水利堤防工程施工中深層攪拌水泥土防滲墻施工技術(shù)研究

文／侯林 北京京水建設(shè)集團有限公司 北京 100193

引言：

深層水泥攪拌樁防滲墻施工技術(shù)是以水泥漿為固化劑，通過樁機在地基深處就地將土體和固化劑強制攪拌，利用固化劑和土體、水之間的一系列物理、化學(xué)反應(yīng)，使土體硬結(jié)成具有良好整體性、穩(wěn)定性、不透水性的并具有一定強度的水泥土防滲墻?，F(xiàn)階段，該技術(shù)已經(jīng)在許多領(lǐng)域中得到了應(yīng)用，通過整理該技術(shù)在水利堤防工程施工中的應(yīng)用經(jīng)驗，對于加快工程作業(yè)進度，提高水利堤防工程作業(yè)質(zhì)量有著積極作用。

1、深層攪拌水泥土防滲墻施工技術(shù)應(yīng)用要點

如圖1所示，深層攪拌水泥土防滲墻施工技術(shù)在應(yīng)用中涉及到許多作業(yè)內(nèi)容，具體分析如下：

圖1 深層攪拌水泥土防滲墻施工技術(shù)應(yīng)用流程

1.1 材料準備環(huán)節(jié)

（1）水泥性能校驗

施工技術(shù)在應(yīng)用中，水泥會作為主要的施工材料，其性能穩(wěn)定性也將影響到防滲墻施工質(zhì)量的合理性。常用水泥材料為32.5礦碴硅酸鹽水泥，其性能要求如表1所示。

表1 水泥性能要求

在對水泥性能進行試驗時，需要在攪拌樁施工現(xiàn)場取試驗用土，挑選出其中的夾雜物，第一次試驗摻灰量不小于15%的設(shè)計要求，選定15%、18%、20%三種摻灰量進行試驗配比，分別按水灰比1.0、0.9、0.8制成水泥漿，然后將水泥漿與試驗土拌和均勻，制成25-30組試樣（分別用于水泥土抗壓強度、滲透系數(shù)試樣試驗）?？箟簭姸仍嚇硬捎?0.7mm×70.7mm×70.7mm 立方體試模成型；滲透系數(shù)試樣采用上口直徑 70mm、下口直徑 80mm、高為40mm 的圓臺體試模成型，在標準養(yǎng)護條件下進行養(yǎng)護。隨后對各個試樣進行水泥土抗壓強度、滲透系數(shù)檢測，根據(jù)得到的實驗結(jié)果可以得知，水灰比為0.9、摻灰量大于18%時的成樁質(zhì)量最佳，可滿足相應(yīng)的使用需求。

（2）試樣制作和實驗

為了選擇合理攪拌樁施工工藝參數(shù)，驗證室內(nèi)配合比，確保深層攪拌樁防滲墻的防滲效果，在深層攪拌樁施工前根據(jù)防滲要求，來進行試驗樁的制作，在試驗樁的制作中，會制作三根試驗樁，其直徑為60cm，樁間距 45cm，搭接 15cm，為了校核試配的準確性，選擇水泥摻量為 15%、18%、20%的試樁各一根，水灰比為 0.9，采用“四攪四噴”工藝，試樁長與設(shè)計樁長相符，其性能指標要求如表2所示。

表2 試樁性能指標

1.2 測量放樣作業(yè)

完成上述工作內(nèi)容后進入到測量放樣作業(yè)，在具體實踐中應(yīng)注意以下內(nèi)容：

（1）對于施工圖紙進行細致梳理，校核需要進行放樣的數(shù)量、起始和終止位置，在深入分析相應(yīng)治療后來擬定測量放樣計劃。在計劃中需要細化相應(yīng)指標，包括測量放樣點起始位置、記錄要求、測量要求等，以此來提高測量放樣計劃的指導(dǎo)性。

（2）在測量放樣過程中，需要對起始基準點坐標進行校核，待滿足要求后以導(dǎo)線測量的方式來確定其他樁位點。對于每一個放樣點的誤差進行控制，即誤差不應(yīng)超過±5mm，并且每個樁點也需要進行標號，橫向和縱向上采用不同編號，如橫向上會使用-1、-2、-3等進行標注，而縱向上則會使用①、②、③等進行標注，便于后續(xù)數(shù)據(jù)整理工作的進行。

（3）所有樁位完成放樣之后，也需要借助油漆、短鋼筋對放樣點進行標識，同時也需要做好防護措施，避免其他施工活動造成樁位移動、覆蓋等問題。并且在放樣工作結(jié)束后也需做好復(fù)核工作，及時補測遺漏放樣點，以提高放樣結(jié)果的準確性與可靠性。

1.3 樁機就位調(diào)平

根據(jù)放樣結(jié)果在合適位置布置樁機，并做好就位調(diào)平處理，具體的工作要點如下：

（1）按要求將樁機運送到既定位置，過程中需要做好零配件的保護工作，如利用泡沫、擋板來保護重要零配件，所有零件也會在進場前進行統(tǒng)一測試，滿足要求后才會運輸?shù)阶鳂I(yè)現(xiàn)場。

（2）樁機在進場后也需要先對其質(zhì)量進行檢查，查看運輸過程中是否出現(xiàn)了機械損傷，同時也需要做好設(shè)備調(diào)試，等待調(diào)試結(jié)果滿足相關(guān)要求后，可以將其移動到既定位置進行調(diào)整。

（3）在樁機就位過程中，需要將樁尖位置的水平偏差調(diào)控在5cm以內(nèi)，而且在樁機調(diào)整過程中需確保結(jié)構(gòu)的水平性，導(dǎo)向架也需要和鉆桿保持平行，結(jié)構(gòu)的偏斜度不得超過1.5%，以防止成樁傾斜度過大的問題。

1.4 噴漿攪拌下沉

深層打樁機完成就位工作后，可以進入到噴漿攪拌下沉處理環(huán)節(jié)，在具體的施工過程中也需注意以下內(nèi)容：

（1）對于設(shè)備完成調(diào)試之后，可以進入到正式施工環(huán)節(jié)，按要求啟動攪拌機電機后，會開始緩慢放松起重機結(jié)構(gòu)的鋼絲繩，讓攪拌機可以緩慢沿著導(dǎo)向架下沉，過程中也伴隨著噴漿作業(yè)，以此來加快攪拌樁的作業(yè)進度。

（2）在噴漿攪拌樁下沉過程中，也需要對結(jié)構(gòu)下沉速度進行控制，通常情況下需要將攪拌樁下沉速度控制在0.6m/min以下，以此來提高攪拌樁下沉過程和注漿結(jié)果的安全性。

（3）做好噴漿攪拌樁下沉過程的監(jiān)測工作，在合適位置布設(shè)監(jiān)測點，對于攪拌樁下沉過程的土層形變情況進行監(jiān)督，在出現(xiàn)危險情況后也需要及時停止繼續(xù)作業(yè)，等待問題徹底解決后再繼續(xù)作業(yè)，以確保作業(yè)過程的安全性。

1.5 噴漿攪拌上升

深層打樁機按照既定線路下沉到設(shè)計標高后，開始進入到噴漿攪拌上升環(huán)節(jié)，在此過程中，應(yīng)注意以下內(nèi)容：

（1）對于深層打樁機到達位置的標高數(shù)值進行核實，確定參數(shù)滿足要求后進入到正式施工環(huán)節(jié)，按要求緩慢提升深層攪拌機，過程中需要沿著導(dǎo)向架向上移動，過程中也伴隨著旋轉(zhuǎn)和噴漿作業(yè)，以此來加快攪拌樁的提升進度。

（2） 在噴漿攪拌樁提升過程中，也需要對結(jié)構(gòu)下沉速度進行控制，通常情況下需要將攪拌樁提升速度控制在0.7m/min以下，以此來提高攪拌樁提升過程和注漿結(jié)果的安全性。

（3）做好噴漿攪拌樁提升過程的監(jiān)測工作，在合適位置布設(shè)監(jiān)測點，對于攪拌樁移動方向、上升過程土層形變情況進行監(jiān)督，在出現(xiàn)危險情況后也需要及時做出施工調(diào)整，使噴漿速度與提升速度可以處于協(xié)調(diào)的狀態(tài)，從而營造安全的攪拌樁提升環(huán)境，確保作業(yè)結(jié)果的安全性。

1.6 進行復(fù)攪處理

深層打樁機完成上述工作內(nèi)容后，進入到復(fù)攪處理環(huán)節(jié)，在具體的施工過程中也需注意以下內(nèi)容：

（1）深層攪拌樁提升到樁頂設(shè)計高度后，又會重新進入到復(fù)攪環(huán)節(jié)，按要求緩慢下沉深層攪拌機，過程中需要沿著導(dǎo)向架向下移動，過程中需要將攪拌樁下沉速度控制在0.8m/min以下，以此來提高攪拌樁復(fù)攪結(jié)果的安全性。

（2）按要求緩慢提升深層攪拌機，過程中需要沿著導(dǎo)向架向上移動，過程中也伴隨著旋轉(zhuǎn)作業(yè)，攪拌樁提升速度控制在1.0m/min以下，直到鉆頭提升到樁頂標高位置，此時鉆頭完全離開樁體，以便于移動樁機到新的樁結(jié)構(gòu)施工位置，而此時也完成了一根樁結(jié)構(gòu)施工。

1.7 結(jié)構(gòu)移位施工

完成一根樁結(jié)構(gòu)施工之后，進入到結(jié)構(gòu)移位施工環(huán)節(jié)，在具體實踐中也需注意以下內(nèi)容：

（1）提前清理好下一成樁點區(qū)域的雜物，并且對于堤壩薄弱位置也需要進行補強處理，待一切準備就緒之后可以進入到結(jié)構(gòu)移位環(huán)節(jié)。

（2）利用運輸車輛來將深層攪拌機進行轉(zhuǎn)移，如果轉(zhuǎn)移時間隔時間較長，也需要對鉆機進行清洗，以免泥漿固結(jié)影響鉆機結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

（3）將鉆機轉(zhuǎn)移到新樁位后，會重復(fù)上述處理步驟，如此循環(huán)直到完成所有樁結(jié)構(gòu)的施工活動。

（4）等待一階段工作內(nèi)容結(jié)束后，也需要及時對鉆機進行全面清洗，并按要求進行養(yǎng)護，確保鉆機工作狀態(tài)的穩(wěn)定性。

1.8 成樁質(zhì)量檢查

在成樁質(zhì)量檢查活動中應(yīng)注意以下內(nèi)容：

（1）等待成樁成型15d之后，對成樁質(zhì)量進行檢查，過程中會在樁結(jié)構(gòu)兩側(cè)開挖溝槽，用于檢查成樁成型質(zhì)量。在具體的檢查過程中，會沿著墻體軸線來布設(shè)檢查點，檢查點的間隔控制在80m～100m，而每一個檢查點的開挖長度會控制在3m～5m，而檢查點的開挖深度需控制在3m～4m，這樣也可以更加直觀地查看樁結(jié)構(gòu)成型狀態(tài)，墻體完整性、墻體厚度、樁間距均勻性、圓勻情況，對于發(fā)現(xiàn)的問題也需要及時做出處理，以確保成樁最終成型結(jié)果的可靠性。

（2）在結(jié)構(gòu)成型3d以內(nèi)時，會使用輕型動力觸探技術(shù)來對結(jié)構(gòu)成型狀態(tài)進行檢查，檢查要點是對樁身均勻性進行查看，而需要檢驗的成樁數(shù)量不能少于總樁數(shù)量的1%，檢查樁結(jié)構(gòu)的最少數(shù)量不少于3根。對于檢驗不合規(guī)結(jié)構(gòu)也需要進行標記和返工。

（3）對結(jié)構(gòu)進行鉆芯取樣檢查，在施工活動結(jié)束15d后，需要沿著墻體軸線來布設(shè)檢測鉆孔，鉆孔的間隔為200m，作用是對結(jié)構(gòu)完整性、結(jié)構(gòu)均勻度、樁體施工長度等內(nèi)容進行檢查。利用鉆機獲取到試樣后，也會將其移送到試驗室內(nèi)進行繼續(xù)養(yǎng)護，養(yǎng)護時間調(diào)整到28d，對于水泥土防滲墻的各項指標進行檢查，內(nèi)容涉及包括單軸抗壓強度、滲透系數(shù)等，對比標準數(shù)據(jù)后了解參數(shù)的合規(guī)性，不合規(guī)部分也需要及時進行返工，以確保整個結(jié)構(gòu)作業(yè)結(jié)果的穩(wěn)定性。

2、施工技術(shù)應(yīng)用時特殊情況處理要點

在施工技術(shù)應(yīng)用過程中，也面臨著許多特殊問題，在對這些問題進行處理時，也需注意以下內(nèi)容：

（1）在施工過程中遇到需要短時間檢修的情況，那么此時需要在未完成作業(yè)的區(qū)域預(yù)留出榫頭（用于注水空鉆），等待檢修工作完成后便可以繼續(xù)沿著榫頭繼續(xù)進行作業(yè)，以確保最終作業(yè)結(jié)果的可靠性。

（2）在施工過程中出現(xiàn)了噴漿中斷的情況，那么針對此情況，在處理中需要提前將鉆頭提升到注漿中斷位置上部0.5m的位置，等待供漿順利恢復(fù)之后再繼續(xù)進行下一環(huán)節(jié)作業(yè)。如果是在提升過程中出現(xiàn)的噴漿中斷問題，那么此時則需要將鉆頭下沉到注漿中斷位置下方0.5m的位置，等待供漿順利恢復(fù)之后再繼續(xù)進行下一環(huán)節(jié)作業(yè)。

（3）如果受到其他因素影響導(dǎo)致長期中斷施工出現(xiàn)斷樁問題，那么此時需要在防滲墻軸線一側(cè)的位置，以平行于防滲墻軸線的位置來補充樁結(jié)構(gòu)，數(shù)量為三根。在補樁過程中需要在斷樁與先序樁搭接位置進行切割，隨后在此位置來搭接新樁體結(jié)構(gòu)，隨后再繼續(xù)后續(xù)的施工活動。

（4）對于計劃性停工并沒有帶來斷樁問題的情況，在對其進行處理時會在合適位置預(yù)留榫頭，等待恢復(fù)施工活動后在防滲墻軸線一側(cè)的位置，以平行于防滲墻軸線的位置來補充樁結(jié)構(gòu)，數(shù)量為兩根，即斷樁與先序樁位置各需要補充一根新樁結(jié)構(gòu)，隨后再繼續(xù)后續(xù)作業(yè)。

（5）在施工中遇到了堅硬物質(zhì)，如堅硬的塊石、鉆頭掉落等，此時需要對該位置進行評估，如果無法繼續(xù)進行鉆進，則需要選擇繞開的方式進行處理，以確保后續(xù)施工活動的有序進行。

3、施工技術(shù)應(yīng)用時需要注意的內(nèi)容

3.1 做好施工材料質(zhì)量控制

通過做好施工材料質(zhì)量控制，能夠為施工活動的展開提供可靠保障，以提高技術(shù)應(yīng)用效果的可靠性。根據(jù)實際應(yīng)用情況需做好以下幾點：

（1）根據(jù)水利堤防工程所在區(qū)域的實際情況，擬定可靠的施工材料采購計劃，細化計劃中的相關(guān)內(nèi)容，包括采購總量、粒度、強度等，嚴格按照計劃內(nèi)容來展開材料采購，確保材料采購結(jié)果的合規(guī)性。

（2）在材料進入施工現(xiàn)場前，也需要對材料合規(guī)性進行復(fù)核，包括審核材料合格證、生產(chǎn)日期等，同時也會通過抽樣檢查的方式來校核細致參數(shù)的合規(guī)性，待滿足要求后再對其進行入庫管理。

（3）施工過程中也需要做好材料抽檢和臨檢工作，以確保材料應(yīng)用過程的統(tǒng)一性，減少材料混用、變質(zhì)材料應(yīng)用的情況。

3.2 進行技術(shù)應(yīng)用過程梳理

通過進行技術(shù)應(yīng)用過程梳理，可以提高各節(jié)點作業(yè)結(jié)果的可靠性，以提高技術(shù)最終的應(yīng)用效果。針對不同地質(zhì)類型、氣候條件下的水利堤防工程，深層攪拌水泥土防滲墻施工技術(shù)在應(yīng)用中的注意事項也存在一定差異，對此也需要根據(jù)當前區(qū)域的實際情況，對現(xiàn)有的技術(shù)體系進行梳理，明確各操作細節(jié)中需要注意的內(nèi)容和質(zhì)量管理要求，以此來提高技術(shù)和工程之間的契合度。并且在技術(shù)應(yīng)用之前也需要做好與施工人員的交底工作，幫助其明確技術(shù)應(yīng)用過程中需要注意的內(nèi)容，以此來確保技術(shù)落實過程的時效性，減少不合規(guī)施工問題。

3.3 做好施工圖紙審核工作

通過做好施工圖紙審核工作，能夠盡可能避免后期施工問題的出現(xiàn)，提高工程作業(yè)過程的有序性。具體內(nèi)容有：

（1）在水利堤防工程防滲墻施工圖紙的制定中，需要對區(qū)域?qū)嶋H情況進行梳理，根據(jù)整理結(jié)果來制定施工圖紙，細化圖紙中的相關(guān)內(nèi)容，提高施工圖紙內(nèi)容的指導(dǎo)性。

（2）施工圖紙完成后也需要設(shè)計部門進行自查，確定圖紙沒有問題后也會將施工圖紙移交給審核單位進行檢查，對于審查部門提出的問題進行及時處理，并且在施工圖紙合格后才允許展開施工，以此來減少后期施工變更問題，確保施工活動的有序展開。

3.4 加強施工全過程管理

通過加強施工全過程管理，可以減少技術(shù)應(yīng)用期間的施工問題，提高技術(shù)最終的應(yīng)用效果。具體實踐內(nèi)容包括：

（1）根據(jù)水利堤防工程防滲墻施工圖紙中的相關(guān)內(nèi)容，擬定恰當?shù)娜^程管理計劃，計劃中涉及成本管理、材料管理、技術(shù)管理等內(nèi)容，做好各部分內(nèi)容的細化工作，以提高全過程管理計劃的指導(dǎo)性。

（2）全過程管理計劃完成后也需要及時做好內(nèi)容宣導(dǎo)，并且也會同步組建管理隊伍，對于整個施工過程進行監(jiān)督，在發(fā)現(xiàn)潛在問題后也會及時進行處理，尤其是隱蔽工程作業(yè)環(huán)節(jié)，需要做好細節(jié)監(jiān)督，以此來確保節(jié)點作業(yè)質(zhì)量，提高綜合作業(yè)質(zhì)量的合規(guī)性。

3.5 做好施工人員管理工作

通過做好施工人員管理工作，能夠減少人為因素帶來的負面影響，從而發(fā)揮出施工技術(shù)的應(yīng)用價值。結(jié)合實際應(yīng)用應(yīng)注意以下內(nèi)容：

（1）結(jié)合工程實際作業(yè)情況，擬定可靠的人員管理計劃，計劃中會細化各崗位設(shè)置情況、崗位人員數(shù)量等，并且根據(jù)工程項目規(guī)模，設(shè)置若干組施工隊伍，以此來確保工作開展的連續(xù)性。

（2）施工人員在日常工作中也需要做好能力培訓(xùn)工作，培訓(xùn)內(nèi)容涉及安全知識、技術(shù)知識、理論知識等內(nèi)容，正式上崗前也需要做好能力測試，選擇測試結(jié)果滿足要求的成員參與施工，為施工活動的順利展開奠定基礎(chǔ)。

3.6 積極應(yīng)對施工變更問題

通過積極應(yīng)對施工變更問題，可以降低施工變更帶來的負面影響，確保整個防滲墻施工活動的有序性。在工程作業(yè)中會面臨施工變更問題，若不能處理好施工變更問題，那么也會帶來施工成本增加、時間成本增加等問題。面對這種情況時，需要組織部門人員對施工變更方案內(nèi)容進行討論，而且也會利用仿真軟件來對施工變更計劃科學(xué)性進行評估，根據(jù)評估結(jié)果針對性調(diào)整施工變更計劃，以降低施工變更帶來的負面影響，提高施工結(jié)果的合理性。

結(jié)語：

綜上所述，做好施工材料質(zhì)量控制，能夠為施工活動的展開提供可靠保障；進行技術(shù)應(yīng)用過程梳理，從而提高各節(jié)點作業(yè)結(jié)果的可靠性；做好施工圖紙審核工作，能夠盡可能避免后期施工問題的出現(xiàn)；加強施工全過程管理，可以減少技術(shù)應(yīng)用期間的施工問題；做好施工人員管理工作，能夠減少人為因素帶來的負面影響；積極應(yīng)對施工變更問題，可以降低施工變更帶來的負面影響。通過積累攪拌水泥土防滲墻施工技術(shù)應(yīng)用經(jīng)驗，對于加快工程作業(yè)進度和提高工程作業(yè)質(zhì)量有著非常積極的意義。