趙勝珠,劉景濤,黃繼峰
(山東臨沂水利工程總公司,山東 臨沂 276006)
銑削深層攪拌技術(shù)是2003年由德國寶峨公司結(jié)合液壓銑槽機和深層攪拌技術(shù)而進行創(chuàng)新的巖土工程施工新技術(shù),是通過對施工現(xiàn)場原位土體與水泥漿及添加劑等進行攪拌,形成地下水泥土連續(xù)墻,可以用于防滲墻、擋土墻、地基加固等工程。
雙輪銑成墻厚度一般都會在招標圖紙和招標文件中有明確的說明,但是也有個別圖紙采用模糊標注,用墻厚不小于多少米來表示,因此在施工中必須對模糊概念進行澄清,明確具體尺寸。
投標中要多咨詢相關(guān)設(shè)備廠家和施工單位,落實好是否有設(shè)計要求的相關(guān)設(shè)備尺寸,確保成墻厚度滿足設(shè)計要求,另外也避免超出設(shè)計要求而造成施工方的損失。以黃水東調(diào)應(yīng)急工程東營段雙輪銑防滲墻為例:設(shè)計圖紙要求成墻厚度不小于0.6 m,成墻深度平均21.0 m,水泥摻入量20%;實際施工中,由于目前雙輪銑最小成墻寬度為0.65 m,有效長度2.6 m,因此每副雙輪銑要比設(shè)計寬0.05 m;依此計算水泥設(shè)計用量和實際用量。經(jīng)計算,設(shè)計每副水泥用量11.204 t,實際每副水泥用量為12.138 t。
每副水泥在不計算損耗的情況下,實際用量要比設(shè)計用量多0.934 t,黃水東調(diào)應(yīng)急工程東營段全長24.69 km,按無間斷理論連續(xù)施工,實際需要多用水泥量為8 870.198 t。該部分的額外費用若經(jīng)過事前調(diào)查的話,可以均攤到投標單價之中,避免造成施工單位的損失。
制漿系統(tǒng)一般有二級攪拌或三級攪拌,主要是保證水泥能充分溶解,形成漿液,確保輸送設(shè)備運行流暢,降低管路堵塞的風(fēng)險。該過程主要控制要點為漿液比重的控制,雙輪銑防滲墻水泥摻入量一般小于20%,黃水東調(diào)應(yīng)急工程東營段經(jīng)過現(xiàn)場實驗墻確定水泥摻加量為20%,水灰比初定為1∶1,經(jīng)過實際施工檢驗,水灰比過大影響現(xiàn)場置換出水泥土的黏稠度,水泥土沒有流動性全部堆放于現(xiàn)場工作面上,影響整個工程的外觀形象,而且水泥土凝固后需要耗費大量機械進行清理。
經(jīng)過現(xiàn)場微調(diào)后,改用1.2∶1的水灰比,現(xiàn)場置換的水泥土呈現(xiàn)輕微流動性,既不全部堆存于工作面,又不會對外部坡面造成沖刷,因此在制漿過程中要結(jié)合實際施工情況,隨時檢查后臺的電腦自動稱重和計量裝置,精確控制水泥漿液水灰比,確保水泥摻加符合設(shè)計和試驗標準;在施工現(xiàn)場要定時用比重計或其它檢測手法量測控制漿液的質(zhì)量,在保證水泥摻入量滿足的條件下,根據(jù)實際地質(zhì)條件調(diào)整水灰比。
制氣系統(tǒng)主要由空氣壓縮機和供氣管路組成;適當(dāng)?shù)臍鈮嚎梢詼p少銑頭在銑削過程中與土體的接觸,降低銑輪的磨損,提高銑削的速度,而且可以對土體產(chǎn)生沖擊作用,能有效的打散土塊,保證水泥漿液與土壤有效結(jié)合,保證成墻質(zhì)量;氣壓過低容易形成真空負壓,孔壁坍陷,造成墻體空隙;氣壓過高會在泥漿中形成氣泡,隨導(dǎo)桿的運動而上升至地面,在地表附近形成爆裂,即對原狀土體造成擾動,又會帶走大量泥漿,即造成浪費又降低了土體的密實性和成墻質(zhì)量。施工中要隨時觀察氣壓表的變化,及時調(diào)整閥門,根據(jù)土層密實度和銑削速度適當(dāng)調(diào)整供氣壓力。
墻體的均勻度和連續(xù)性是地下連續(xù)墻施工最關(guān)鍵的一道工序,在液壓雙輪銑槽機掘進、注漿、供氣、銑、削和攪拌的過程中,兩個銑輪相對相向旋轉(zhuǎn),銑削地層;銑削下沉?xí)r通過圓形導(dǎo)桿施加向下的推進力掘進切削,在此過程中,通過供氣、注漿系統(tǒng)同時向槽內(nèi)分別注入高壓氣體、水泥漿液,其注漿量為總注漿量的50%~60%,直至要求的設(shè)計深度;此后,兩個銑輪作相反方向相向旋轉(zhuǎn),通過導(dǎo)桿向上慢慢提起銑輪,并通過供氣、注漿管路系統(tǒng)再向槽內(nèi)分別注入氣體和水泥漿液,其注漿量為總注漿量的40%~50%,并與槽內(nèi)的基土相混合,從而形成由基土、水泥漿、水等形成的混合物。在施工時嚴格控制墻(樁)位并做出標識,確保搭接符合設(shè)計和試驗要求,以達到墻體整體連續(xù),確保墻體平面的平整(順)度。
成墻質(zhì)量的關(guān)鍵點在于輸漿量和銑削時間,黃水東調(diào)應(yīng)急工程東營段采用SC-50液壓銑削攪拌鉆機,配備MLF-1型深層攪拌樁監(jiān)測儀,實時監(jiān)測輸漿量,根據(jù)攪拌時間,到底漿量,提升漿量等多方面控制施工質(zhì)量。下沉?xí)r銑削速度慢,需要控制輸漿速度,避免水泥漿順導(dǎo)桿冒出產(chǎn)生浪費,提升時土體已經(jīng)被擾動,需要加大輸漿量,確保土壤和水泥漿有效結(jié)合,從而保證成墻質(zhì)量。
雙輪銑地下連續(xù)墻會根據(jù)水泥的摻入量從原狀土體中置換出等量的水泥土,該部分水泥土如果沒有其他的后續(xù)應(yīng)用將會成為棄土,水泥中的Ca、Si、Al等化學(xué)成分會對周圍土壤、水源、植被等產(chǎn)生腐蝕作用,破壞周圍環(huán)境的平衡;在施工過程中由于有氣體的輸入,容易使水泥漿產(chǎn)生飛濺,對周圍的環(huán)境特別是植被形成覆蓋,影響環(huán)境的代謝作用。