淺談超深等厚度水泥土攪拌墻施工技術

彭彩貴（中國葛洲壩集團第一工程有限公司 湖北 宜昌 443002）

0 引言

某基坑工程面積約54 000m2，基坑總延米為1 100m，挖深約14.9～16.40m。基坑東側及南側設計采用厚1 200mm 地下連續墻作為圍護結構，基坑北側及西側設計采用φ950@1050 灌注排樁結合等厚度水泥土攪拌墻作為圍護結構。等厚度水泥土攪拌墻作為止水帷幕，延米長約558m，墻厚700mm，墻深55m，水泥摻量不小于25%，28 天鉆孔取芯無側限抗壓強度標準值不小于0.8MPa，墻體垂直度偏差不大于1/250，墻體滲透系數不大于7~10cm/s。

項目地貌類型屬長江漫灘平原，地勢較平坦。工程地質自上而下為：-2 素填土、-2 淤泥質粉質黏土、粉質黏土、-3 淤泥質粉質黏土、粉質黏土夾粉土、-3a 粉質黏土與粉土粉砂互層、-4 粉細砂夾粉質黏土、-5 粉細砂、-4e1 含中粗砂圓礫、-4 含中粗砂。

項目距離長江約1 000m，地表水體主要為長江，與地下水潛水及承壓水的水力聯系較密切；地下水類型主要為松散巖類孔隙水（孔隙潛水、承壓水），潛水與承壓水之間的水力聯系微弱。

該項目等厚度水泥土攪拌墻深度深，垂直度、滲透系數要求較高，地質條件較復雜，施工難度較大。

2 主要施工技術

2.1 施工工法比選

經市場調查，等厚度水泥土攪拌墻可采用TRD 工法或CSM 工法施工。TRD 工法是采用鋸鏈式設備，垂直切削下沉至設計深度，橫向推進注入水泥漿液，形成連續、等厚、無縫的水泥墻體，適用于砂土、粉土、黏性土等土層。CSM 工法是采用銑削式設備，通過銑輪的勻速鉆進與提升，噴漿攪拌，形成連續、等厚、無縫的水泥墻體，適用于碎石土、軟巖等土層。

根據項目周邊環境、地質條件、質量要求等，從設備適應性、穩定性、施工精度、成墻質量、經濟性等方面綜合考慮，TRD 工法較CSM 工法在均滿足施工精度、成墻質量的前提下，地質條件更適應，穩定性更好，經濟性更優。因此，本項目等厚度水泥土攪拌墻選擇采用TRD 工法施工。

2.2 設備選型

根據設計厚度、深度、施工精度及成墻質量要求，本項目等厚度水泥土攪拌墻選擇TRD-E 型工法機施工，最大切削深度61m，切削寬度558～850mm，成墻速度4～7m/d。本項目選配12 節切割箱，由下至上排列分別為：1 節4.2m 被動輪+11 節4.88m 切割箱，總長57.88m。

2.3 施工方法選擇

綜合本項目地質條件、墻體性能、墻體深度等因素，本項目等厚度水泥土攪拌墻選擇三步施工法，即先行切割、回撤切割、成墻攪拌。先行切割是將挖掘液通過壓漿泵注入切割土層，切割箱按照試驗確定的速度向前推進，將原土層挖掘松動，切割成槽一段行程，推進速度控制在0.2～2.0m/h；回撤切割是先行切割一段行程成槽完成后，切割箱回撤至先行切割起點，推進速度控制在5～10m/h；成墻攪拌是切割箱回撤至先行切割起點后，更換漿液，切割箱向前推進，通過壓漿泵注入固化液，與挖掘液混合泥漿混合攪拌，形成等厚水泥土攪拌墻，推進速度控制在1.0～3.0m/h。

2.4 施工工藝流程

本項目等厚度水泥土攪拌墻施工工藝流程如下：

現場調查、施工準備→場地平整、機械拼裝及后臺布置→測量放樣→導向槽、預埋穴挖掘，吊放預埋箱→機械就位，設置定位線→切割箱自行打入挖掘→安裝測斜儀→先行切割→回撤切割→成墻攪拌→重復三步施工法→切割箱拔出，完工清理。

2.5 試成墻試驗

在等厚水泥土攪拌墻正式施工前，進行非原位試成墻試驗，試成墻平面長度不小于6m。通過試成墻試驗掌握地層情況，驗證施工設備在該地層條件下的施工能力，確實切割速度、水泥用量、泥漿泵流量等施工參數，檢測成墻質量、水泥攪拌均勻性、強度及隔水性能，最終形成一整套本工程等厚度水泥土攪拌墻的施工參數及施工導則，以指導后續施工。

2.6 主要施工參數

先行切割挖掘液采用納基膨潤土拌制，每立方被攪土體摻入80～100kg/m3膨潤土；回撤切割泵送清水500～800L/min；成墻攪拌采用P.O42.5級普通硅酸鹽水泥，水泥摻量25%，水灰比1.5。

2.7 垂直度控制措施

地基處理：平整場地，對局部松散的土層，回填渣土并分層壓實，再鋪設鋼板，鋼板厚度3～5cm，以保證施工場地平整度及承載力滿足設備施工需求。

校正主機導桿垂直度：TRD 工法機組裝完成并就位后，使用經緯儀對主機導桿垂直度從正面、側面進行校正。

安裝測斜儀：切割箱下放至設計深度后，在切割箱體內安裝測斜儀，測斜儀可實時監測切割箱垂直度偏差情況，設備操作手根據測斜儀監測顯示切割箱垂直度偏差及時對切割箱進行調整，確保在施工全過程墻體垂直度均符合設計要求。

2.8 墻體強度及滲透性控制措施

對原材料質量進行嚴格控制，水泥采購選擇知名品牌及供應商，水泥進場同步檢查質保單，并按規定進行取樣檢測，確保水泥質量符合設計及規范要求。

按照試驗確定的施工參數，同時根據地層實際情況，嚴格控制水泥摻量及水灰比。

嚴格按三步施工法施工，切割箱橫向推進速度、切割鏈轉速、噴漿壓力、流量等施工技術參數嚴格按試驗確定控制，確保水泥土被均勻攪拌。

2.9 墻體搭接控制措施

嚴格控制墻體搭接長度，當天成型的與已成型墻體搭接300～500mm，嚴格控制搭接區域施工速度，搭接施工中慢速攪拌，使固化液與泥漿攪拌、混合充分，以保證墻體搭接施工質量。轉角處采用“十”字接頭，接頭向水泥土攪拌墻墻體外側延伸不小于1m，嚴格控制“十”字接頭范圍施工的噴漿壓力、攪拌速度，做到慢速均，以保證接頭長度符合要求，避免施工冷縫或局部薄弱點產生。

3 成槽質量檢測

等厚度水泥土攪拌墻墻身強度采用試塊試驗并結合28 天齡期后鉆孔取芯來綜合判定，同時進行滲透性檢測。

墻身強度試塊試驗數量及方法：采用新拌制且尚未凝固的漿液制作漿液試塊；每臺班在平面上抽查兩個取樣點，每個取樣點制作試塊三組，取樣點應低于有效墻頂下2m，測定28d 無側限抗壓強度。

在延長米方向每50m 抽檢數量不少于1 個取芯孔，每個取芯孔的抗壓試件數量不少于5 組，每組不宜于3 件試塊。

在鉆孔取芯的芯樣中，每個取芯孔取一組芯樣進行室內滲透性試驗，每組試塊包括三個試件。在取芯孔中，選取5 個孔進行原位滲透性試驗，每個孔試驗點均分別在：:-4 粉細砂夾粉質黏土、-5 粉細砂、-4e1 含中粗砂圓礫中。

4 結語

通過本項目等厚度水泥土攪拌墻施工，驗證了上述采取的施工工法、設備型號、施工方法、施工工藝流程、主要施工參數、垂直度控制、墻體強度及滲透性控制、墻體搭接控制等可行性，確保了超深等厚度水泥土攪拌墻順利施工，保證了施工質量，可為類似項目施工提供借鑒。