高壓擺噴樁在防滲墻中的應用

【摘要】高壓擺噴樁在軟土地基加固、水利臨時工程防滲中被廣泛應用。本文將結合工程實例講述高壓擺噴樁形成防滲墻的原理、試樁試驗及施工質量控制要點。

【關鍵詞】高壓擺噴；防滲墻；原理；試驗；質量控制要點

1、工程概況

1.1工程概況

本工程的高壓擺噴防滲墻位于象房村泵站閘口以東，里程樁號為K0+860-K1+450共計590m，設計成墻厚度≥300mm，防滲墻設計底高程1.0m，頂高程8.5m。

1.2地質情況

（1）雜填土（Q4ml）：象房村泵站閘口東側回填土（該層底部含大量混凝土建筑垃圾），填齡約10年。層厚0.60～14.70m。

（2）素填土（粉土）（Q4ml）：場地較廣泛分布，灰黃、灰色，軟硬不均，粉土為主，含粉質粘土、礫石，混少量磚塊等。填齡大于10年。層厚1.00～5.30m。

（3）粉土夾粉質粘土：場地較普遍分布，灰色，粉土為主，含少量云母片，夾粉質粘土薄層。稍密，中壓縮性。層厚1.00m～16.40m，頂板埋深1.50m～17.20m。

（4）淤泥質粉質粘土夾粉土（Q4al-pl）：場地較廣泛分布，灰色，夾粉土薄層，局部互層。流塑狀態，中～高壓縮性。層厚1.00m～9.10m，頂板埋深0.70m～20.0m。

2、基本原理

高壓擺噴法是一種用于軟土地基加固防滲工藝，其原理是利用鉆機鉆孔至設計深度后，以高壓射流通過高壓擺噴鉆桿下端的擺噴射裝置，向周圍土體噴射加固漿液將周圍土體切割、分離并滲入。高壓擺噴鉆桿邊噴射漿液、邊提升，在噴射的有效范圍內來回擺動，土和漿液快速凝固成扇形墻體，從而形成連續的防滲墻。

3、高壓擺噴樁試樁試驗

3.1試樁目的

本次試樁地點選擇在K1+180空地進行。經設計同意采用雙重管高壓擺噴灌漿試樁數量為5根，樁長為6m，從原地面進行試樁。通過試樁試驗確定漿壓、氣壓，及攪拌速度，提升速度等施工參數，通過調整樁距驗證有效成墻厚度是否滿足設計要求（≥300mm）。試樁完成及時總結試樁工藝，編制試樁成果報告，為正式施工提供依據。

3.2試樁參數

（1）雙重管高壓擺噴施工主要技術參數參考表

（2）樁距根據設計要求定于500cm，試樁樁長6m、擺角≥60°。

（3）1#、2#、3#樁選擇水泥漿壓力28MP，流量70 L/min ；4#、5#樁選擇水泥漿壓力26MP，流量60 L/min，其余參數選擇均相同。

（4）高壓擺噴樁施工的水泥采用普通硅酸鹽42.5號水泥，水泥漿密度1.5 g/cm3 、回漿密度≥1.2g/cm3。

3.3試樁結果

達到齡期后進行開挖，結果表明：1#～2#樁成墻厚度42cm；2#～3#樁成墻厚度40cm；3#～4#樁成墻厚度30cm；4#～5#樁成墻厚度28cm。現場檢查1#～3#擺噴樁體中土體顆粒與水泥漿液混合均勻，在土層中形成具有一定強度的固結體，其樁徑、成墻厚度、外觀質量滿足設計要求，試樁效果很理想。

通過試樁經設計同意，雙重管高壓擺噴施工參數定為：樁距50cm；水泥漿壓力28Mpa、流量70L/min；空氣壓力0.8Mpa、流量2.6m?/min；擺噴提升速度10cm/min、轉動速度10r/min、擺角≥60°，以確保成墻厚度≥300mm的要求。

4、高壓擺噴樁質量控制要點

4.1水泥漿液要求

（1）制漿材料采用重量或體積稱量法，誤差不應大于5%。材料的質量問題或材料用量不足將可能成為高壓擺噴防滲墻的質量隱患。

（2）施工過程中，每隔15-30min定時檢測水泥漿液密度，當水泥漿液密度超過規定的誤差時，停止高壓擺噴作業，重新調整漿液的水灰比。

（3）水泥漿隨配隨用，并在擺噴作業過程中不停的攪拌；水泥漿液質量除定時測量其密度外，設專人記錄水泥下料數量和速率，以保證漿液的密度和均勻性。

4.2樁位測量放樣

能否形成高壓擺噴防滲墻與樁位是否準確密切相關，故必須保證樁位的定位要按設計位置進行，切忌隨意移動引孔位置，以避免造成兩樁搭接不上或錯位，影響搭接長度。

4.3引孔

根據地質報告存在大量建筑垃圾、砂礫石，因而高壓擺噴作業前必須有一個引孔工序。引孔過程中詳細記錄孔位、孔深、地層變化和漏漿等情況，便于擺噴時對不同地層采用相應的技術要求。引孔是高壓旋擺噴成樁的關鍵工序。

4.4高壓擺噴樁成樁

高壓擺噴樁機就位后，操作人員要高度重視在施噴作業過程中，一方面要按試樁試驗所得的工藝參數進行作業，另一方面要密切注意孔內是否有異常的情況，如泄壓、串孔，一旦發生異常應立即進行處理，以免引起成樁質量事故。

4.5防滲墻

防滲墻的形成與樁位測量放樣、引孔、高壓擺噴樁成樁的每一道工序都密不可分，防滲墻的質量直接受上述三道工序質量的影響和引孔孔斜質量的制約。

4.6檢測

（1）在施工完成14天后進行開挖取樣檢測，開挖檢測查看灌漿墻體的完整性，取樣檢測墻體的滲透系數，要求墻體滲透系數小于 10-6cm/s，墻體R28=3～10Mpa，允許滲透比降J>60，有效成墻厚度≥0.3m。

（2）高壓擺噴樁成樁的第28天，每隔300m布置一個檢查孔，采取地質雷達法或超聲波法全面檢查防滲墻體的施工質量。

4.7特殊情況處理

（1）冒漿異常：①不冒漿，或冒漿量減少。噴射過程中，突然冒漿中斷或冒槳量減少，應迅速檢查供泵系統，如供泵正常，則是地層中有大孔隙洞或漏漿，可停止提升，灌注稠漿，待重新冒漿后，繼續正常噴射。②故障處理：在噴射過程中，出現故障，應迅速排除。停噴時間短的待故障排除后可再重新下管，從停噴深度以下0.5m開始噴射提升；如果停噴時間較長，噴管已不能插入停漿面以下，則需掃孔再下管，并復噴0.5～1m。

（2）鉆孔斜度超過允許范圍，需重新掃孔，直到合格為止。

結語：

經工程實踐證明高壓擺噴樁有如下優點：①樁間固結較好、無滲水盲區，防滲效果顯著、質量容易得到保證。②施工方便，偏差較小。③施工工藝簡單、施工速度快、造價較低等優點。

綜上所述，應用高壓擺噴樁作為水利永久防滲墻技術切實可行，可以在更多的永久性防滲工程中推廣使用。

參考文獻：

[1]《水利水電工程高壓噴射灌漿技術規范》DL/T5200- 2004

作者簡介：

解俊杰，南京第一建設事務所有限責任公司，江蘇南京。