三軸深層攪拌樁在垃圾填埋場垂直防滲墻中的應用

陸華雙

摘 要：三軸深攪樁可改善、加固土體，改善土體滲透、剪切、和壓縮性能，是垂直防滲墻的主要形式。本文以揚州市小茅山垃圾填埋場工程為例，對防滲墻施工遇到的施工難點、質量控制要點進行分析和闡述，以期為同類項目的建設提供借鑒和參考。

關鍵詞：三軸深層攪拌樁;垂直防滲墻;質量控制;垃圾填埋場;生態修復工程

1 工程設計概況

揚州市多元化小茅山垃圾填埋場建于上世紀80年代，場地原為磚瓦廠取土點，后被建成垃圾填埋場，用于生活垃圾、建筑垃圾簡易填埋，1996年停止使用，后一直荒廢。地理位置位于瘦西湖路東側、上方寺路北側。

本工程垂直防滲墻設計采用?650三軸水泥土攪拌樁，搭接施工采用前工序第三軸與后道工序第一軸全斷面套打方式，間搭接不小于200mm。垂直防滲墻主要依據地勘報告垃圾邊線布置，一次實施完畢，防滲墻頂標高西側段15.0 m，其余段為18.0m，防滲墻高度14～17 m，深入第③層粉土夾粉質黏土層以下約1.0 m。防滲墻滲透系數：1×10-6～5×10-7cm/s。設計允許比降不宜小于60。

2 工程地質條件

根據地勘單位提供的勘察報告，場地地面表層普遍分布①1層素填土、①2層雜填土、①3層素填土。填埋垃圾包含建筑垃圾、生活垃圾，雜少量粉質粘土、粘土。①1～①3層人工填土含較多空隙及縫隙，土質不均，具有一定透水性，②層粉質粘土頂部在垃圾填埋前受人類活動的影響，存在部分裂隙，場地均有分布，亦具有一定的透水性，①1～①3層、②層頂部構成場地潛水含水層;②層下部、③層粉質粘土、粘土構成含水層的隔水底板。

3 施工難點分析

根據設計方案，垂直防滲帷幕設置在垃圾堆體四周邊界線外圍，帷幕底部伸入相對不透水層第③層粉土夾粉質黏土層以下不小于1.0m。考慮到②層粘性土頂部由于受磚瓦廠取土坑施工開挖等人類活動和自然力的影響，存在裂隙、孔洞等，具一定的透水性，且底部起伏亦較大。結合現場情況和地勘資料研判，施工中的難點為：①成樁在垃圾堆層中，垃圾孔隙較大，漿液易流失，損耗大;②垃圾中土含量較少，施工時水泥攪拌樁成型困難;③墻體的長徑比為26.15，垂直度控制要求高，樁身套接質量和入不透水層深度對防滲質量影響較大也是控制難點;④局部施工作業面為淤泥，泥漿需做處理加固。

4 防滲墻施工

4.1 施工原理

三軸深層攪拌樁利用水泥等材料作為固化劑的主劑，通過大型的深層攪拌機械，在地基深處將垃圾土、軟弱土層等和固化劑強制攪拌，樁與樁搭接形成一個閉合的帷幕，從而達到改良加固，增大變形模量，形成水泥土防滲止水帷幕。使用水泥漿的同時，在孔口摻添素黏土，增加土含量保證成型質量，并按區段進行工藝試樁工作，確定各施工段的施工參數。

4.2 施工放樣

防滲墻的施工需先進行定位，按照垂直防滲墻平面布置圖中的坐標，準確測放點位，標定防滲墻中心位置，側放點位偏差不大于10mm。

沿防滲墻點位測量高程并標定，便于樁長控制。除場地西側段墻頂標高為15.0m外，其余區段墻頂標高為18.0m，根據設計圖紙并結合地勘報告及現場地形確定墻頂標高，并形成區段樁長施工圖。

施工平臺采用塊石石籠堆填至泥漿池中，待塊石基礎穩定后清除圍堰內淤泥和泥漿，再選用優質黏土分層回填、壓實，并填筑至周邊平臺高度，確保可滿足三軸深層攪拌樁施工要求。施工平臺寬度按11～12米設置。

4.3 施工控制

4.3.1 水泥漿液配比控制

水泥土攪拌樁采用三軸中空頁片螺旋式攪拌鉆機施工，材料采用42.5及以上普通硅酸鹽水泥，水灰比為1.50，水泥摻入量為20%，水泥土攪拌樁加固體28d無側限抗壓強度qu28≥0.8MPa。施工前按分區段進行工藝試樁工作，以確定適合此區段的成樁工藝參數和施工操作技術參數，每次成樁工藝性試驗樁5根。漿液配比須根據現場試驗，根據成樁的下沉量進行修正確定水灰比為1.50，水泥參入量為30%，素土參入量為10%。

水泥漿液要嚴格按預定的配合比配制，制備好的漿液不得離析、不得停置時間過長，超過2小時的漿液應報廢處理。漿液倒入集料斗時應加篩過濾，以免漿內結塊損壞泵體。泵送漿液前管路應保持潮濕，以利輸漿。拌制漿液的罐數、固化制、外加劑的容量和泵送漿液的時間應有專人統計記錄。

4.3.2 墻體成型控制

為減少漿液流失和保證墻體成型質量，從材料和施工兩個方面采取措施防治。

鑒于回填均為垃圾土含量稀少，采取深攪樁施工的同時，孔口摻添素黏土的方式增加土含量。不僅可以封堵垃圾間的孔隙減少水泥漿液流失，亦可經鉆具粉碎、攪拌改良水泥漿與填埋垃圾形成的樁體成分，提高樁身各項性能，

樁體施工采用標準連續方式，搭接型式為全斷面套打，相臨樁施工時間不超過初凝時間。為保證樁體施工水泥漿和原狀土及添加素土拌和均勻，下沉及提升均為噴漿攪拌，下沉提升速度均做減速，下沉速度為0.5～0.8m/min，提升速度為0.8～1.5m/min。

4.3.3 墻體套接和深度控制

成樁過程中嚴格控制樁位和垂直度。垂直防滲墻施工前，應先場地平整，平整后施工平臺標高、寬度根據設備要求、位置確定。并對沿防滲墻中心線兩側各1.0m寬和施工設備工作范圍內的障礙物予以清除。施工時確保主機水平，導向架垂直度偏差不大于0.5%，從而保證套接時的重合度。同時施工中做到跟蹤觀測及時調整。

樁的長度控制采用樁頂標高控制，鉆進深度經計算、復核后在鉆機塔上做出標記，如遇地形高低不平時則及時調整沉管深度，采用樁長的電流值雙控，確保樁端進入第③層粉土夾粉質黏土層以下不小于1.0m。采取以上措施確保防滲墻的整體性和防滲性能滿足抗滲要求。

4.3.4 墻體施工縫控制

搭接施工間歇時間不超過2小時。因故停機不超過1 0小時，如重新鉆進補接，重疊長度不得小于1.0m。施工過程中遇到突發事件，因故停機超過24小時，防滲墻連接處后續施工應與有效墻體保持凈距不超過50mm，進行對接或在兩側貼接，中間不連續處必須采用高壓噴射注漿補強。噴射注漿時按工藝要求提升注漿管，由下向上噴射注漿。注漿管分段提升的搭接長度宜大于100mm。

4.4 質量檢驗

垂直防滲墻施工過程中必須隨時檢查施工質量，并對每根工程樁進行質量評定，檢查重點是：水泥用量，樁長、制作過程中有否斷樁現象、攪拌提升時間和復攪次數。成樁后7天內進行質量跟蹤檢驗，用靜力觸探測試樁身強度沿深度的變化，檢驗樁的總數應不小于總樁數的2%，深度不小于4m，其中深度不小于10m的孔不少于3處。現場滲透系數測試，利用在鉆孔的特定深度進行降水頭測試，滲透系數必須達到設計要求，并有95%的合格率。實驗室檢測要求：成樁28天后取樣檢測防滲墻滲透系數。

檢查不達標的部位必須采用高壓噴射注漿補強，并在注漿的部位其中兩點進行取樣測試滲透系數，以確保補強部位達到設計要求。

5 結語

通過三軸攪拌樁防滲帷幕在本項目的工程實踐，驗證了在垃圾填埋場治理中的適用性，有效地阻止垃圾填埋場與周邊地層之間的水力聯系，減少垃圾填埋場內垃圾土和滲濾液對周邊地層污染的擴散，加速填埋場的穩定化速度，工程中積累的有益經驗將對類似項目具有借鑒參考意義。

參考文獻：

[1]《型鋼水泥土攪拌墻技術規程》JGJ/T199-20

[2]《建筑地基基礎工程施工質量驗收規范》GB50202-2018