圩堤除險(xiǎn)加固工程深層攪拌樁防滲墻的施工及其質(zhì)量控制

羅永明

(南昌藍(lán)水工程監(jiān)理有限責(zé)任公司，南昌 330029)

0 引 言

圩堤除險(xiǎn)加固工程是提升圩堤穩(wěn)定性，延長使用壽命，保證其安全性的關(guān)鍵。在圩堤除險(xiǎn)加固工程施工中，可用的加固技術(shù)比較多，如鉆帷幕灌漿、劈裂注漿、高壓噴射、深層攪拌樁等，每種加固施工技術(shù)都有其獨(dú)特的特點(diǎn)和應(yīng)用范圍，從加固效果、經(jīng)濟(jì)效益、施工難度的角度來看，深層攪拌樁防滲墻施工技術(shù)的應(yīng)用效果最佳，而且原材料易得，施工速度快，質(zhì)量易控，造價(jià)較低，是目前圩堤除險(xiǎn)加固工程中較實(shí)用的加固技術(shù)。

1 工程概述

萬安圩堤除險(xiǎn)加固工程，堤身防滲是采用深層攪拌樁防滲墻，采用單排鉆孔，均設(shè)置在堤頂位置，防滲墻的軸線位置在堤軸線上游1.0m處，防滲墻頂高程為堤頂高程，底高程為砂壤土層以下1.0m，施工設(shè)備選用的是單頭截滲樁機(jī)。根據(jù)本工程地質(zhì)報(bào)告可知，填筑土層為黃色黏土層，可作為水泥土試驗(yàn)用土，做10%、12%二種水泥摻量，齡期分別為7d、28d，水泥土強(qiáng)度以30d齡期的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度為標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)要求無側(cè)限抗壓強(qiáng)度>0.3MPa。

2 深層攪拌樁防滲墻的施工要點(diǎn)

2.1 生產(chǎn)性試驗(yàn)

在深層攪拌樁防滲墻正式施工之前，需要結(jié)合萬安圩堤除險(xiǎn)加固工程設(shè)計(jì)滲透系數(shù)<1×10-6cm/s，滲透破壞比降>200，無側(cè)限抗壓強(qiáng)度≥0.3MPa的要求進(jìn)行配合比試驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)室確定配比的結(jié)果作為試樁的參數(shù)，同時(shí)對(duì)試樁和成樁的效果及質(zhì)量進(jìn)行檢驗(yàn)，通過最終的生產(chǎn)性試驗(yàn)，確定萬安圩堤除險(xiǎn)加固工程深層攪拌樁防滲墻施工時(shí)灰漿泵的工作相關(guān)參數(shù)，為深層攪拌樁防滲墻現(xiàn)場(chǎng)施工提供有效的技術(shù)支持，以確保每道工序都能高效有序的開展。

按照實(shí)驗(yàn)室配比報(bào)告，當(dāng)水泥摻量為10%時(shí)，就能滿足圩堤除險(xiǎn)加固工程的要求，因此在進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試樁操作中，可按照水泥摻量10%和12%各試樁兩根，每米深層攪拌樁防滲墻施工中水泥用量可通過以下公式計(jì)算出來：

M水泥=π×r3×ρ土×K

(1)

式中：M為水泥為每米深層攪拌樁防滲墻施工中水泥用量，kg；π為圓周率取值為3.14；r為深層攪拌樁的半徑，m，本工程取值為0.11m；ρ為土體的密度，按照試驗(yàn)取值為1.65g/cm3；K為水泥摻量，分別取值為10%和12%。通過計(jì)算可知，不同水泥摻量下，深層攪拌樁防滲墻施工中水泥用量如表1所示。

表1 每米深層攪拌樁防滲墻施工中水泥用量表

2.2 做好施工前的準(zhǔn)備工作

深層攪拌樁防滲墻施工對(duì)每道工序之間的銜接效果，施工質(zhì)量等都有很高的要求，為保證每道工序都能安全、高效、有序的開展，就必須切實(shí)做好施工前的準(zhǔn)備工作，主要包括以下3個(gè)方面：

1)精確的測(cè)量放線。按照設(shè)計(jì)圖紙合理確定每根深層攪拌樁的具體位置，同時(shí)在施工現(xiàn)場(chǎng)設(shè)立高程點(diǎn)對(duì)深層攪拌樁原地面高程進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量。并開挖出導(dǎo)漿槽，本工程導(dǎo)漿槽的規(guī)格為50cm×50cm，并按照最大樁長安裝鉆桿，在支架上做好清楚的標(biāo)記，保證儀表讀數(shù)的準(zhǔn)確性[1]。

2)用鋼筋頭清楚標(biāo)記每根深層攪拌樁的位置及編號(hào)，并加強(qiáng)保護(hù)，避免人為擾動(dòng)，作好記錄。

3)抽檢進(jìn)場(chǎng)的水泥，確保水泥的質(zhì)量、性能、材質(zhì)都符合深層攪拌樁防滲墻施工建設(shè)的要求。檢驗(yàn)達(dá)標(biāo)的水泥要堆放在指定位置，做好防潮、防雨措施。

2.3 制備水泥漿液

在案例工程深層攪拌樁防滲墻施工中水泥漿液的水灰比為1∶1，漿液密度為1.52g/cm3，加入定量水泥到上層灰漿攪拌機(jī)中，接著加入水到設(shè)計(jì)標(biāo)高位置，但需要做到邊加水，邊攪拌，最低攪拌時(shí)間≥3min，保證每次配制好的水泥漿能夠在45min之內(nèi)使用完成。漿液輸送泵進(jìn)漿口的位置需要設(shè)置過濾網(wǎng)，以免在噴漿操作時(shí)發(fā)生管道堵塞問題[2]。在具體施工中，一旦發(fā)生下層攪拌樁中儲(chǔ)灰量不足時(shí)，需要及時(shí)在上層攪拌機(jī)中進(jìn)行有效配制，以免因?yàn)闈{液不足，引起斷樁。此外，需要不斷攪拌，同時(shí)檢查下層攪拌機(jī)中水泥漿液的比重、漿泵壓力、轉(zhuǎn)數(shù)等參數(shù)，并對(duì)施工過程進(jìn)行詳細(xì)記錄。為保證成樁質(zhì)量，水泥漿液配制要做到一樁一配。

2.4 攪拌鉆進(jìn)

確定好每根深層攪拌樁防滲墻的位置后，對(duì)樁機(jī)進(jìn)行調(diào)平處理，保證鉆桿的垂直，可采取吊線法來控制垂直度。在鉆進(jìn)過程中先不進(jìn)行噴漿操作，如果鉆進(jìn)困難，可進(jìn)行適量噴漿，以防噴漿口堵塞，同時(shí)也可降低鉆頭溫度[3]。鉆進(jìn)速度應(yīng)結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)條件合理調(diào)節(jié)鉆進(jìn)的檔位，當(dāng)鉆進(jìn)下沉到設(shè)計(jì)深度位置后停止鉆進(jìn)。在本工程深層攪拌樁防滲墻施工中攪拌鉆進(jìn)施工參數(shù)如表2所示。

表2 深層攪拌樁防滲墻施工中攪拌鉆進(jìn)施工參數(shù)表

按照同類型工程深層攪拌樁防滲墻施工經(jīng)驗(yàn)，考慮到鉆機(jī)下沉和提升的難易程度，在鉆進(jìn)下鉆和提升中都需要適當(dāng)?shù)膰姖{，在噴漿操作時(shí)，鉆機(jī)的檔位需要達(dá)到四擋，下沉速度可采取三擋。

2.5 噴漿攪拌提升

當(dāng)深層攪拌樁防滲墻施工到設(shè)計(jì)深度后，可采取四擋檔位進(jìn)行反轉(zhuǎn)提升，在整個(gè)提升過程中，必須控制好提升的速度，并進(jìn)行均勻連續(xù)的噴漿操作。由于攪拌機(jī)和鉆機(jī)距離比較遠(yuǎn)，在進(jìn)行噴漿操作中，鉆機(jī)機(jī)長可采取人工送漿，邊噴漿，邊攪拌，以免發(fā)生離析問題。為保證成樁后樁端的質(zhì)量能夠達(dá)到設(shè)計(jì)要求，需要至少進(jìn)行原地噴漿30s，促使?jié){夜能夠完全達(dá)到樁端。

2.6 斷接頭施工處理

本工程因?yàn)樯婕盎炷?，所以施工?yīng)當(dāng)保持有連貫性，盡可能要一氣呵成。但在工程施工時(shí)，常會(huì)遇到一些特殊的情況，比如設(shè)備故障、氣候突變等不可抗因素導(dǎo)致工程不得已需要中斷。這種情況也必須作為施工環(huán)節(jié)的一個(gè)重點(diǎn)。遇到需要中斷的特殊情況，第一步先記錄好中斷時(shí)施工到了哪個(gè)樁位，以及樁深等信息，之后再按具體情況分成兩組處理接頭的施工方案：①如果施工中斷能夠在24h里恢復(fù)生產(chǎn)，那么復(fù)工時(shí)就把樁機(jī)下沉到中斷的位置，再往下大約半米的距離進(jìn)行復(fù)攪接著施工。②如果中斷復(fù)工的時(shí)間超過1d，也就是錯(cuò)位制作1個(gè)或2個(gè)單元墻，并和之前的墻體搭接，等到墻體的水泥達(dá)設(shè)計(jì)強(qiáng)度，就在接頭的位置做一個(gè)直徑φ1.5m尺寸的鉆孔，在這個(gè)鉆孔之中灌注水泥使其有效連接[4-6]。

3 深層攪拌樁防滲墻施工中的質(zhì)量問題和控制措施

3.1 樁體不在相同的垂直面上

通過開挖檢查，深層攪拌樁存在里出外進(jìn)的問題，樁體不在相同的垂直面上，形成此問題的主要原因是在正式施工中對(duì)位不達(dá)標(biāo)。

控制措施：為保證定位的準(zhǔn)確性，可在樁機(jī)的前部、中部靠近操作平臺(tái)的一側(cè)，焊接上橫向“F”形鋼筋，并始終指向地面鋪設(shè)的兩條平行于墻軸線的基準(zhǔn)線，用鋼筋頭精確標(biāo)識(shí)每個(gè)平移點(diǎn)，最大限度上保證機(jī)身與墻體軸線始終垂直，每次都能對(duì)準(zhǔn)樁位。

3.2 搭接厚度不夠

搭接厚度不足，也是深層攪拌樁防滲墻施工中比較常見的問題，因此此問題的主要原因樁機(jī)對(duì)位準(zhǔn)確性不足，或者移動(dòng)樁機(jī)的距離太大。

控制措施：依照現(xiàn)場(chǎng)深層攪拌樁防滲墻軸線控制點(diǎn)，合理確定施工樁位，以及樁機(jī)移動(dòng)的距離。并保證墻體軸線上的樁位線和兩條基準(zhǔn)線的控制點(diǎn)連線能夠相互平行。

3.3 蜂窩和麻面在深層攪拌樁防滲墻施工中一旦出現(xiàn)蜂窩和麻面

會(huì)對(duì)防滲墻的抗壓強(qiáng)度、滲透指標(biāo)等造成嚴(yán)重影響。造成此種質(zhì)量問題的主要原因是攪拌不夠均勻。

控制措施：在不同地層施工中，需要采取與之相適的水灰比，水泥摻量要合理，在設(shè)計(jì)允許的范圍內(nèi)，盡量采取較大的水灰比?？蛇m當(dāng)增加攪拌的次數(shù)，在提升時(shí)避免采取五檔提升，控制好噴漿量和攪拌速度，以保證攪拌均勻性。

4 施工效果分析

本工程堤身防滲分部工程已按設(shè)計(jì)要求基本完成，工程質(zhì)量滿足設(shè)計(jì)及標(biāo)準(zhǔn)要求，工程技術(shù)資料基本齊全。監(jiān)理單位水泥土防滲墻滲透系數(shù)和芯樣抗壓強(qiáng)度平行檢測(cè)情況如表3及表4所示。

表3 監(jiān)理單位水泥土防滲墻滲透系數(shù)平行檢測(cè)情況表

表4 監(jiān)理單位水泥土防滲墻芯樣抗壓強(qiáng)度平行檢測(cè)情況表

本分部共19個(gè)單元工程質(zhì)量驗(yàn)收全部合格，合格率100%，其中優(yōu)良單元工程10個(gè)，優(yōu)良率52.6%。施工中未發(fā)生過質(zhì)量和安全事故，質(zhì)量等級(jí)為合格。

5 結(jié) 語

綜上所述，結(jié)合萬安圩堤工程實(shí)例，分析了圩堤除險(xiǎn)加固工程深層攪拌樁防滲墻的施工及其質(zhì)量控制，分析表明，深層攪拌樁防滲墻是一種新型的圩堤除險(xiǎn)加固技術(shù)，和常規(guī)技術(shù)相比，施工質(zhì)量更易控制，速度快，幾乎施工完成之后，就能形成具有一定強(qiáng)度的防滲墻，從而達(dá)到提升圩堤除險(xiǎn)加固的效果，并對(duì)施工全過程進(jìn)行嚴(yán)格把控，才能保證施工質(zhì)量，值得在類似工程中大力推廣和借鑒。