淺談復雜地基下真空預壓黏土密封墻施工技術

楊明睿

（山東海順港航工程有限公司，山東 日照 276800）

1 工程概況

該工程地基處理面積約195156m2（292.73 畝），地基處理范圍為原拋石斜坡堤坡腳線以內所包圍區域，區域內為真空預壓地基加固處理范圍。其中陸域采用殘土回填方式，區域內地質頗為繁雜，淺層（2～6m 深度）存在著大量的砂混淤泥、建筑垃圾、樁頭、石等，原始滲透系數區間在1×10-3～1×10-5cm/s。為了處理區域的真空度可以達到設計要求，需要在處理區邊界及各個處理區之間設密封隔斷，即增設黏土密封墻，工程量共計33899.2m3。

2 施工難點

處理區的真空預壓密封性效應關系到整個軟基處理結果的成敗，墻體密封性差，對后續抽真空產生不良影響，壓力值達不到設計標準，不能有效進行地基加固，影響工程質量。

該工程軟基處理采用殘土回填形式，由于土樣中存在建筑垃圾、樁頭、石等多種硬質物，是一種復雜的地基，其中的硬質物對黏土墻的密封性有很大的負面影響。

3 施工技術要求

（1）進行透氣層薄膜厚度的探測，沿地基處理區邊線每50m 布設薄膜厚度探測點，若應設探測點周邊有監測點可以監測點數據作為參考值。

（2）黏土密封墻墻身所用泥漿中的摻入黏土量宜在20%以上。并且加入的黏土（或淤泥）中要求有不低于25%的粘粒含量；同時泥漿比重為1.3；混合后黏土密封墻墻身應該大于15%的粘粒含量，滲透系數K＜1×10-5cm/s[1]。黏土密封墻寬度1.2m；施工深度穿透透氣層薄膜1.2m[2]。樁長采用設計深度。

（3）黏土密封墻的墻身結構使用深層雙軸攪拌機施工成墻，成型后的結構體為寬0.7m、長1.2m 的“8”型，墻身結構由雙排密封墻搭接構造，相鄰墻身搭接0.2m。

4 施工工藝

4.1 施工工藝流程

流程如下：施工準備→施工放線→開挖溝槽→樁機定位→泥漿制備→確定參數→噴漿下沉→噴漿提升→成樁→移機→墻身質量檢查→墻身養護[3]。

4.2 準備工作（含放線、開挖溝槽）

在距離施工范圍不遠的位置選制泥漿池。確定處理區域的范圍，用標定竿與石灰進行放線，保證平面位置偏差滿足設計要求。根據處理區域的整體走向，開挖用于施工的橫向挖深1.4m，縱深達到1m 的溝槽[4]。

4.3 樁機定位

投入施工生產的樁機通過技術人員的GPS 定位移機至指定位置，調平導軌、確保鉆桿垂直度，保障漿液成樁沿鉛錘方向。根據施工設備的種類型號在合適的樁間距上布置標定竿，用于控制施工機械在槽溝兩側的行進距離。

4.4 漿液制備

選用滲透系數小于5×10-7cm/s 的原狀淤泥或黏土制作泥漿[5]，取材中不應含砂、雜土、無機物等。漿液制備后需用比重計檢查泥漿比重，設計要求泥漿比重＞1.30，達不到時，需要重新制備泵送漿液，直至滿足設計要求[6]。

4.5 確定各項參數

根據施工所用機械的各項指標性能，將設計要求控制參數換算成施工所用的各項參數：①施工深度通過與樁頭旋入深度差控制。②摻入量設計泥漿數值需要等價折算成施工每米的泥漿泵入數值。③根據設計要求的“四噴四攪”施工方式，通過試樁對各項指標性能進行校核，以確定施工控制參數。

4.6 密封墻的施工控制措施

正式啟動樁基鉆桿電機前，需要保證施工所用的泥漿循環正常；再聽從指揮人員口令，緩慢下沉施工，保證鉆頭平穩勻速、沿導軌向下螺旋削切土，逐步向下噴漿直至深度達到設計要求。待施工機械噴漿下沉達到設計深度后，邊旋轉削切邊噴漿筑墻，并在期間按照試樁確定的各項參數施工墻身。

施工墻身下沉的速度應根據試施工時確定的參數控制。其中施工泥漿泵的出口壓力為0.45MPa ～0.65MPa，進漿口處加設細目濾網，阻止大塊粘、粗顆粒進入，造成管道擁堵。

施工墻身下沉施工時，應該對每根樁的削切下沉時間、螺旋上升時間、鉆進和提升的速度及次數、旋進的深度、泥漿泵入總量、泥漿泵泵送流態等數據進行記錄。

為確保施工后的墻身進入原回填土層1m 以上，施工時樁機的機長及施工員應加強對樁機的工作電流數值進行實時監測，根據泵送壓力的變化結合工作電流值的變化來判斷旋進至回填土層的深度。

當遇到地下障礙物致使施工機械無法旋進時，需使用挖掘機將硬物挖出，回填土后重新進行旋進施工。重新施工時須注意與已完成的墻身的搭接以及進入回填土層的深度必須達到設計要求。

4.7 密封墻的質量控制

（1）連續性控制要點。使用定位竿多次、多點位、頂刺式對施工后的部位進行連續性檢驗。若定位竿在頂刺過程中遇到硬塊、或穿透過程中毫無阻力；則說明該段密封墻的連續性不足，需要進行質量缺陷完善工作。

（2）氣密性控制要點。逐一對各個處理區內的施工后的部位進行密封性抽檢，施工后的墻身中粘粒含量至少應大于15%且滲透系數應小于1×10-5cm/s，反之則需要進行質量缺陷完善工作。

4.8 使用過程的養護

（1）待墻身施工完成后，應當對墻身進行養護，養護方式采用覆水法?？梢杂行Х乐鼓酀{脫水，避免表層產生裂縫，可以提升墻身的密封效果。

（2）抽取真空時，處理區域內會產生負壓，致使泥漿向處理區域流動，墻身下沉，從而使密封膜在密封墻中的埋深不斷減少甚至脫出，會影響密封性能[7]。因此，埋入攪拌樁的密封膜預留有一定的長度，保證樁頂在抽取真空下沉時深密封膜的埋深有富余量，避免漏氣；若出現密封膜長度不足的情況，需要在墻身頂部位置補充泥漿來彌補墻身的下沉量。

5 施工質量檢驗

在地基處理區域內黏土密封墻施工前，原地基滲透系數介于1×10-3～1×10-5cm/s。若未經處理，在后續真空預壓抽真空時極易造成漏氣、真空預壓氣壓損失等問題。

在進行黏土密封墻施工后，經檢測，密封墻墻體滲透系數達到69.1×10-6～0.05×10-6cm/s，滲透系數明顯降低，各項施工技術要求均已達標，滿足該工程黏土密封墻施工設計要求。

6 技術方案比選

6.1 方案預選試驗

為保證工程施工質量，確定有關施工質量控制參數，確保加固效果?，F場投入2 臺雙軸深層攪拌樁機，以泥漿輸送管道長度、泥漿泵壓力、出漿口泥漿流速、攪拌泥漿濃度等施工參數作為變量進行試驗。各方案詳細試驗參數如表1 所示。

表1 各方案試驗參數匯總

方案一：經現場試驗，出漿口泥漿流量為0.33L/s，周期打設時間為10min。黏土密封墻取樣檢測結果：黏粒含量為15.8%，滲透系數為0.64×10-5cm/s，符合設計要求。

方案二：經現場試驗，出漿口泥漿流量為0.51L/s，周期打設時間為8min。黏土密封墻取樣檢測結果：黏粒含量為16.7%，滲透系數為0.49×10-5cm/s，符合設計要求。

方案三：經現場試驗，出漿口泥漿流量為0.19L/s，周期打設時間為14min。黏土密封墻取樣檢測結果：黏粒含量為14.5%，滲透系數為1.17×10-5cm/s，不符合設計要求。另經現場實測，泥漿輸送速率過慢以及管道過長會造成堵管現象。

方案四：經現場試驗，出漿口泥漿流量為0.38L/s，周期打設時間為8.7min。黏土密封墻取樣檢測結果：黏粒含量為15.4%，滲透系數為0.73×10-5cm/s，符合設計要求。

各方案試驗參數對比如圖1 所示。

圖1 各方案試驗參數對比

6.2 方案比選

6.2.1 黏土密封墻拌和孔滲漿量

根據試驗結果，方案二的滲漿量可達244.8L/min；效果最佳。方案一與方案四的滲漿量相差不大，均在198L/min 左右；方案三的滲入效果最差，只有159.6L/min?？紤]到內外水、氣的隔離效果，密封狀態的最佳方案為方案二，方案一與方案四次之，方案三良好。

6.2.2 黏土密封墻黏粒含量

為確保施工質量，黏土密封墻墻身所用泥漿中摻入黏土含量應不低于20%，其中摻入的黏土粘粒含量＞20%；同等條件下制備比重不小于1.25 的泥漿。通過現場鉆孔取土樣試驗，主要進行顆粒分析和滲透試驗；方案一、方案二、方案四黏粒含量均可達到15%，方案三黏粒含量不達標（小于15%）。其中方案二的效果為最佳方案，方案一與方案四相比方案二較差，方案三不符合要求。

6.2.3 黏土密封墻拌和后滲透系數

黏土密封墻施工一周后進行施工效果檢驗，在拌和區域內取土樣進行滲透系數試驗，檢驗位置位于施工深度的中心處。檢驗結果表明；方案二拌和后的滲透系數最佳，方案一的效果次之，方案四的效果良好，方案三的結果不達標。

6.3 方案確定

綜上所述，綜合考慮各變量因素，方案二的各項指標突出，故選用該方案中的系列參數指導本工程的黏土密封墻施工。

7 結語

本工程地基中混雜多種硬物，處理不當會影響黏土密封墻的密封性，進而影響到真空預壓抽真空的氣壓值。為確保黏土密封墻施工質量符合設計要求，一方面可通過對黏土密封墻打設區域及周圍2m 范圍內進行清理或換填均質土；另一方面可依據試驗得出的相關試驗數值確定復雜地基條件下黏土密封墻施工技術參數。具體數據選取建議如下：建議控制泥漿比重在1.25 及以上，1.3 為宜；拌和孔滲漿量宜大于200L/min；泥漿拌和前黏粒含量應＞20%，成墻后黏粒含量≥15%；滲透系數＜1×10-5cm/s。