多頭小直徑水泥土攪拌樁截滲墻在王橋閘除險加固工程中的質(zhì)量控制

朱海利

多頭小直徑水泥土攪拌樁截滲墻在王橋閘除險加固工程中的質(zhì)量控制

朱海利

一、工程概況

王橋閘除險加固工程位于蘆嶺鎮(zhèn)東4km沱河干流上，是淮水北調(diào)宿州市配水工程重要組成部分，共5孔，單孔凈寬7.0m，閘底板高程17.80m，控制流域面積為520km2，5年一遇設(shè)計排洪流量268m3/s，排澇水位閘上22.7m，閘下22.55m；20年一遇設(shè)計排洪流量428m3/s，排洪水位閘上23.73m，閘下23.53m；50年一遇校核排洪流量509m3/s，屬中型水閘。

工程區(qū)位于淮北平原東部，屬于淮北沖積平原，河流沖積地貌，地形稍有起伏。地勢由西北向東南緩傾，地面坡降 1/8000～1/10000，水系發(fā)育，河流由北流向東南。地面高程一般26.5～20.5m左右。閘址位置自上而下分為三個工程地質(zhì)層：①重粉質(zhì)壤土：灰黃色，硬可塑，含鐵錳結(jié)核，夾砂礓，偶夾薄層砂壤土。層底埋深5.3～7.0m，層底標高 16.43～16.0m，層厚5.3～7.0m；②砂壤土：灰黃色，中密，夾薄層重粉質(zhì)壤土。層底埋深15.2～16.4m，層底標高6.38～6.54m，層厚 9.5～9.9m；③重粉質(zhì)壤土：灰黃色，硬可～硬塑，夾砂礓及薄層砂壤土，頂部約1.0m厚為灰色軟可塑。層底埋深31.0～32.0m，層底標高-9.06～-9.27m，層厚15.6～15.8m。

根據(jù)地基土層滲透性試驗及分析，①、③土層滲透系數(shù)分別為5.0×10-6cm/s和4.0×10-6cm/s，屬于微透水性土層；②土層砂壤土夾輕粉質(zhì)壤土及薄層重粉質(zhì)壤土滲透系數(shù)為1.0×10-4cm/s，屬弱～中等透水性土層，由于閘基礎(chǔ)以下透水性較強，所以基礎(chǔ)處理采用多頭小直徑水泥土攪拌樁截滲墻。

二、截滲墻的設(shè)計

多頭小直徑水泥土攪拌樁截滲墻布置在距閘底板2m上游鋪蓋位置，截滲墻頂高程16.95m，底高程5.95m，單排布置，采用“兩噴兩攪”施工工藝，即攪拌噴射水泥漿至設(shè)計墻底高程，之后進行攪拌提升并噴射水泥漿至設(shè)計墻頂高程。截滲墻成墻厚度不小于250mm，搭接寬度不小于60mm，樁徑大于等于設(shè)計樁徑，樁位偏差小于0.05m，垂直度偏差小于0.5%，抗壓強度R28>0.5MPa，滲透系數(shù)不大于1×10-6cm/s。水泥采用普通硅酸鹽水泥，強度等級不低于42.5R級。

三、施工參數(shù)的確定

工程擬采用JSB-2型深層攪拌截滲機一臺套完成該標段攪拌樁施工，機器為三頭攪拌，三軸間距為30cm，具有二層液壓底盤，步履行走，移動調(diào)平便利。因攪拌樁施工的成墻質(zhì)量主要取決于施工段的土壤性質(zhì)、密實度、含水率及施工工藝參數(shù)。實際施工參數(shù)必須與施工段的土壤性質(zhì)、密實度和含水率相適應(yīng)，才能保證攪拌樁截滲墻的成墻質(zhì)量達到設(shè)計指標。為確保截滲墻施工達到預(yù)計的防滲、加固的效果，按設(shè)計要求在正式施工前進行各類試驗，確定有效的施工工藝參數(shù)（截滲墻試驗段布置圖見圖1）。

試驗參數(shù)如下：水泥摻入量15%；水灰比 1∶1，漿液比重為 1.51g/cm3；樁徑400mm，樁距300mm，搭接寬度100mm，理論成墻寬度265mm。

試驗結(jié)果顯示，各項指標均能達到設(shè)計要求，所以嚴格按照上述參數(shù)進行施工。

四、截滲墻施工中質(zhì)量控制

1.原材料的控制

工程截滲墻注漿材料為普通硅酸鹽水泥，強度等級不低于42.5R，細度要求通過0.08mm方孔篩的篩余量小于5%。在進行采購時，認準出產(chǎn)廠家的合格證，進場的水泥要按批量在監(jiān)理的見證下取樣進行送檢，檢驗合格后方可使用。保存材料時，要注意保存環(huán)境的干燥，防止水泥受潮失效。水泥漿所用水應(yīng)滿足《混凝土拌合用水標準》JGJ63-2006的規(guī)定。

圖1 截滲墻試驗段布置圖

表1 成墻深度檢測表

表2 現(xiàn)場注水試驗表

表3 截滲墻水泥土芯樣無側(cè)限抗壓強度表

表4 成墻厚度和搭接寬度檢測表

2.漿液的控制

制漿時材料必須稱重，誤差小于5%。水泥固相材料采用重量稱量法。漿液必須攪拌均勻并測定漿液密度。施工中水灰比為1∶1，嚴格按配合比制漿。水泥漿隨配隨用，為防止水泥漿離析，在灰漿攪拌機中不斷攪動，待壓漿前再緩慢倒入集料斗中。水泥漿液的攪拌時間不少于3min，漿液在使用前過篩，自制備至用完的時間少于2h。制漿站每盤測定漿液比重一次，對制漿量及比重作詳細記錄。

3.鉆孔噴漿的控制

臺車就位，樁位偏差小于5cm，垂直軸線方向偏差用臺車前后標桿與施工軸線導(dǎo)向樁拉線間距離測量，沿軸線方向偏差用臺車上線錘與預(yù)先固定的標尺（標準移位尺）測量。臺車機身調(diào)平采用已固定于機架上的垂直調(diào)整儀控制，垂直度偏差小于0.5%，就位偏差及垂直偏差由機手做好記錄。

截滲墻體的垂直度在很大程度上影響著施工質(zhì)量，是截滲墻起到作用的關(guān)鍵，因此截滲墻體的垂直度是一個關(guān)鍵性問題。鉆頭進行鉆孔作業(yè)時，可能會遇到較硬的土層，因此要對鉆機進行檔位變換，以免過快對鉆桿的垂直度造成較大的影響，從而影響截滲墻的垂直度。

噴漿工程要連續(xù)與均勻，灌漿以孔口微微翻漿為最佳。下沉噴漿攪拌時，使樁機沿導(dǎo)向架下沉，下沉速度小于等于0.8m/min，開啟泥漿泵同時噴漿，注漿壓力為 1.5～2.0MPa，邊旋轉(zhuǎn)邊噴漿至設(shè)計樁底高程并超深20cm，在原位噴漿30s以上。上升噴漿攪拌時，調(diào)整泥漿泵和樁機檔位，使上升速度小于等于1.2m/min，噴漿到高于設(shè)計樁頂0.3m的位置，并原位噴漿30s以上來保證樁頭均勻密實。

五、質(zhì)量檢驗

王橋閘上游鋪蓋下多頭小直徑水泥土攪拌樁截滲墻施工結(jié)束后，于2016年4月12日委托安徽省水利水電勘測設(shè)計院工程質(zhì)量檢測所對工程進行質(zhì)量檢測。本次截滲墻采用高密度電法檢測其連續(xù)性，采用電位測深法檢測成墻深度，采用鉆探取芯做室內(nèi)試驗檢測水泥土芯樣抗壓強度，采用現(xiàn)場注水試驗檢測截滲墻滲透系數(shù)。

1.均勻性、連續(xù)性檢測

采用高密度電法檢測截滲墻均勻性、連續(xù)性，將測線布置于防滲墻下游側(cè)1m處，觀察視電阻率剖面圖，在測試范圍內(nèi)視電阻率值變化較小，未出現(xiàn)低阻異常區(qū)域，說明防滲墻均勻性、連續(xù)性較好，且在防滲墻上均勻布置的鉆孔，芯樣完整，呈灰黃色，只要由水泥和粘粒物質(zhì)組成，質(zhì)地堅硬，巖芯因機械作用，呈短柱或碎塊狀，通過注水試驗和水泥土芯樣抗壓強度試驗，進一步說明墻體的均勻性、連續(xù)性較好。

2.有效深度檢測

采用電位測深法檢測成墻深度，分別在樁號0+011、0+032和0+045處檢測墻體有效深度，檢測結(jié)果見表1。

3.抗壓強度和滲透系數(shù)檢測

分別在河底左側(cè)、右側(cè)和河底中間截滲墻上布置3個鉆孔，即ZK1、ZK2和ZK3， 樁 號 分 別 為 0+011、0+032 和0+045，對截滲墻進行鉆探取芯，現(xiàn)場做注水試驗，試驗結(jié)果如表2；做室內(nèi)抗壓強度試驗，試驗結(jié)果如表3。

4.成墻厚度和搭接寬度檢測

采用開挖坑槽法，利用鋼卷尺檢測，檢測結(jié)果見表4。

以上指標及數(shù)據(jù)表明多頭小直徑水泥土攪拌樁截滲墻各項標準均能達到設(shè)計要求，質(zhì)量合格。

六、結(jié)束語

多頭小直徑水泥土攪拌樁截滲墻工程要求技術(shù)性強，具有施工速度快、耐久性好等特點，宜根據(jù)不同的地質(zhì)條件選擇不同的工藝參數(shù)。工程屬于重要隱蔽工程，經(jīng)過建設(shè)各方的密切配合，共同努力，工程取得了圓滿成功■

（作者單位：安徽省宿州市水利水電建筑勘測設(shè)計院 234000）