淺析水庫水泥土攪拌樁截滲墻施工要點

陳利軍

（安徽天晟建設(shè)工程有限公司 安徽合肥 230000）

淺析水庫水泥土攪拌樁截滲墻施工要點

陳利軍

（安徽天晟建設(shè)工程有限公司 安徽合肥 230000）

隨著近年來工程項目數(shù)量的增多和工程難度的加大，工程施工技術(shù)得到了快速地提升，水泥土攪拌樁截滲墻技術(shù)作為通過水泥土柱的相互搭接而形成的連續(xù)防滲體，憑借自身的穩(wěn)定性、耐用性、抗?jié)B性、強(qiáng)度性和整體性得到廣泛應(yīng)用，本文以水庫中水泥土攪拌樁截滲墻的施工為研究對象，以安徽省蚌埠市樵子澗水庫為案例對其施工成墻工藝、施工過程中的質(zhì)量控制、以及施工后的質(zhì)量檢測展開研究，以此對水庫水泥土攪拌樁截滲墻施工要點產(chǎn)生更加全面的認(rèn)識，為我國水庫水泥土攪拌樁截滲墻施工技術(shù)的有效推廣作出努力。

水庫；水泥土攪拌樁截滲墻；施工要點

前言

水泥土攪拌樁截滲墻是利用深攪樁機(jī)達(dá)到水庫工程的預(yù)定深度并在將水泥漿液注入其相應(yīng)的孔內(nèi)的基礎(chǔ)上，利用螺旋鉆頭對孔內(nèi)的水泥進(jìn)行充分的攪拌，使注入的水泥在強(qiáng)制攪拌的作用下與周圍土體形成水泥土柱，由大量水泥土柱相連接構(gòu)成，具有截滲性突出，且對環(huán)境無污染的特點，由于其造價對資金的依賴程度較低，而且工效較高，所以近年來得到有效的推廣。

1 安徽省蚌埠市樵子澗水庫水泥土攪拌樁截滲墻施工介紹

安徽省蚌埠市樵子澗水庫壩址區(qū)上部是第四系更新統(tǒng)和全新統(tǒng)的粘土和壤土，下臥地層主要為片麻巖、大理巖、角閃巖等，其兩端基巖高度在17～18m之間，而中部老河槽的高度在-2.33～-3.8m之間，其主壩人工填土的主要組成成分為重粉質(zhì)壤土和黏土，其底高度在12.5～18.5m之間，經(jīng)檢測其填土的壓實度和水庫的防滲透能力并不能夠滿足要求，所以需要水泥土攪拌樁截滲墻對其進(jìn)行修復(fù)。經(jīng)過大量的實驗和計算，該水泥土攪拌樁截滲墻施工需要水泥的摻入量在12～15%之間，其成墻的最大深度達(dá)25m，有效厚度至少在22cm以上，而樁徑要在300mm左右，結(jié)合水庫滲水情況，截滲墻的垂直度應(yīng)在0.4%以下，以此達(dá)到其滲透系數(shù)在每秒1×10-6cm以下，而抗壓強(qiáng)度達(dá)到500kPa以上，變形模量在1000MPa以下，水庫水泥土攪拌樁截滲墻施工的主要流程如圖1所示。

圖1 水庫水泥土攪拌樁截滲墻施工的主要流程簡圖

2 水庫水泥土攪拌樁截滲墻施工成墻工藝

2.1 原材料選擇工藝

截滲墻的施工原材料主要包括水泥、水和外加劑，其中水泥為強(qiáng)度等級在42.5以上的普通硅酸鹽水泥，具體質(zhì)量結(jié)合截滲墻施工規(guī)范的具體要求；而水選擇考慮到避免對地下水和湖泊水構(gòu)成污染，沒有經(jīng)過科學(xué)的凈化處理的工業(yè)廢水不能投入使用，而水與水泥的具體配比結(jié)合我國現(xiàn)有相關(guān)規(guī)定結(jié)合實際情況而定；外加劑的作用是控制土柱形成的時間、使截滲墻更理想的達(dá)到預(yù)期效果，而其具體使用種類和使用數(shù)量要結(jié)合相關(guān)規(guī)程和大量相關(guān)實驗而定，并不能完全憑借施工經(jīng)驗[1]。

2.2 墻體施工工藝

水泥土攪拌樁截滲墻施工過程要經(jīng)歷定位攪拌樁機(jī)、下沉噴漿攪拌、水泥漿按照嚴(yán)格比例配置、向相關(guān)孔噴注水泥漿并快速提升、對噴注水泥漿反復(fù)攪拌、全面清洗管路、移動攪拌樁機(jī)的復(fù)雜過程，如圖2所示，而每個步驟的實現(xiàn)質(zhì)量都直接關(guān)系到截滲墻的整體性能，所以在施工的過程中必須抓住要點，例如在定位攪拌樁機(jī)的過程中，其實際位置與設(shè)計中的定位位移要在5cm以下，對中的交錯要在50mm以內(nèi)，偏斜率和樁徑與設(shè)計要求之間的差異應(yīng)分別控制在0.5%和4%以下，其中墻體的嵌入深度必須達(dá)到預(yù)定要求，以此保證后期水泥漿的成功注入；在嚴(yán)格比例配置水泥漿的過程中，要在灰漿拌制機(jī)和集料斗間安裝過濾網(wǎng)，并對灰漿拌制機(jī)內(nèi)的水泥漿進(jìn)行有效的攪拌，以此保證注入的水泥漿的質(zhì)量[2]。由于水泥漿和水的注入比例一定，所以在施工的過程中必須保證水泥漿和水同時注入，假若其中一項停止，要在停止點下半米以下的位置重新進(jìn)行，以此保證截滲墻的連續(xù)性，提升其耐久性和使用價值，當(dāng)在施工的過程中施工機(jī)械發(fā)生故障，施工進(jìn)程被迫延后，且延后時間在0.5h以上時，必須在重新施工前對其泵體和管道進(jìn)行全面的清洗，以此避免因水泥漿干涸而影響水泥漿注入效果[3]。

圖2 墻體施工工藝簡圖

除此之外，為保證水泥漿供給的連續(xù)性，在灰漿泵的出口和攪拌機(jī)送漿管的進(jìn)口之間應(yīng)做好連接，同時為保證施工質(zhì)量，在噴射水泥漿前要進(jìn)行科學(xué)的試運轉(zhuǎn)，在此過程中其水泥漿的攪拌速度應(yīng)在正常施工值的10%以內(nèi)且攪拌的時間要在3min以上，而提升的速度應(yīng)保持在1m/min，在此過程中檢測相關(guān)儀表的運作狀態(tài)，用漿量和攪拌時間以水泥漿噴注對應(yīng)孔和周圍土體之間形成翻漿為標(biāo)準(zhǔn)。在下沉噴漿攪拌的過程中，要對攪拌機(jī)上升或下沉距離達(dá)到1m的時間進(jìn)行記錄，而且保證攪拌機(jī)上升下沉的位置與設(shè)計之間差別在5cm以下，所消耗的時間差別在5s鐘以內(nèi)；在向相關(guān)孔噴注水泥漿并快速提升的過程中，噴漿的時間應(yīng)控制在30s以上，并在提升的過程中保持噴漿，以此保證水泥漿注入充分且均勻；對噴注水泥漿反復(fù)攪拌時，應(yīng)以正向轉(zhuǎn)動和反向轉(zhuǎn)動相結(jié)合的方式進(jìn)行攪拌，并保證在提升的過程中水泥漿不會對管路構(gòu)成明顯影響；除此之外，在對管路進(jìn)行清洗的過程中必須保證清洗的徹底性和全面性，直至排出水體顏色為無色為止。

3 水泥土攪拌樁截滲墻施工過程的質(zhì)量控制

攪拌樁機(jī)的鉆進(jìn)質(zhì)量、漿液的形成及噴注質(zhì)量、原材料質(zhì)量以及施工過程中不同位置的施工質(zhì)量等都會對工程的總體質(zhì)量產(chǎn)生直接的影響，所以在施工中要對其嚴(yán)格、準(zhǔn)確的控制，案例中其原材料選用強(qiáng)度等級為42.5的普通水泥，pH值顯堿性的地下淺水，所應(yīng)用的機(jī)械為鉆頭直徑為30cm的雙動力三軸深層多頭鉆攪拌樁機(jī)和1500轉(zhuǎn)攪拌制機(jī)以及HB6-3型號的泵，其性能基本能夠滿足案例工程的正常需求。在施工初期不僅要平整地表和嚴(yán)格的施工放線，而且為保證截滲墻的有效厚度滿足要求，在移動攪拌樁機(jī)的過程中不僅要嚴(yán)格控制移動路徑并指派專業(yè)人士監(jiān)督，而且利用自動計算儀等科學(xué)設(shè)備對施工過程進(jìn)行嚴(yán)格的把控，杜絕斷樁、隨意停漿等問題的出現(xiàn)，并結(jié)合施工情況做好全面準(zhǔn)確的記錄，為施工后質(zhì)量檢測判斷提供有效的依據(jù)。

4 水泥土攪拌樁截滲墻施工后的質(zhì)量檢測

貫入、開挖、取芯、埋測壓管等方法都是水庫水泥土攪拌樁截滲墻施工后質(zhì)量檢測的有效方法，而其具體檢測過程需要具有專業(yè)檢測資質(zhì)的省級以上檢測單位完成，以此保證施工質(zhì)量，使其真正的達(dá)到預(yù)期的目的，例如案例水庫工程，結(jié)合水泥漿的特質(zhì)，在施工后的28d相關(guān)單位利用取芯、注水、開挖三種方式對其施工質(zhì)量進(jìn)行了檢測，在取芯的過程中，其結(jié)合設(shè)計圖紙在截滲墻中鉆取8個相互之間存在一定距離的孔，并各自取出3樣巖芯，分別進(jìn)行抗壓強(qiáng)度實驗，實驗結(jié)果表明，所抽取樣本的抗壓強(qiáng)度均達(dá)到520～1250MPa，可見案例工程的施工效果在此類試驗中基本滿足要求；在注水檢測的過程中其在截滲墻中隨意選取35段進(jìn)行注水，經(jīng)過實驗證明其滲水系數(shù)均在每秒1×10-6cm以下，同樣滿足預(yù)期效果；在開挖測試過程中其在截滲墻中隨意開挖三個出長度為3m，寬度為2m，深度為1m的土體，開挖結(jié)果表明截滲墻的整體連貫性、土柱的形成效果等均滿足要求，由此可見水泥土攪拌樁截滲墻的施工要點不僅存在于施工過程中，其施工后的全面科學(xué)檢測也至關(guān)重要。

5 結(jié)論

通過上述分析可以發(fā)現(xiàn)，水泥土攪拌樁截滲墻技術(shù)的出現(xiàn)對水庫工程建設(shè)起到了促進(jìn)作用，有效地延長了水庫的使用壽命，但其在施工的過程中對施工技術(shù)有較強(qiáng)的依賴，需要施工單位對施工過程給予高度的重視，特別是轉(zhuǎn)彎處等對技術(shù)要求較高的施工地段，有效的監(jiān)測必不可少。

[1]韓蓮鳳，吳紅.開封黑崗口水庫水泥土攪拌樁截滲墻施工控制技術(shù)[J].黃河水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2012，04：6～7.

[2]劉少輝，計保權(quán)，孫力.水泥土攪拌樁截滲墻施工技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用[J].水利建設(shè)與管理，2013，03：36～37+35.

[3]王后明，馬 剛.水泥土攪拌樁截滲墻在水庫加固中的應(yīng)用[J].建筑，2011，08：91～92.

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2015-11-2