應當以書面報告的形式提交給到甲方和監理工程師，并在現場監理工程師的監督指導下試樁，重新確定攪拌樁各項施工技術參數。

四、水泥土攪拌樁防滲墻施工方法

本標段水泥摻入量比較大，攪拌樁成墻工藝采用“二次噴漿、三次攪拌”施工。

（一）施工機械配置

根據施工需要，本標段工程主要施工機械配置如下：SJB型深層攪拌機4臺、ZCJ-25型深層攪拌機2臺、74kW推土機2臺、5t自卸汽車10輛、JIS-2B泥漿攪拌機6臺，V3空氣壓縮機6臺。

（二）施工程序

樁位放樣→鉆機就位→檢驗、調整鉆機→正循環鉆進至設計深度→打開高壓注漿泵→反循環提鉆并噴水泥漿→至工作基準面以下0.3m→重復攪拌下鉆并噴水泥漿至設計深度→反循環提鉆至地表→成樁結束→移位→重復上述步驟。

（三）施工方法

1.施工準備及樁位放樣

攪拌樁施工前，備齊施工機械機具和材料，接通電力，施工勞力進場，進行需施作噴漿作業地點的地面表皮清除，查明地下線路管道情況后進行場地平整、樁位放線，一切準備就緒后，進行攪拌樁作業。

（1）清理場地：開始施工前，應當按照施工規范進行清理場地。清理完畢后的場地應平整，填寫報驗單報給現場監理工程師驗收合格簽字確認后，才能進行下一道施工工序。

（2）布樁圖：開工前，應當根據施工設計圖的要求按各分段里程畫出攪拌樁樁位中心。布樁圖上應標明線路中心、里程、路基底寬線，每個樁應編號、量出設計樁長，布樁圖應報設計及監理單位，確定驗收確認后才可以進行施工。

（3）測量放樣：施工前應對設計單位移交的導線點、水準點等會同甲方和監理方進行復核，審核無誤后方可以使用。施工方的測量人員應按照施工設計圖，根據攪拌樁樁位、原地面標高、孔口標高等有關參數進行測量放樣工作，同時應將布樁圖及測量放樣記錄等情況報請甲方和監理方復核抽查，并填寫測量放樣報驗單，經甲方和監理工程師審查簽認。

（4）材料：攪拌樁施工采用加固料應為水泥，其質量、規格應符合設計規范要求，并具有出廠試驗報告單、質保單，并且確保在有效期內方可使用，禁止使用過期、受潮、結塊、變質的劣質水泥。應對運到工地的加固料（水泥）進行質量抽樣檢驗，至于抽樣試驗頻率則要根據施工規范要求及現場監理工程師的意見確定，一般要求每批量100t至少抽檢1組。經監理工程師確認的試驗結果后才可投入使用。

（5）水泥土強度試驗：在進行攪拌樁施工前必須仔細了解各個施工現場的地質情況，選取具有代表性的土層進行鉆孔，取出一定數量的試樣軟土進行必要的物理性、含水量、有機質含量等方面的試驗及水泥土配合比強度方面的試驗，以驗證現場軟土的性質和設計的水泥土(攪拌樁)強度能否達到規范要求，試驗結果均應及時以書面形式報甲方及監理方審查核實。

2.鉆機就位及調直

組裝架立攪拌樁機。檢查主機各部的連接，液壓系統、電氣系統、噴漿系統各部分安裝試調情況及漿罐、管路的密封連接情況是否正常，做好必要的調整和緊固工作，排除異常情況后，方可進行操作。漿罐裝滿料后，進料口加蓋密封。安裝鉆機時，將鉆機對準樁位，調平樁機機身以保證樁的垂直度。

3.鉆進

樁機調整完畢后，啟動主電機進行鉆進，等到攪拌鉆頭接近地面時，啟動空壓機進行送氣作業。鉆深由深度尺盤確定，其數值應等于設計加固深度和樁機橫移槽距地面高度之和。

為保證樁孔不偏斜，開始入土時不應采用高速鉆進，一般鉆進速度≯0.8m/min；土層較硬時，速度≯0.6m/min。

4.鉆至設計標高

防滲墻的軸線往往較長，高程變化較大。因此，應按水準點確定施工場地地面高程，并計算出各施工段（一般100m為一個施工段）的施工深度。施工開始前應核定深度盤讀數，讀數允許的誤差范圍應＜5cm。

當深度尺盤達到預定數量后，停止鉆機工作，將鉆頭反轉，但不提升，等待送料。

5.輸漿

盡可能保證輸漿的均勻，同時依據地層吃漿的變化調整輸漿量，總輸漿量應不少于設計規范要求；設置專門計量儀器對輸漿量進行測量，如流量儀等；輸漿應有一定的壓力，但不宜過大，一般輸漿壓力為0.3～1.0MPa。

6.提升鉆頭

輸漿量和提升速度應密切配合，如果提升速度快，輸漿量應大。二者關系可按設計水泥摻入量來確定。

確認加固漿液已到樁底后提升攪拌鉆頭，一般在樁底停留2～4min，才能夠保證加固漿液到達樁底，提升到設計標高時停止噴漿，停止噴漿深度應結合攪拌提升的速度確定，在沒有噴樁的情況下禁止進行鉆機提升工作。

7.停止提升

先打開送氣閥門，然后關閉送料閥，保持空壓機運轉狀態，攪拌鉆頭提升到樁頂時停止提升，在原位保持2min轉動，以保證樁頭的均勻密實。

8.重復攪拌

將攪拌鉆頭邊旋轉邊向下鉆至設計樁底深度，然后再提升出地面進行第二次攪拌。

9.停機

將攪拌鉆頭提升到地面以上，停止主電機及空壓機工作，并填寫相應的施工記錄。

10.樁機移位

采用樁機的液壓系統，將樁機移到下一個樁位進行施工。

吉朝鮮，男，工程師，現從事水利水電工程施工管理工作。

高建濤，男，工程師，鄭州南水北調潮河四標段常務副經理。

2011-09-11