地基處理中水泥土墻的施工工藝和質(zhì)量檢測(cè)

李夏清

（山西省水利建設(shè)開(kāi)發(fā)中心，山西 太原 030006）

地基處理中水泥土墻的施工工藝和質(zhì)量檢測(cè)

李夏清

（山西省水利建設(shè)開(kāi)發(fā)中心，山西 太原 030006）

分析了汾河流域生態(tài)修復(fù)中游核心區(qū)干流蓄水工程地基處理中水泥土攪拌樁的施工過(guò)程、工藝控制及質(zhì)量檢測(cè)。以為類似工程提供參考。

水泥土攪拌樁；地基處理；施工工藝；質(zhì)量檢測(cè)

1 閘壩段壩基概況

汾河流域生態(tài)修復(fù)中游核心區(qū)干流蓄水工程，采用全斷面蓄水，蓄水閘壩均采用可升降的液壓翻板閘，共15座。每座的兩側(cè)灘面閘壩高2.0 m；中間主槽蓄水閘壩高度根據(jù)其深度分別采用3.5 m、4.0 m、4.5 m和5.0 m四種，蓄水閘壩總長(zhǎng)度3 876 m。

某液壓壩壩基上部為第四系全新統(tǒng)洪沖積淺黃色低液限粉土，含植物根系及雜質(zhì)，結(jié)構(gòu)松散，稍濕～飽和，可塑～軟塑，局部夾低液限粘土透鏡體。該層低液限粉土厚度1.0～4.3 m，分布于兩岸河漫灘表層，左岸較厚。經(jīng)桿長(zhǎng)校正后的標(biāo)貫擊數(shù)為3.0～5.0擊，屬松散狀態(tài)。其含水率為17.7%～36.2%；天然密度為1.78～1.98 g/cm3；干密度為1.18～1.52 g/cm3；孔隙比為0.585～1.047；塑性指數(shù)8.1～18.7；飽和壓縮系數(shù)（av1-2）0.12～0.49 MPa-1，具中等壓縮性；垂直滲透系數(shù)為1.14～5.34×10-4cm/s，具弱透水性。

中部為全新統(tǒng)洪沖積淡黃色含細(xì)粒土砂，粒徑為粉細(xì)粒，結(jié)構(gòu)松散，稍濕～濕，為含（透）水層，厚度1.6～3.2 m。經(jīng)桿長(zhǎng)校正后的標(biāo)貫擊數(shù)為2.7～6.3擊，屬松散狀態(tài)。

下部為第四系全新統(tǒng)洪沖積淺黃、淺灰色低液限粘（粉）土，結(jié)構(gòu)松散～稍密，土體飽和，可塑～軟塑，夾低液限粉土、含細(xì)粒土砂透鏡體，本層厚度大于10 m。經(jīng)桿長(zhǎng)校正后的標(biāo)貫擊數(shù)為4.3～13.4擊，屬松散～稍密狀態(tài)。其含水率為22.3%～32.9%；天然密度為1.83～2.04 g/cm3；干密度為1.25～1.50 g/cm3；孔隙比為0.613～0.961；塑性指數(shù)8.2～28.3；飽和壓縮系數(shù)（av1-2）0.11～0.50 MPa-1，具中等壓縮性；飽和快剪凝聚力為14.1～25.7 kPa，內(nèi)摩擦角為17.0°～23.0°；垂直滲透系數(shù)為4.72×10-6～5.91×10-4cm/s，水平滲透系數(shù)為3.50×10-5～3.85×10-4cm/s，具弱～微透水性，為隔水層。

2 閘壩壩基防滲措施

水泥土攪拌樁，是深層攪拌法處理土體后，由水泥漿等材料和土體共同形成的一定強(qiáng)度的、具有整體性和水穩(wěn)定性的柱狀增強(qiáng)體。水泥土墻是由連續(xù)套接的水泥土攪拌樁組成的復(fù)合增強(qiáng)體。

2.1 水泥土攪拌樁的適用地層范圍及可達(dá)到的防滲效果

水泥土攪拌樁適用于粘性土、粉土、砂土，以及黃土、淤泥質(zhì)土和淤泥、素填土等土層。對(duì)于欠固結(jié)的淤泥質(zhì)土和淤泥，當(dāng)加固后的地基承擔(dān)豎向荷載時(shí)，應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)確定本法的適用性；對(duì)于泥炭質(zhì)土、有機(jī)質(zhì)土、塑性指數(shù)大于25的黏土、含礫直徑小于50 mm的砂礫層，以及地下水具有腐蝕性和無(wú)工程經(jīng)驗(yàn)的地區(qū)，應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)本法的適用性；適用深度為25 m以內(nèi)的深沉攪拌法施工，處理深度超過(guò)25 m時(shí)，應(yīng)進(jìn)行試驗(yàn)論證。

2.2 防滲措施

壩基防滲墻采用多軸攪拌水泥土地下連續(xù)墻，樁徑450 mm，樁距300 mm，設(shè)計(jì)成墻厚0.2 m，深入壩基相對(duì)不透水層1.0 m。防滲墻左岸灘地共計(jì)32組，設(shè)計(jì)有效樁長(zhǎng)8.5m。主槽段防滲墻共計(jì)327組，設(shè)計(jì)有效樁長(zhǎng)4.7 m。右岸灘地共計(jì)363組，設(shè)計(jì)有效樁長(zhǎng)8.5 m。

2.3 施工流程

施工工藝流程：測(cè)量放線，樁機(jī)就位、對(duì)中，報(bào)驗(yàn)樁位，制備水泥漿，攪拌噴漿下沉，噴漿攪拌提升，成樁結(jié)束位移，地基處理效果檢測(cè)。

3 施工技術(shù)要求

主劑采用強(qiáng)度等級(jí)為42.5的普通硅酸鹽水泥，水泥參入量（占天然土重的百分比）15%；攪拌樁布置在壩頂軸線位置，鉆孔進(jìn)入壩基相對(duì)不透水層1 m；地連墻的施工宜選用多頭小直徑深層攪拌施工設(shè)備，施工設(shè)備的工作面寬度不宜小于5 m。

技術(shù)要求：地連墻墻體滲透系數(shù)小于A×10-6cm/s（1＜A＜10），允許比降≥50，抗壓強(qiáng)度≥0.5 MPa，壓縮模量≤1 000 MPa；樁間搭接長(zhǎng)度，不宜小于150 mm，搭接處墻體厚度不小于0.2 m，鉆具垂直精度不大于1/200；地連墻樁頭高于設(shè)計(jì)高程20 cm，在澆筑瀝青砂漿前要進(jìn)行樁頭清理，樁頭要鑿至設(shè)計(jì)高程，清理時(shí)須順地連墻方向進(jìn)行，以防破壞地連墻，然后清洗樁頭，不留砂、土和浮皮；樁與樁搭接間隙不應(yīng)大于24 h，施工中如因故停工超過(guò)24 h，應(yīng)使下一序樁與前序樁兩側(cè)貼接，貼接長(zhǎng)度不小于1.0 m；墻體設(shè)計(jì)樁徑450 mm，采用多軸水泥攪拌樁施工，固化材料采用強(qiáng)度等級(jí)為42.5及以上普通硅酸鹽水泥，水泥摻入量為15%；圍封區(qū)內(nèi)頂部換填500 mm厚碎石墊層，碎石粒徑為5～40 mm，要求石料新鮮、堅(jiān)實(shí)、密實(shí)、耐風(fēng)化、不宜水解，含泥量不大于5%，孔隙率不大于28%；地連墻在冬季施工應(yīng)采取保溫措施。

4 質(zhì)量檢測(cè)

4.1 檢測(cè)方法

通過(guò)鉆芯法檢驗(yàn)水泥土樁樁長(zhǎng)和樁身強(qiáng)度是否滿足設(shè)計(jì)要求；通過(guò)室內(nèi)滲透試驗(yàn)測(cè)定樁體滲透系數(shù)，判定防滲墻抗?jié)B是否滿足設(shè)計(jì)要求。

4.2 取樣

根據(jù)設(shè)計(jì)要求及現(xiàn)行相關(guān)規(guī)范，鉆芯采用全樁段通長(zhǎng)取芯，按總樁數(shù)1%取芯，共抽檢8個(gè)鉆孔，左岸灘地1個(gè)鉆孔，孔深8.5 m，主槽段3個(gè)鉆孔，孔深6～8.1 m，右岸灘地4個(gè)鉆孔，孔深8.5 m。

滲透試驗(yàn)取樣，每孔6塊試樣，共計(jì)48塊；抗壓試驗(yàn)共16組。

檢驗(yàn)設(shè)備：C-240工程地質(zhì)鉆機(jī)1套，BW-150水泵1套，89 mm雙管單動(dòng)鉆具1套，50 mm鉆桿20cm，91 mm鉆頭1件，配套設(shè)備1套。

鉆機(jī)設(shè)備安裝應(yīng)穩(wěn)固、底座水平，鉆機(jī)立軸中心、天輪中心（天車前沿切點(diǎn)）與孔口中心必須在同一鉛垂線上。應(yīng)確保鉆機(jī)在鉆芯過(guò)程中不發(fā)生傾斜、移位，鉆芯孔垂直度偏差小于0.5%。

每根受檢樁鉆1孔，開(kāi)孔位置宜在樁中心附近處，采用較小的鉆頭壓力，鉆孔取芯的取芯率不低于85%。在鉆進(jìn)過(guò)程中，鉆孔內(nèi)循環(huán)水流根據(jù)鉆芯情況及時(shí)調(diào)整。鉆進(jìn)速度宜為50～100 mm/min，根據(jù)回水含砂量及顏色調(diào)整鉆進(jìn)速度。

提鉆卸取芯樣時(shí)，采用擰卸鉆頭方式取芯，嚴(yán)禁敲打卸芯。每回次進(jìn)尺控制在1.5 m以內(nèi)并對(duì)巖芯性狀進(jìn)行鑒別。芯樣從取樣器中推出時(shí)應(yīng)平穩(wěn)，嚴(yán)禁試樣受拉、受彎。芯樣在運(yùn)送和保存過(guò)程中應(yīng)避免壓、震、曬、凍，并防止試樣失水或吸水。鉆取的芯樣應(yīng)由上而下按回次順序放進(jìn)芯樣箱中，芯樣牌上應(yīng)清晰標(biāo)明回次數(shù)、深度。及時(shí)記錄鉆進(jìn)及異常情況，并對(duì)芯樣質(zhì)量進(jìn)行初步描述。應(yīng)對(duì)芯樣和標(biāo)明回次數(shù)、深度。鉆芯孔應(yīng)從孔底往上用水泥漿回灌封口。

4.3 滲透試驗(yàn)

芯樣抗壓試驗(yàn)按樁長(zhǎng)，每孔截取三組芯樣，每組芯樣為三個(gè)試件，上部芯樣位置距樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高1.0 m范圍內(nèi)，下部芯樣位置距樁底以上1.0 m內(nèi)，中間芯樣等間距截取。將現(xiàn)場(chǎng)抽取的芯樣經(jīng)室內(nèi)切削加工后進(jìn)

表2 水泥土攪拌樁抗壓試驗(yàn)成果統(tǒng)計(jì)表（其中4孔數(shù)據(jù)）

行室內(nèi)試驗(yàn)，以檢測(cè)攪拌樁防滲墻水泥土的單軸抗壓強(qiáng)度。

單軸抗壓試驗(yàn)試塊為圓柱狀，高徑比1∶1，加荷速率0.5～1.0 MPa/s。芯樣抗?jié)B試驗(yàn)按樁長(zhǎng)等距截取芯樣，缺陷部位必須截取，每根樁截取六塊。試樣經(jīng)室內(nèi)切削加工后進(jìn)行試驗(yàn)。

樁身均勻性評(píng)價(jià)原則：樁身均勻性，按單樁并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)水泥土芯樣特征進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)為均勻性良好、均勻性一般、均勻性差。

試驗(yàn)評(píng)價(jià)原則：樁身芯樣試件抗壓強(qiáng)度代表值，按一組三塊試件強(qiáng)度值的平均值確定；水泥土芯樣試件抗壓強(qiáng)度代表值，應(yīng)取各段水泥土芯樣試件抗壓強(qiáng)度代表值的最小值；樁身強(qiáng)度，按單位工程檢驗(yàn)批進(jìn)行評(píng)價(jià)，對(duì)單位工程同一條件下的受檢樁，應(yīng)取樁身芯樣試件抗壓強(qiáng)度代表值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，計(jì)算平均強(qiáng)度、標(biāo)準(zhǔn)差和變異系數(shù)，計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)值。

芯樣抗?jié)B試驗(yàn)評(píng)價(jià)原則：水泥土芯樣滲透系數(shù)，應(yīng)取最先滲水試件滲透系數(shù)，為樁身滲透系數(shù)。

4.4 檢驗(yàn)結(jié)果

4.4.1 樁身均勻性

現(xiàn)場(chǎng)鉆取的8個(gè)鉆孔，芯樣基本完整，膠結(jié)一般，連續(xù)，呈柱狀，部分塊狀，局部稍有破碎，攪拌基本均勻。綜合評(píng)價(jià)均勻性一般。

4.4.2 芯樣抗壓試驗(yàn)

從8根樁鉆芯中，共取得16組芯樣，進(jìn)行抗壓試驗(yàn)。樁身芯樣抗壓強(qiáng)度代表值，介于0.55～0.86 MPa之間，平均值為0.73 MPa，均大于設(shè)計(jì)的技術(shù)要求（抗壓強(qiáng)度≥0.5 MPa）。

4.4.3 芯樣抗?jié)B試驗(yàn)

本次鉆芯8個(gè)鉆孔，取得48個(gè)芯樣，根據(jù)室內(nèi)滲透結(jié)果，各鉆孔、各段滲透系數(shù)介于1.32×10-6～2.73×10-6之間，滿足設(shè)計(jì)要求，小于A×10-6cm/s（1＜A＜10））。

5 結(jié)語(yǔ)

水泥土地下連續(xù)墻成墻質(zhì)量好、工效高、材料省、造價(jià)合理等優(yōu)點(diǎn)，越來(lái)越多的應(yīng)用于堤防防滲、基坑圍護(hù)等工程。為使水泥土地下連續(xù)墻連續(xù)、不間斷，并達(dá)到好的防滲效果，通過(guò)做好各個(gè)環(huán)節(jié)的施工工藝控制，可達(dá)到設(shè)計(jì)、施工及質(zhì)量檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)等規(guī)范。

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1004-7042（2017）10-0041-02

李夏清（1983-），女，2006年畢業(yè)于西南交通大學(xué)土木建筑專業(yè)，工程師。

2017-08-18；

2017-09-27