水泥土攪拌樁在水利工程施工中的應用

周志建

(江西省水利水電建設有限公司，南昌 330025)

水泥土攪拌樁在水利工程施工中的應用

周志建

(江西省水利水電建設有限公司，南昌 330025)

通過垂直1標段工程概況，設計要求，設備選擇，材料質量控制，深層攪拌防滲墻施工工藝流程，主要施工管理措施及施工中常見問題及接頭部位處理來介紹水泥土攪拌樁在水利工程施工中的應用情況，分析單頭機與三頭機在工程施工中的利弊，水泥土攪拌樁施工方法應用在水利防滲工程中的優點及取得的效益。

深層攪拌防滲墻；連續成墻參數控制；質量參數；工藝流程；堤身防滲

1 工程概況

江西省五河及鄱陽湖區重點圩堤應急防滲處理工程是2010年冬至2011年春全省農田水利基本建設的重點工程。整個項目涉及南昌市、南昌縣、進賢縣的紅旗聯圩、蔣巷聯圩、南新聯圩、長樂聯圩、三江聯圩和信西聯圩6座重點圩堤，堤線總長381.64km。項目主體工程設計為深攪處理總長45.58km，水泥土防滲墻327453.09m2，設計樁成墻厚度≥0.18m，樁長1～9m，防滲墻底伸入堤基1.0m，從而形成一種滲水性較小的水泥土防滲墻。

2 設備選擇

根據垂直1標深層攪拌防滲墻工期緊、任務重，項目整體施工質量管控難度大，項目參建各方協調困難等特點，擬定在確保施工質量的前提下，為了加快施工進度，采用單頭機一序成墻和三頭機一序成墻，三頭機二序成墻等多種型號的深層攪拌設備和施工方法混合施工。

3 成墻施工工藝流程

1)單頭機采用一序成墻工藝，鉆頭直徑為0.45m，搭接厚度0.05m，最小成墻厚度0.206m，單元墻長度0.4m；工藝流程如下：①定位；②攪拌下沉；③注漿攪拌提升；④重復攪拌下沉；⑤二次提升(不注漿)；⑥前移400mm；⑦重復①～⑥完成下一個單元墻。

2)三頭機采用一序成墻和二序成墻工藝。三頭機一序成墻施工控制參數：鉆桿之間軸距設置成0.32m，采用直徑為0.38m的鉆頭，成墻搭接厚度控制為0.06m，三頭機一序成墻控制最小成墻厚度0.205m，一個單元墻控制長度為0.96m；工藝流程如下：①定位；②啟動主機邊噴邊鉆進到設計深度；③當到達設計深度后，停止上下鉆進動作，靜止噴射漿液30s；④重復噴射漿液并攪拌上升；⑤停止鉆進和噴射漿液動作；⑥三頭機向前縱向移動0.96m；⑦重復①～⑥完成下一個單元墻。三頭機二序成墻施工控制參數：鉆桿之間軸距設置成0.45m，采用直徑為0.3m的鉆頭，成墻搭接厚度控制為0.075m，三頭機二序成墻控制最小成墻厚度0.198m，一個單元墻控制長度為1.35m；工藝流程如下：①定位；②啟動主機邊噴邊鉆進到設計深度；③當到達設計深度后，停止上下鉆進動作，靜止噴射漿液30秒；④重復噴射漿液并攪拌上升；⑤停止鉆進和噴射漿液動作；⑥三頭機向前縱向移動225mm；⑦重復①～⑥完成一個單元墻。⑧深層攪拌機向前縱向移動1.35m；⑨重復①～⑦完成下一個單元墻直至工程結束[1]。

4 主要管理措施參數

1)選用水泥的標號≥PC32.5級，水泥摻入比：12%。

2)水泥土攪拌樁漿液配合比與比重控制參數：當漿液配合比為1.5∶1時，漿液比重控制為1.36g/m3。當漿液配合比為1.2∶1時，漿液比重控制為1.43g/m3。

3)水泥土攪拌樁成墻的垂直度控制參數：

為保證成墻的垂直度，必須先將攪拌機用水準尺進行整平，保證攪拌機機座水平。再校正攪拌機機架的垂直度，采用吊線錘雙向控制，以保證鉆桿的垂直度，偏差≤0.5%。

4)水泥土攪拌樁成墻速度施工控制參數

水泥土攪拌樁施工過程中，攪拌并噴射漿液的下沉速度控制在0.6m/min～1m/min，攪拌并噴射漿液的提升速度控制在0.6m/min～1.2m/min。目的是為了攪拌充分，樁體成墻率高，避免出現成墻樁體水泥分布不均，強度不一，達不到設計防滲效果。

5)單位成墻面積水泥用量：①單頭機成墻每m2水泥用量：36kg/m2；②三頭機一次成墻每m2水泥用量：73.0kg/m2；③三頭機二次成墻每次每m2水泥用量：43.9kg/m2。

5 常見問題、接頭部位處理

5.1 常見問題、發生原因及處理

1)遇到攪拌下沉困難、電流值高、攪拌機跳閘。分析原因：電壓偏低，土質較硬，阻力太大，遇大塊石或樹根等障礙物。解決辦法：調高電壓，適量沖水下沉，開挖排除障礙物。

2)遇到攪拌機下不到設計墻底深度，但電流不高。分析原因：土質太黏，攪拌機自重不夠。解決辦法：增加攪拌機自重或加設反壓裝置。

3)遇到噴漿提升未到設計導向溝高程，集料斗中漿液已排空。分析原因：后臺投料不準，灰漿泵磨損漏漿，灰漿泵輸漿量增大。解決辦法：重新標定投料量，檢修灰漿泵，重新標定灰漿泵輸漿量。

4)遇到噴漿提升到設計導向溝高程，集料斗中剩漿太多。分析原因：后臺拌漿加水過量，輸漿管路部分堵塞。解決辦法：重新標定拌漿用水量，清洗輸漿管路。

5)遇到輸漿管堵塞、爆裂。分析原因：輸漿管內有漿液硬結塊，噴漿口球閥間隙太小。解決辦法：拆洗輸漿管，使噴漿口球閥間隙適當。

5.2 水泥土攪拌樁成墻搭接處理

在深層水泥土攪拌樁連續成墻施工過程當中，如遇水、電、水泥供應不足，攪拌系統故障等因素導致不能連續完成深層水泥土攪拌樁單元墻成墻施工，應在出現情況的時點記錄下正在施工的樁號和攪拌鉆進的深度，并組織相關人員進行修復。假如能在24h之內恢復深層水泥土攪拌樁連續成墻施工作業，則深層水泥土攪拌機，應從中斷時記錄下的樁號和攪拌鉆進深度再下降0.5m處恢復深層水泥土攪拌樁連續成墻施工作業。假如在24h外恢復深層水泥土攪拌樁連續成墻施工作業，則深層水泥土攪拌機，應從中斷時記錄的施工單元墻外側深攪一個新的單元墻。

6 水泥土攪拌樁成墻質量檢驗

水泥土攪拌樁成墻質量檢驗方法有開挖檢查、鉆孔取芯檢查。沿設計施工軸線每500m開挖一個檢驗坑，設計不足500m的區域，同樣開挖一個檢驗坑。水泥土攪拌樁成墻質量檢驗包括：樁身的垂直度、平整度，樁身厚度，樁體搭接厚度，樁體連續性，樁取芯芯樣的均勻性、完整性。垂直1標段水泥土攪拌樁成墻質量檢驗結果：①樁體質量檢驗94處，樁身的垂直度小于0.5%；樁身平整；樁身最小厚度>0.18m；樁體搭接、樁體連續性良好；樁取芯芯樣均勻性、完整性良好。②樁取芯芯樣抗滲、抗壓檢驗94組，滲透系數范圍為1.67×10-7cm/s～7.92×10-7cm/s、抗壓強度范圍為1.07～3.44MPa，達到設計要求值。

7 結 語

1)從單頭機與三頭機施工工藝分析中可以看出，在滿足設計要求前提下，多頭機具有搭接厚度大、施工工效高、成本低及耐久性好等優點。

2)深層攪拌樁作為一種地基處理方法，不但能提高地基土的強度，而且具有一定的抗震效果。

3)從施工情況和檢查結果可以看出，深攪法處理地基在垂直防滲1標施工過程中各項參數均滿足設計要求，且施工簡單，經濟合理，效益好。

4)垂直防滲1標克服了工期緊、任務重、跨區域、堤線長、施工點多等困難，采用單頭機與三頭機共同作業的施工組合方式，在保質保量的前提下，大大縮短了施工工期。

[1]張自勝.水泥土攪拌樁在水利工程中的應用[J].水利規劃與設計，2011(01)：86-88.

1007-7596(2014)10-0203-02

2014-04-12

周志建(1983-)，男，江西南昌人，助理工程師，從事水利工程施工工作。

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