深層攪拌樁密封墻施工技術(shù)及管理

王根宏

(中鐵十局集團(tuán)西北工程有限公司，陜西西安 710065)

1 加固原理

防滲帷幕水泥土墻是將水泥和水拌合成水泥漿，再通過(guò)深層攪拌樁機(jī)在地基深部就地將軟土和水泥漿強(qiáng)制拌合，經(jīng)葉片的攪拌而形成水泥土柱，利用水泥和軟土發(fā)生一系列物理、化學(xué)反應(yīng)，凝結(jié)成具有整體性、水穩(wěn)性好、強(qiáng)度較高、連續(xù)搭接的水泥土柱樁擋墻，既能依靠自重和剛度對(duì)加固區(qū)外側(cè)土體進(jìn)行擋土，又具有良好的抗?jié)B透性能(滲透系數(shù)≤10－7cm/s)，能止水防滲，起到擋土防滲雙重作用。

2 施工方案

2.1 施工前期準(zhǔn)備

1)水泥土室內(nèi)配合比試驗(yàn)。

根據(jù)以往工程實(shí)踐及室內(nèi)試配結(jié)果水泥土理論配合比采用水泥 ∶天然土 ∶水=1∶7.09 ∶0.54。

2)工藝性試樁。

工藝性試樁目的是為了驗(yàn)證室內(nèi)水泥土配合比是否適用于現(xiàn)場(chǎng)，并進(jìn)一步核實(shí)現(xiàn)場(chǎng)地層土質(zhì)分布情況，掌握下鉆和提升的阻力情況，選擇合理的技術(shù)措施。

3)場(chǎng)區(qū)回填土。

水泥土密封墻施工前，先進(jìn)行場(chǎng)地平整，清除施工區(qū)域的表層硬物和地下障礙，挖除表層種植土、樹(shù)根、生活垃圾、建筑垃圾等雜物，再回填細(xì)粒改良土至設(shè)計(jì)標(biāo)高。

2.2 施工工藝流程

施工工藝流程如下:

清表、平整場(chǎng)地→施工測(cè)量→開(kāi)挖導(dǎo)槽→樁位布樁→樁機(jī)就位→制備水泥漿→噴攪下沉→座底磨樁端30s→噴攪提升→重復(fù)噴攪下沉和提升→磨樁頭30s→鉆機(jī)移位。

2.3 施工順序

2.3.1 測(cè)量放線

開(kāi)工前，根據(jù)施工設(shè)計(jì)圖，準(zhǔn)確放出水泥土密封墻中心控制樁位，然后按設(shè)計(jì)要求的樁距用插竹片或板條的方式沿真空預(yù)壓周邊密封墻進(jìn)行布樁，同時(shí)測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)地面標(biāo)高，確定好密封墻樁頂標(biāo)高。

2.3.2 開(kāi)挖溝槽

密封墻理論中心線為溝槽的中心線，采用挖掘機(jī)沿軸線開(kāi)挖溝槽，導(dǎo)槽尺寸要求中心線兩側(cè)寬各0.6m，深1.0m，在施工中隨打隨挖，保證漿液不外溢。

2.3.3 樁機(jī)就位

樁機(jī)就位前檢查鉆桿長(zhǎng)度，鉆頭直徑，連接好輸漿管路，做好必要的調(diào)整和緊固工作。在樁機(jī)的井架上準(zhǔn)確畫出每米的深度標(biāo)示線，在鉆頭落地的情況下準(zhǔn)確標(biāo)示出“零”起點(diǎn)的位置，使用反差大的反光貼條每0.5m進(jìn)行標(biāo)識(shí)，粘貼在鉆機(jī)導(dǎo)向架上，利于夜間記錄人員識(shí)別讀數(shù)。

2.3.4 水泥漿制作

在現(xiàn)場(chǎng)搭建拌漿施工平臺(tái)，嚴(yán)格按照配合比施工，攪拌時(shí)間不少于2min。備好的漿液不停地?cái)嚢?，使其均勻穩(wěn)定。倒入過(guò)程中設(shè)置濾網(wǎng)清除過(guò)濾雜物。

2.3.5 噴攪下沉

開(kāi)動(dòng)灰漿泵，證實(shí)漿液從噴嘴噴出時(shí)，開(kāi)啟深層攪拌機(jī)主電機(jī)，樁機(jī)鉆桿垂直下沉，向下旋轉(zhuǎn)，邊鉆進(jìn)邊噴漿，使攪拌機(jī)借設(shè)備自重沿導(dǎo)向架攪拌切土下沉，通過(guò)卷?yè)P(yáng)機(jī)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)鉆桿速度，以0.3m/min～1m/min的速度下沉至設(shè)計(jì)樁底標(biāo)高。漿液泵送必須連續(xù)，泵送距離不宜大于100m。壓漿階段輸漿管道不能堵塞，不允許發(fā)生斷漿現(xiàn)象，全樁須注漿均勻，不得出現(xiàn)土漿夾心層。遇粉砂層等較硬地層不能下沉?xí)r，可泵送少量水灰比較大的水泥漿。隨時(shí)觀察設(shè)備運(yùn)行及地層變化情況，遇到障礙物要減速慢行，防止設(shè)備損壞。

2.3.6 噴攪提升

深層攪拌機(jī)下沉到達(dá)設(shè)計(jì)深度，座底噴漿攪拌30s，進(jìn)行磨樁端。在水泥漿與樁端土充分?jǐn)嚢韬?，再開(kāi)始邊噴漿邊提升攪拌，以0.3m/min～0.5m/min的均勻速度提起攪拌機(jī)，提升過(guò)程中始終保持送漿連續(xù)，中間不得間斷。使用流量泵控制輸漿速度，確保每延米輸漿量均勻。注漿泵出口壓力保持在0.4mPa～0.6mPa。在粉砂層等較硬地層的部位應(yīng)略加停頓，加強(qiáng)攪拌噴漿。當(dāng)噴漿口至孔口時(shí)，停留攪拌30s，進(jìn)行磨樁頭，以保證樁頭密實(shí)均勻。

2.3.7 重復(fù)噴攪下沉和提升

重復(fù)前次作業(yè)，每根樁均要進(jìn)行復(fù)攪復(fù)噴。

2.3.8 清洗

每天加固完畢，關(guān)閉攪拌機(jī)，向集料斗注入適量清水，開(kāi)啟灰漿泵，清洗全部管路中殘存水泥漿，直至干凈，并將粘附在攪拌頭上的軟土清洗干凈，以免水泥凝固堵塞管路。

3 施工質(zhì)量控制措施

為了確保密封墻深層攪拌樁施工質(zhì)量，保證真空預(yù)壓密封效果，在施工過(guò)程中，從以下幾方面對(duì)施工質(zhì)量進(jìn)行了管理和控制。

3.1 計(jì)量裝置嚴(yán)格把關(guān)

施工前，計(jì)量裝置必須經(jīng)過(guò)標(biāo)定準(zhǔn)確，且處于檢定有效期內(nèi)，施工過(guò)程中還需經(jīng)常校驗(yàn)。計(jì)量裝置要求正確記錄各種參數(shù)并自動(dòng)打印輸出:樁號(hào)、日期、始鉆和結(jié)束時(shí)間、設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)、實(shí)際樁深、每延米的噴漿量及累計(jì)數(shù)量等。

3.2 前后臺(tái)密切配合

前臺(tái)樁機(jī)與后臺(tái)供漿密切配合，聯(lián)絡(luò)信號(hào)明確，前臺(tái)樁機(jī)提升的次數(shù)和速度符合已定的施工工藝，后臺(tái)供漿連續(xù)，一旦因故停漿，立即通知前臺(tái)進(jìn)行處理。

3.3 施工原始記錄

施工過(guò)程中，現(xiàn)場(chǎng)旁站人員認(rèn)真填寫施工原始記錄，對(duì)值班期間樁機(jī)施工是否正常、有無(wú)機(jī)械損壞情況、停開(kāi)機(jī)時(shí)間進(jìn)行詳細(xì)記錄。

4 工程實(shí)測(cè)效果分析

為檢驗(yàn)設(shè)計(jì)理論的正確性及施工質(zhì)量，在密封墻深層攪拌樁施工過(guò)程中，均對(duì)有關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)及指標(biāo)進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)。

4.1 淺部開(kāi)挖

成樁7 d后，采用淺部開(kāi)挖密封墻頂部樁頭，深度超過(guò)停漿面以下0.5m，目測(cè)檢查攪拌的均勻性，量測(cè)成樁直徑及墻體厚度。經(jīng)過(guò)對(duì)開(kāi)挖樁頭檢查，墻體厚度均達(dá)到了1.2m的設(shè)計(jì)厚度要求，樁間搭接寬度符合0.1m的設(shè)計(jì)要求;樁體圓勻，無(wú)縮頸和回陷現(xiàn)象，群樁樁頂平齊，間距均勻。

4.2 無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度

密封墻深層攪拌樁完工后28 d，按加固區(qū)總樁數(shù)2‰的比例，采用XY-100高速鉆機(jī)和壓力機(jī)在檢測(cè)樁樁徑方向1/4處、樁長(zhǎng)范圍內(nèi)垂直鉆孔取芯。經(jīng)過(guò)對(duì)42根樁體鉆孔取芯檢測(cè)，取芯率均在70%以上;無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度值在0.95mPa～2.18mPa之間，滿足設(shè)計(jì)強(qiáng)度1.0mPa的要求。

5 結(jié)語(yǔ)

本工程的實(shí)踐表明，作為真空預(yù)壓地基加固處理措施中的一道關(guān)鍵工序和專門技術(shù)，深層攪拌樁密封墻具有良好的封堵防滲性能。深層攪拌樁施工中無(wú)振動(dòng)、無(wú)噪聲，對(duì)環(huán)境無(wú)污染，對(duì)土無(wú)側(cè)向擠壓，對(duì)鄰近建筑物影響很小;樁體連接成壁后有隔水帷幕作用，墻壁不會(huì)滲水;同時(shí)施工期較短，造價(jià)低廉，效益顯著。

[1]徐 偉，郭曉民.建筑地基基礎(chǔ)工程施工與驗(yàn)收手冊(cè)[M].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2006.

[2]黃生文.公路工程地基處理手冊(cè)[M].北京:人民交通出版社，2005.

[3]龔曉南.高等級(jí)公路地基處理設(shè)計(jì)指南[M].北京:人民交通出版社，2005.