多頭小直徑水泥土攪拌樁截滲墻在王橋閘除險加固工程中的質量控制

朱海利

多頭小直徑水泥土攪拌樁截滲墻在王橋閘除險加固工程中的質量控制

朱海利

一、工程概況

王橋閘除險加固工程位于蘆嶺鎮東4km沱河干流上，是淮水北調宿州市配水工程重要組成部分，共5孔，單孔凈寬7.0m，閘底板高程17.80m，控制流域面積為520km2，5年一遇設計排洪流量268m3/s，排澇水位閘上22.7m，閘下22.55m；20年一遇設計排洪流量428m3/s，排洪水位閘上23.73m，閘下23.53m；50年一遇校核排洪流量509m3/s，屬中型水閘。

工程區位于淮北平原東部，屬于淮北沖積平原，河流沖積地貌，地形稍有起伏。地勢由西北向東南緩傾，地面坡降 1/8000～1/10000，水系發育，河流由北流向東南。地面高程一般26.5～20.5m左右。閘址位置自上而下分為三個工程地質層：①重粉質壤土：灰黃色，硬可塑，含鐵錳結核，夾砂礓，偶夾薄層砂壤土。層底埋深5.3～7.0m，層底標高 16.43～16.0m，層厚5.3～7.0m；②砂壤土：灰黃色，中密，夾薄層重粉質壤土。層底埋深15.2～16.4m，層底標高6.38～6.54m，層厚 9.5～9.9m；③重粉質壤土：灰黃色，硬可～硬塑，夾砂礓及薄層砂壤土，頂部約1.0m厚為灰色軟可塑。層底埋深31.0～32.0m，層底標高-9.06～-9.27m，層厚15.6～15.8m。

根據地基土層滲透性試驗及分析，①、③土層滲透系數分別為5.0×10-6cm/s和4.0×10-6cm/s，屬于微透水性土層；②土層砂壤土夾輕粉質壤土及薄層重粉質壤土滲透系數為1.0×10-4cm/s，屬弱～中等透水性土層，由于閘基礎以下透水性較強，所以基礎處理采用多頭小直徑水泥土攪拌樁截滲墻。

二、截滲墻的設計

多頭小直徑水泥土攪拌樁截滲墻布置在距閘底板2m上游鋪蓋位置，截滲墻頂高程16.95m，底高程5.95m，單排布置，采用“兩噴兩攪”施工工藝，即攪拌噴射水泥漿至設計墻底高程，之后進行攪拌提升并噴射水泥漿至設計墻頂高程。截滲墻成墻厚度不小于250mm，搭接寬度不小于60mm，樁徑大于等于設計樁徑，樁位偏差小于0.05m，垂直度偏差小于0.5%，抗壓強度R28>0.5MPa，滲透系數不大于1×10-6cm/s。水泥采用普通硅酸鹽水泥，強度等級不低于42.5R級。

三、施工參數的確定

工程擬采用JSB-2型深層攪拌截滲機一臺套完成該標段攪拌樁施工，機器為三頭攪拌，三軸間距為30cm，具有二層液壓底盤，步履行走，移動調平便利。因攪拌樁施工的成墻質量主要取決于施工段的土壤性質、密實度、含水率及施工工藝參數。實際施工參數必須與施工段的土壤性質、密實度和含水率相適應，才能保證攪拌樁截滲墻的成墻質量達到設計指標。為確保截滲墻施工達到預計的防滲、加固的效果，按設計要求在正式施工前進行各類試驗，確定有效的施工工藝參數（截滲墻試驗段布置圖見圖1）。

試驗參數如下：水泥摻入量15%；水灰比 1∶1，漿液比重為 1.51g/cm3；樁徑400mm，樁距300mm，搭接寬度100mm，理論成墻寬度265mm。

試驗結果顯示，各項指標均能達到設計要求，所以嚴格按照上述參數進行施工。

四、截滲墻施工中質量控制

1.原材料的控制

工程截滲墻注漿材料為普通硅酸鹽水泥，強度等級不低于42.5R，細度要求通過0.08mm方孔篩的篩余量小于5%。在進行采購時，認準出產廠家的合格證，進場的水泥要按批量在監理的見證下取樣進行送檢，檢驗合格后方可使用。保存材料時，要注意保存環境的干燥，防止水泥受潮失效。水泥漿所用水應滿足《混凝土拌合用水標準》JGJ63-2006的規定。

圖1 截滲墻試驗段布置圖

表1 成墻深度檢測表

表2 現場注水試驗表

表3 截滲墻水泥土芯樣無側限抗壓強度表

表4 成墻厚度和搭接寬度檢測表

2.漿液的控制

制漿時材料必須稱重，誤差小于5%。水泥固相材料采用重量稱量法。漿液必須攪拌均勻并測定漿液密度。施工中水灰比為1∶1，嚴格按配合比制漿。水泥漿隨配隨用，為防止水泥漿離析，在灰漿攪拌機中不斷攪動，待壓漿前再緩慢倒入集料斗中。水泥漿液的攪拌時間不少于3min，漿液在使用前過篩，自制備至用完的時間少于2h。制漿站每盤測定漿液比重一次，對制漿量及比重作詳細記錄。

3.鉆孔噴漿的控制

臺車就位，樁位偏差小于5cm，垂直軸線方向偏差用臺車前后標桿與施工軸線導向樁拉線間距離測量，沿軸線方向偏差用臺車上線錘與預先固定的標尺（標準移位尺）測量。臺車機身調平采用已固定于機架上的垂直調整儀控制，垂直度偏差小于0.5%，就位偏差及垂直偏差由機手做好記錄。

截滲墻體的垂直度在很大程度上影響著施工質量，是截滲墻起到作用的關鍵，因此截滲墻體的垂直度是一個關鍵性問題。鉆頭進行鉆孔作業時，可能會遇到較硬的土層，因此要對鉆機進行檔位變換，以免過快對鉆桿的垂直度造成較大的影響，從而影響截滲墻的垂直度。

噴漿工程要連續與均勻，灌漿以孔口微微翻漿為最佳。下沉噴漿攪拌時，使樁機沿導向架下沉，下沉速度小于等于0.8m/min，開啟泥漿泵同時噴漿，注漿壓力為 1.5～2.0MPa，邊旋轉邊噴漿至設計樁底高程并超深20cm，在原位噴漿30s以上。上升噴漿攪拌時，調整泥漿泵和樁機檔位，使上升速度小于等于1.2m/min，噴漿到高于設計樁頂0.3m的位置，并原位噴漿30s以上來保證樁頭均勻密實。

五、質量檢驗

王橋閘上游鋪蓋下多頭小直徑水泥土攪拌樁截滲墻施工結束后，于2016年4月12日委托安徽省水利水電勘測設計院工程質量檢測所對工程進行質量檢測。本次截滲墻采用高密度電法檢測其連續性，采用電位測深法檢測成墻深度，采用鉆探取芯做室內試驗檢測水泥土芯樣抗壓強度，采用現場注水試驗檢測截滲墻滲透系數。

1.均勻性、連續性檢測

采用高密度電法檢測截滲墻均勻性、連續性，將測線布置于防滲墻下游側1m處，觀察視電阻率剖面圖，在測試范圍內視電阻率值變化較小，未出現低阻異常區域，說明防滲墻均勻性、連續性較好，且在防滲墻上均勻布置的鉆孔，芯樣完整，呈灰黃色，只要由水泥和粘粒物質組成，質地堅硬，巖芯因機械作用，呈短柱或碎塊狀，通過注水試驗和水泥土芯樣抗壓強度試驗，進一步說明墻體的均勻性、連續性較好。

2.有效深度檢測

采用電位測深法檢測成墻深度，分別在樁號0+011、0+032和0+045處檢測墻體有效深度，檢測結果見表1。

3.抗壓強度和滲透系數檢測

分別在河底左側、右側和河底中間截滲墻上布置3個鉆孔，即ZK1、ZK2和ZK3， 樁 號 分 別 為 0+011、0+032 和0+045，對截滲墻進行鉆探取芯，現場做注水試驗，試驗結果如表2；做室內抗壓強度試驗，試驗結果如表3。

4.成墻厚度和搭接寬度檢測

采用開挖坑槽法，利用鋼卷尺檢測，檢測結果見表4。

以上指標及數據表明多頭小直徑水泥土攪拌樁截滲墻各項標準均能達到設計要求，質量合格。

六、結束語

多頭小直徑水泥土攪拌樁截滲墻工程要求技術性強，具有施工速度快、耐久性好等特點，宜根據不同的地質條件選擇不同的工藝參數。工程屬于重要隱蔽工程，經過建設各方的密切配合，共同努力，工程取得了圓滿成功■

（作者單位：安徽省宿州市水利水電建筑勘測設計院 234000）