論述水利水電工程防滲墻施工工藝及質量控制

李小軍

摘 要：水泥深層攪拌樁主要應用于軟弱地基加固。文章通過對深層攪拌樁在堤防防滲工程中的應用實踐，系統地介紹了深層攪拌水泥土防滲墻的施工工藝、質量控制要點、質量檢驗等，希望與廣大同行共同學習，共同進步。

關鍵詞：水泥攪拌樁；連續墻；堤防加固

1 水泥攪拌樁連續墻技術的特點和評價

軟土地基深層攪拌加固法利用水泥、石灰等材料作為固化劑的主劑，通過特制的深層攪拌機械，在地基深部就地將軟土和固化劑強制拌和，產生一系列物理化學反應，使軟土硬結成具有整體性、水穩定性和一定強度的優質地基。在水利工程運用中軟土地基深層攪拌加固法更強調單樁搭接形成的連續墻對地下構筑物（尤其是中淺深度防滲墻） 的替代作用。水泥攪拌樁一般有噴粉和噴漿兩種，采用水泥攪拌樁技術建造水利工程防滲墻，適應于淤泥、淤泥質土、粘土、粉土等軟土地基，在粉砂、細砂及一定含礫量的河床地層中更易達到較高的強度且更好的攪拌均勻性，同樣適用于一般河床工程的地基加固。

地基水泥攪拌樁技術具有如下特點：（1）與灌注樁防滲墻技術相比，避免了成孔固壁問題，不需要填筑形成固壁壓力所需的施工平臺，特別適宜于不易解決塌孔問題的粉、細砂地層； （2）深層攪拌機械設有油壓移位裝置，機具可迅速準確靈活地移位，從而達到施工速度快和易保證搭接質量的目的，特別適宜淺層地下連續墻施工；（3）建造的防滲墻易達到設計強度和防滲效果；（4）攪拌機械采用螺旋狀攪拌頭攪動土層的辦法，施工中無振動，對相鄰土層或建筑物無影響。

2 施工工藝流程

2.1 定位：攪拌機運行到指定的樁位處，對中并保證樁架垂直。當地面起伏不平時，應調整基座保持水平。

2.2 預攪下沉：起動攪拌機電動機，放松起重機鋼絲繩，使攪拌機沿導向架攪拌切土下沉，下沉的速度可由電動機的電流監測表控制。預攪下沉時不宜沖水，當遇到硬土層下沉太慢時，方可適量沖水，但應考慮沖水對樁身強度的影響。

2.3 制備水泥漿：等攪拌機下沉到一定深度時，即開始按設計確定的配合比拌制水泥漿，待壓漿前將水泥漿倒入集料斗中。制備水泥漿的目的是，根據設計單位提供的水灰比和水泥摻入比這兩個參數，計算出：（a）每立方米水泥土加固體中應注入的漿液體積量（m3）。（b）漿液的密度（g/cm3）。

2.4 提升噴漿和攪拌：攪拌機下沉到達設計深度后，開啟灰漿泵將水泥漿壓入地基中，邊噴漿邊旋轉，同時嚴格按照設計確定的提升速度提升攪拌機。一般提升速度不超過0.8m/min。

2.5 重復上、下攪拌：攪拌機提升至設計加固層的頂面標高時，集料斗中的水泥漿應正好排空。為使軟土和水泥漿攪拌均勻，應再次將攪拌機邊旋轉邊沉入土中，至設計加固深度后再將攪拌提升出地面。

2.6 清洗：各集料斗中注入適量清水，開啟灰漿泵，清洗全部管路中殘存的水泥漿，直至基本干凈，并將粘附在攪拌頭上的軟土清洗干凈。

2.7 移位：重復上述1）～6）步驟，再進行下一根樁的施工。

3 施工注意事項

3.1 施工前應確定攪拌機械的灰漿泵輸漿量、灰漿經輸漿管到攪拌機噴漿口的時間和起吊設備提升速度等施工參數，并根據設計要求用流量泵控制輸漿速度，確定攪拌樁的配比等各項參數和施工工藝。宜用流量泵控制輸漿速度，使注漿出泵出口壓力保持在0.4MPa～0.6MPa，并應使攪拌提升速度與輸漿速度同步。

3.2 輸漿管路清洗干凈，嚴防水泥漿結塊，每日完工后需徹底清洗一次。噴漿攪拌施工過程中，如果發生事故停機超過30min，先拆卸管路，排除灰漿，妥為清洗。灰漿泵定期拆開清洗，注意保持齒輪減速箱內潤滑油的清潔，確保攪拌樁成樁均勻，具良好的止水效果。

3.3 為保證攪拌樁樁體垂直度滿足規范要求，在主機上懸掛一吊錘，通過控制吊錘與鉆桿上、下、左、右距離相等來進行控制。攪拌樁的垂直度偏差不得超過1%，樁位布置偏差不得大于50mm，成樁直徑不得小于設計值。

3.4 為了確保樁體每米摻合量以及水泥漿用量達到設計要求，每臺機械均應配備電腦記錄儀。同時現場應配備水泥漿比重測定儀，以備隨時抽查檢驗水泥漿水灰比是否滿足設計要求。

3.5 制備好的漿液不得離析，泵送必須連續。拌制漿液的罐數、固化劑和外摻劑的用量以及泵送漿液的時間等應有專人記錄。

3.6 為保證水泥攪拌樁樁端、樁頂及樁身質量，第一次提鉆噴漿時應在樁底部停留30s，進行磨樁端，余漿上提過程中全部噴入樁體，且在樁頂部位進行磨樁頭，停留時間為30s。

3.7 施工時因故停漿，宜將攪拌機下沉至停漿點以下0.5m，待恢復供漿時再噴漿提升。若停機超過3h，為防止漿液硬結堵塞，宜先拆卸輸漿管路，予以清洗。

3.8 施工中發現噴漿量不足，應整樁復攪，復噴的噴漿量不小于設計用量。如遇停電、機械故障等原因，噴漿中斷時應及時記錄中斷深度。在12h內采取補噴處理措施，補噴重疊段應大于100cm，超過12h應采取補樁措施。

3.9 根據實際施工經驗，水泥土攪拌法在施工到頂端0.3m～0.5m范圍時，因上覆壓力較小，攪拌質量較差。因此，施工的樁頂標高應比設計確定的基底標高高出約0.5m，待開挖基坑時，再將上部樁身質量較差的0.5m樁段鑿去。

3.10 現場施工人員認真填寫施工原始記錄，記錄內容應包括：施工樁號、施工日期、天氣情況；噴漿深度、停漿標高；灰漿泵壓力、管道壓力；鉆機轉速；鉆進速度、提供速度；漿液流量；每米噴漿量和外摻劑用量；復攪深度。

4 水泥粉噴攪拌樁施工

4.1 施工機具

4.1.1 攪拌機。國產的有SJB-I型和Ⅱ型，前者功率為2×30 kW。攪拌深度10～12 m ；后者功率2×40 kW ，攪拌深度15～20 m。

4.1.2 空壓機（一般為116 m3/ min） 。

4.1.3 水泥粉貯存發送器（容積大于400 L）

4.1.4 壓力膠管及電纜。用電纜連接電源和攪拌機電氣控制裝置，安裝水泥發送器并搭置便于為灰罐加料的工作平臺，用壓力膠管分別連接空壓機、水泥粉發送器及攪拌機進灰口。

4.2 施工工藝

4.2.1 就位對中。驅動攪拌機油壓裝置到達指定位置，調平攪拌機平臺（鉆桿導向架與平臺垂直） ，對中孔位。

4.2.2 預攪下沉。啟動攪拌機電機，使攪拌鉆頭沿導向架下沉，下沉速度由操作系統控制。下沉過程中保持連續送風，避免鉆頭噴粉口堵塞。

4.2.3 噴水泥攪拌提升。攪拌鉆頭下沉到設計深度后，開啟空壓機，待灰粉達噴粉口，再按設計的速度邊噴粉、邊提升。

4.2.4 重復攪拌。在有必要進一步摻入水泥或進一步攪拌均勻時，可再次將攪拌鉆頭下沉，到設計深度后再次將鉆頭提升（供水泥粉） 到地面。

在中山市西河水閘重建工程的水泥攪拌樁設計中，采用先打直徑600mm的砂樁，再在砂樁內進行直徑500mm的水泥攪拌樁施工的方案，方案確保了水泥攪拌樁的施工質量，攪拌樁強度提高快，從而加快了下一階段的工程施工進度。

參考文獻

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[2] 張士君，董福平.小型水庫的安全與管理[M].北京：國水利水電出版社，2005.