攪拌樁防滲墻在橡膠壩基礎(chǔ)工程中的應(yīng)用

偃師市水利局 閆盈娜

攪拌樁防滲墻在橡膠壩基礎(chǔ)工程中的應(yīng)用

偃師市水利局 閆盈娜

攪拌樁防滲墻的基本工作原理是運(yùn)用深層攪拌機(jī)在地基一定深度范圍內(nèi)把水泥漿噴入土體，使水泥和土體產(chǎn)生一系列的物理-化學(xué)反應(yīng)凝結(jié)形成具有整體性、水穩(wěn)性、一定強(qiáng)度和防滲能力的水泥土樁體防滲墻。該法目已廣泛應(yīng)用于我國(guó)大江大河和湖泊的堤壩加固防滲工程，它的主要優(yōu)點(diǎn)是施工進(jìn)度快、防滲效果好且造價(jià)低。本文，筆者介紹了攪拌樁防滲墻在偃師市橡膠壩基礎(chǔ)工程中的應(yīng)用。

一、工程概況

偃師市洛河橡膠壩位于偃師市城區(qū)段洛河上，壩址距310省道洛河大橋下游1.53 km，工程等別為Ⅳ，地震設(shè)防為6度。該程設(shè)計(jì)正常蓄水位115.4 m，蓄水量480萬(wàn)m3，橡膠壩總長(zhǎng)638.4 m。其中橡膠壩段位于主河槽上，布置5跨，單跨壩長(zhǎng)80 m，總長(zhǎng)408.4 m，設(shè)計(jì)壩高3.0 m，壩底板順?biāo)鞣较蜷L(zhǎng)11.5 m，橡膠壩段與控制室之間為灘地寬頂堰，南北岸長(zhǎng)度均為93 m；灘地寬頂堰外側(cè)為控制室，南、北控制室段長(zhǎng)度均為22 m。橡膠壩與上、下游河道主河槽設(shè)連接段，連接段長(zhǎng)度上游50 m，下游70 m。

二、攪拌樁防滲墻的可行性

偃師橡膠壩工程基礎(chǔ)防滲墻設(shè)計(jì)采用現(xiàn)澆混凝土墻的施工工藝，即采用兩鉆一抓成槽，然后澆筑混凝土防滲墻，墻厚0.4 m。通過(guò)分析認(rèn)為，該工程防滲墻施工地段地下水水位較高（平均水位高程109.0 m），且該地段主要為砂層地質(zhì)，地層多樣分布，不利于抓斗成槽，如混凝土澆筑，易發(fā)生塌方等不利情況。同時(shí)，工期較長(zhǎng)，工程施工要經(jīng)歷汛期，對(duì)工程的安全極為不利。

經(jīng)施工單位、監(jiān)理單位、設(shè)計(jì)部門技術(shù)人員認(rèn)真分析偃師橡膠壩壩址處的工程地質(zhì)情況認(rèn)為，深層攪拌樁防滲墻在該工程中的應(yīng)用具有可行性，并確定采用攪拌樁防滲墻施工工藝。

三、攪拌樁防滲墻試驗(yàn)

1.攪拌樁防滲墻試驗(yàn)的目的。進(jìn)行深層攪拌樁試驗(yàn)的目的是通過(guò)實(shí)地成樁，對(duì)原定的水泥摻入量和水灰比進(jìn)行修正，以及對(duì)試驗(yàn)段進(jìn)行開挖檢測(cè)，檢查其墻體連續(xù)性和滲透性是否能夠滿足工程的需要，即驗(yàn)證通過(guò)攪拌樁防滲墻能否有效地消除壩底板地基地震液化和滲漏問(wèn)題。

2.攪拌樁防滲墻試驗(yàn)。此次試驗(yàn)，施工單位選擇了兩試驗(yàn)地段，一處位于左岸寬頂堰段，一處位于偏近于主河槽處橡膠壩第三孔右隔墩部位。地質(zhì)情況自上而下分別為：低液限粉土、級(jí)配不良砂、低液限粉土、級(jí)配不良砂、級(jí)配不良礫。其中自河槽向?yàn)┑刈兓厔?shì)是，上部級(jí)配不良砂深度愈小，低液限粉土厚度愈大。

（1）試驗(yàn)機(jī)具的選定。試驗(yàn)機(jī)械采用1套PH-5D型單頭大扭矩深層攪拌樁機(jī)、1臺(tái)HB6-3灰漿泵、1臺(tái)200 L灰漿拌制機(jī)。攪拌樁機(jī)具體性能參數(shù)為：攪拌軸規(guī)格125 mm×125 mm，攪拌葉片外徑500 mm，攪拌軸轉(zhuǎn)數(shù)（正）、（反）分別為40 r/min、60 r/min，最大扭矩55.25 kN·m，電機(jī)功率45 kW，提升能力78.4 kN，提升高度18 m，速度（下沉正）、（提升反）分別為1.5 m/min、1.2 m/min。

（2）試驗(yàn)段施工相關(guān)參數(shù)。確定樁深12 m，步進(jìn)0.3 m，水泥摻入比為15%，供漿壓力0.5～0.6 MPa；墻厚0.4 m（以搭接最薄處測(cè)量），采用4攪4噴。

（3）攪拌樁防滲墻施工工藝流程。工藝流程：定位、調(diào)平、調(diào)直樁機(jī)→漿液配制→水泥攪拌樁防滲墻施工。操作程序：加水、上灰、拌漿、輸送漿，啟動(dòng)噴漿泵噴漿→啟動(dòng)主機(jī)，鉆桿開始邊噴漿邊鉆進(jìn)→攪拌頭下沉到達(dá)設(shè)計(jì)深度后，重復(fù)噴漿攪拌提升到設(shè)計(jì)墻頂標(biāo)高以上50 cm，然后再?gòu)?fù)噴復(fù)攪1次，即4噴4攪。

（4）攪拌樁防滲墻試驗(yàn)段施工情況。

①左岸灘地寬頂堰段。段長(zhǎng)2.1 m，樁數(shù)7棵，孔深12 m；平均鉆進(jìn)速度1.0 m/min，提升速度1.2 m/min；步進(jìn)0.3 m，噴漿壓力0.6 MPa；水灰比1.4～1.43，水泥用量4.9 t，平均米耗灰量58 kg。

②臨近主河槽試驗(yàn)段。段長(zhǎng)6.6 m，樁數(shù)22棵，孔深12 m；平均鉆進(jìn)速度1.0 m/min，提升速度1.2 m/min；步進(jìn)0.3 m，噴漿壓力0.6 MPa；水灰比1.4～1.6，水泥用量14.8 t，平均米耗灰量56.1 kg。

（5）攪拌樁防滲墻的質(zhì)量檢測(cè)。根據(jù)建筑地基處理技術(shù)規(guī)范（JGJ79—2002），施工單位對(duì)試驗(yàn)段墻體進(jìn)行了開挖，灘地寬頂堰段挖深至地面以下6 m，主河槽段挖深至地下水位以下1.5 m。通過(guò)外觀檢查，樁間搭接良好，未發(fā)現(xiàn)開叉現(xiàn)象，上部和下部搭接基本一致，樁間連續(xù)性較好，鑿除無(wú)效樁頭后測(cè)得墻體最厚處為52 cm，墻體最窄處為45 cm。主河槽段軸線由于未進(jìn)行軸線校正，有微弱偏離，經(jīng)測(cè)量，最大偏離為8 cm。此外，為檢測(cè)其墻體抗?jié)B效果，在墻體一側(cè)灌水后，另一側(cè)未出現(xiàn)樁間漏水現(xiàn)象。

四、結(jié)論

以上試驗(yàn)結(jié)果表明，應(yīng)用攪拌樁防滲墻對(duì)偃師市橡膠壩基礎(chǔ)工程進(jìn)行防滲截流處理，施工技術(shù)成熟，方案經(jīng)濟(jì)可行，防滲效果良好，達(dá)到了防滲截流的目的。截至目前，該壩已順利竣工蓄水，并經(jīng)受了2009年以來(lái)3次汛期不同程度洪水的考驗(yàn)。