深层搅拌防渗墙施工技术在中小河流域治理中的应用

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	深层搅拌防渗墙施工技术在中小河流域治理中的应用

发布时间：2015.04.20 新闻来源： 浏览次数：

    1 ·工程概况
    某河流县城段河道较为狭窄，河床淤积，加之现有防洪设施不完善，经常于汛期出现洪水灾害，严重影响着县城居民的正常生产、生活秩序，本次治理工程的目的是在县城北岸形成完善的防洪体系。治理工程加固土堤2 713 m，内外边坡均为1∶ 2. 5，迎水面采用10 cm厚C15 混凝土预制块护坡。堤身堤基防渗采用深层搅拌防渗墙技术。
    为达到设计要求，实现除险加固的工作目标，深层搅拌防渗墙施工采用以下技术指标:
    1) 墙体渗透系数K ≤ I × 10 － 6cm /s，1≤ I ≤9。
    2) 墙体抗压强度Ｒ90≥0. 8 MPa。
    3) 墙体垂直度≤3‰。
    4) 成墙厚度应≥18 cm。
    5) 水泥掺入比6% ～ 12%。
    6) 墙体渗透破坏比降＞ 200。
    2· 深层搅拌防渗墙技术的基本原理
    深层搅拌防渗墙施工所用的固化剂为水泥，水泥浆液的输入通过主动钻杆和钻头完成，在钻头叶片的作用下，水泥浆与地基软土得到拌合并最终固化，共同结成具有足够强度、水稳性和整体性的水泥土，在桩间套的辅助下，连续防渗水泥土墙于地下形成，最终实现堤身堤基防渗的目标［1］。
    由于不同土质的吸浆量往往存在差异，因此在实际施工中应结合具体情况对浆液配比、工艺参数进行针对性选择，确保防渗效果满足设计要求。
    3· 深层搅拌防渗墙施工方法及质量控制
    3. 1 深层搅拌防渗墙施工方法
    1) 设备选型。施工设备应与工程实际情况和需求相适应，本次工程选择BJS 系列三头小直径深层搅拌钻机。
    2) 其次是确定工艺参数，开展配比试验。工艺参数( 如搅拌轴的提升、下沉速度、水灰比等) 的合理选择直接影响着成墙质量，因此在施工开始前，应于施工场地轴线外的代表性地段进行成墙试验。
    3) 通过开挖、取芯、抗渗、抗压等试验对桩间搭接的可靠性、水泥土搅拌的均匀度、防渗墙的平整度等加以确认，并以此为依据对浆液配比、工艺参数进行优化和完善，待监理单位检查通过后方可实施。由于浆液配比对固结土层的防渗效果和强度产生直接影响，因此在配比试验中应满足:
    1) 浆液必须具有理想的流动性，为浆液扩散范围的增加提供保障。
    2) 浆液必须具有理想的稳定性，以免因过早沉淀问题的出现而影响灌注质量。
    3) 浆液必须具有理想的黏结力与强度，以便在凝结初期不会被地下水大范围冲蚀。结合本次工程的地质情况和试验结果，本次工程的水灰比选为0. 8～ 2. 0。
    深层搅拌防渗墙施工顺序为:
    1) 桩机就位与调平。
    2) 钻杆下钻注浆，达到设计要求深度后反转提升同时注浆，至孔口处停止，I 序桩的施工结束。
    3) 沿防渗墙轴线将钻机主机向前移动0. 15 m，按照与I 序桩相同的施工方法完成II 序桩的施工。以此类推，直至完成轴线长1. 35 m单元墙的全部施工任务。
    4) 将钻机主机整体向前移动1. 05 m，按照相同方式完成下一个单元墙的施工任务。
    3. 2 深层搅拌防渗墙施工质量控制
    主要包括以下5 个方面:
    3. 2. 1 浆液的制作与输送
    工程采用32. 5 普通硅酸盐水泥，使用前，技术人员对水泥质量进行抽查，合格后按照最优水灰比拌制水泥浆液。拌制所得水泥浆液不得出现离析现象，并要求在最短的时间内运往指定位置的储浆罐储藏。在进入输浆泵前，需要对浆液进行过滤处理，避免出现堵塞，浆液泵送应保持连续性，无特殊原因不得中途停止。
    3. 2. 2 桩机就位和调平
    桩机就位应沿防渗墙轴线方向，对准误差± 10 mm。使用水平尺调平机座，使用桩机架正、侧两面的双向锤球校正机架垂直度( 垂线长≥10 m，垂直度偏差≤3‰) 。三头桩机3 个连通液压管的液面高度是否一致也在检查范围内。
    3. 2. 3 搅拌、注浆
    钻进、提升、复搅应匀速进行，搅拌下沉、送浆需同时进行，待到达设计深度后于桩底持续喷浆30s。在提升的过程中同样需要输入浆液。工作人员对于供浆的控制应以孔口少量翻浆为标准。
    3. 2. 4 桩间搭接
    深搅机移位是墙体搭接质量控制的主要措施，单桩套接成樯的施工操作应连续进行，各次位移的距离应以墙厚、桩径作为计算依据，使施工设计中关于防渗墙厚度的要求能够得到有效满足。桩间搭接的间隔时间应控制在24 h以内，若因特殊情况未能满足这一要求，应与前一根桩进行对接，待墙体达到一定强度后，再通过套钻注浆的方式于接头处进行连接处理。
    3. 2. 5 供浆控制
    为防止因停电中断供浆而引起的输浆泵、管堵塞问题，同时确保施工质量，施工现场应备有相应功率的发电机组。若因特殊情况停机超过30 min，则需及时清洗输浆泵和管路。
    4 ·施工常见问题的处理
    主要包括3 个方面的内容:
    4. 1 钻进困难
    一般发生在密实地层的钻进过程中。应对方法有2 个: ①更换具有更强切削能力的钻头或在钻头上加焊锯齿钉; ②降低浆液浓度，穿过该层后再对浆液浓度进行恢复。
    4. 2 障碍物
    若堤身内存在管道、块石或遭遇如通讯线等无法拆除的过堤障碍物，则深搅桩机的施工往往被迫终止，此时，可于施工安全区范围内换用高压旋喷法继续施工。
    4. 3 送浆中止
    在送浆中止发生后，工作人员应立即将喷浆管伸入停浆点以下至少0. 5 m，待浆液供应恢复后继续施工; 若停浆时间过长并已经导致了断桩后果，可通过补桩或补强灌浆的方式进行处理。
    6 ·结语
    本次工程涉及防渗墙面积33 242 m2，试验结果显示最大渗透系数为9. 2 × 10 － 6cm /s，最小Ｒ90 强度为0. 83 MPa，最大垂直度偏差为2. 7‰，最小墙体厚度为19 cm，均达到设计要求。投入运行后，汛期土堤大面积渗水的问题消失，管涌、泡泉得到全面阻断，施工效果显著。