充填灌漿在舊堤防滲處理中的應(yīng)用

柯俊華

摘 要：舊堤大部分采用人工填土，填土密實度差、抗?jié)B性能差。采用方案比較的方法，最終選擇灌漿填充作為舊堤防滲處理的方案，從而堤升抗?jié)B能力，達(dá)到舊堤防滲加固處理的目的。

關(guān)鍵詞：充填灌漿；填土密實度；加固工程；土堤

中圖分類號：TV871 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.07.148

1 工程概況

汕頭大圍梅溪河左岸堤防應(yīng)急工程為舊堤達(dá)標(biāo)加固工程，原堤主要為土堤，堤身土填筑時間較長，早期為人工就近取土填筑，夯實不充分，自20世紀(jì)90年代后開始機械化施工，堤身密實度因填筑施工方法的不同而有所差異。試驗成果表明，堤身填土密實度較差，天然密度ρd為1.24～1.49 g/cm3，中上游堤段滲透系數(shù)K為1×10-4～1×10-3 cm/s，屬中等透水土體；下游堤段和海堤的堤身填土多為雜填土和砂，屬強透水土體，多孔注水無法起壓，大部分堤身土存在滲透性較高的問題。

根據(jù)地質(zhì)鉆探資料，堤基主要持力層自上而下共分4層，依次為黏性土層（層厚0.9～3.95 m）、砂層（層厚2.4～9.0 m）、軟土層（厚度>5.10 m）和花斑黏土層（層厚>10.0 m）。

根據(jù)此次堤身達(dá)標(biāo)加固的要求，土堤的防滲要求為：堤身土的滲透指標(biāo)≤1.0×10-5 cm/s。

2 防滲處理方案的選擇

2.1 混凝土防滲墻

混凝土防滲墻是在堤身以泥漿固壁連續(xù)造孔成槽后，在泥漿下澆筑混凝土形成的防滲墻體，適用于各種地質(zhì)條件，抗?jié)B性高，防滲處理深度較大，適合堤身和堤基防滲處理，但造價較高，根據(jù)本工程的實際情況計算，沿堤軸線每米的造價為4 151.72元，且對舊堤堤身填土密實度的提高無作用、工期長。

2.2 多頭攪拌樁防滲墻

多頭攪拌樁防滲墻以連續(xù)的攪拌樁形成防滲墻體，適用于砂土地質(zhì)，抗?jié)B性好、造價較低，根據(jù)本工程實際情況計算，沿堤軸線每米的造價為464.75元，防滲處理深度較大，適合堤身和堤基防滲處理，但對舊堤堤身填土密實度的提高無作用、工期較長。

2.3 充填灌漿

充填灌漿采用灌漿材料對舊堤堤身填土存在的裂縫、空隙等缺陷進(jìn)行處理，可提高舊堤堤身填土的抗?jié)B性能和密實度，且造價較低、工期較短，根據(jù)本工程實際情況，沿堤軸線每米的造價為440.2元；缺點是處理深層地基的效果差。

經(jīng)過比較，本工程舊堤堤基為不透水層，舊堤堤身填土密實度差、抗?jié)B性低。因此，綜合質(zhì)量、安全和經(jīng)濟(jì)等各方面的因素考慮，選擇充填灌漿作為本工程防滲處理的方案。

3 設(shè)計方案

3.1 灌漿布置

根據(jù)本工程土堤隱患的實際情況，采用黏土漿液作為充填灌漿的材料。堤身高度約為4.5 m，充填灌漿處理深度取5 m，兩排布置，排間距為1 m，孔間距為2.5 m，具體布置如圖1所示。

3.2 技術(shù)要求

技術(shù)要求有以下11點：①灌漿材料。黏粒含量為20%～25%，粉粒含量為40%～70%，砂粒含量<10%，塑性指數(shù)為10%～25%，土的有機質(zhì)含量<2%，可溶鹽含量<8%. ②漿液配合比。水泥∶黏土=3∶1，泥漿的容重控制在1.3～1.6 g/cm3，每米孔深每次的灌漿量為0.3～0.5 m3。③施工中的漿液應(yīng)無沉淀、無雜物，確保漿液連續(xù)、均勻供應(yīng)，所有泥漿均采用制漿機制漿。④成孔采用滾壓式鉆孔機干式成孔，在成孔過程中，不得向孔口附近注水，造孔應(yīng)鉛直并按序進(jìn)行，且偏斜不能大于孔深的2%. ⑤灌漿所用土料和漿液均應(yīng)進(jìn)行試驗。⑥灌漿按序進(jìn)行，分排單獨灌漿，先灌上游排孔，后灌下游排孔。灌漿采用分段灌注方法，由下至上，下套管分段灌注。⑦灌漿壓力控制在40 kPa內(nèi)，當(dāng)出現(xiàn)孔邊或堤坡冒漿，則立即停止灌漿。⑧灌漿開始時先使用稀漿，3～5 min后加大泥漿稠度。如果孔口壓力下降和注漿管出現(xiàn)負(fù)壓，則應(yīng)提高漿液稠度。⑨在灌漿中，應(yīng)先對第一序孔輪灌，采用“少灌多復(fù)”的方法。待第一序孔灌漿結(jié)束后，再進(jìn)行第二序孔。每孔灌漿次數(shù)通過試驗確定，一般為5～10次。兩次灌漿的間隔應(yīng)≥5 d。⑩當(dāng)漿液升至孔口，經(jīng)連續(xù)復(fù)灌3次不再吃漿時，即可終止灌漿。?當(dāng)每孔灌完后，待孔周圍泥漿不再流動時向孔內(nèi)灌注稠漿。

4 灌漿施工

4.1 灌漿設(shè)備

灌漿主要設(shè)備選用XY100型鉆機，配備直徑75 mm的鉆具，50型鉆桿，直徑76 mm的錐形鉆頭；BW-160漿泵，流量為9.6 m3/h，最大壓力為2.0 MPa；輸漿管選用1.5英寸7層夾布膠管，最大承受壓力為2 MPa；注漿鐵管選用1英寸的鍍鋅鋼管；壓力表的最大量程為1.6 MPa；NJ-1000型高速攪拌機2臺，制漿能力為1 000 L/5 min；3寸輸漿軸流泵5臺；泥漿檢測儀器等其他配套設(shè)備。

4.2 灌漿施工

4.2.1 施工流程

施工流程為：定孔位→驗收合格→鉆孔→驗收合格→埋管→驗收合格→制漿→檢測合格→灌漿→驗收合格→封孔。

4.2.2 鉆孔

鉆孔施工用100地質(zhì)鉆機干打成孔，開孔直徑為75 cm，至設(shè)計孔深后加鉆0.5 m，隨后下注漿管至設(shè)計孔深。

4.2.3 制漿

制漿按不同水土比（質(zhì)量比）將水與黏土送進(jìn)泥漿攪拌機攪拌，攪拌均勻后經(jīng)過濾篩（33目）流入一級池后泵至二級池，在二級池中通過比重控制泥漿濃度，供灌漿使用。

4.2.4 灌漿

灌漿采用孔口封閉，孔底注漿采用全孔灌注純壓式方法進(jìn)行。

4.2.5 灌漿控制

按照試驗段確定的參數(shù)進(jìn)行灌漿控制。當(dāng)發(fā)現(xiàn)孔邊或堤頂冒漿時，應(yīng)立即停止灌漿，做到“少灌多復(fù)”。每米每次的灌入量應(yīng)≤1 m3，單孔灌漿次數(shù)≥5次，每次灌漿間隔≥5 d。

4.2.6 結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)

當(dāng)漿液升至孔口，經(jīng)連續(xù)復(fù)灌三次不再吃漿時，即可終止灌漿。

4.2.7 封孔

每孔灌完后向孔內(nèi)灌注稠漿，并用含水量適中的制漿土料搗實。當(dāng)壩面出現(xiàn)冒漿時立即停灌，挖開冒漿出口，用黏性土料回填夯實。

5 處理效果

灌漿施工完成后，對堤身土沿堤身方向每5 m進(jìn)行了一次注水試驗，堤身土的抗?jié)B能力從灌漿前的1×10-4～1×10-3 cm/s提升到1.5×10-7～1.2×10-6 cm/s，達(dá)到了堤身土的滲透指標(biāo)≤11×10-5 cm/s的標(biāo)準(zhǔn)要求。由此可見，充填灌漿達(dá)到了預(yù)期效果。

6 結(jié)束語

本文根據(jù)舊堤和堤基的實際情況，通過采取方案比較的方法，綜合質(zhì)量、安全、經(jīng)濟(jì)和工期等因素選擇了充填灌漿作為舊堤防滲處理的方案，對堤身填土進(jìn)行了防滲加固處理，不僅使工程質(zhì)量和工程安全得到了保證，且節(jié)約了工期和投資，是值得類似工程借鑒的方法。

〔編輯：張思楠〕

Abstract： Most of the old artificial embankment fill， fill compactness poor， poor impermeability. Comparative method using the program， the final choice of grout filled as old dike seepage treatment program， and thus impervious dike liter capacity， to achieve the purpose of the old dike seepage reinforcement.

Key words： filling grout； fill compactness； strengthening works； earthworks