高壓擺噴樁在防滲墻中的應(yīng)用

文/解俊杰 南京第一建設(shè)事務(wù)所有限責(zé)任公司 江蘇南京 210000

1、工程概況

1.1 工程概況

本工程的高壓擺噴防滲墻位于象房村泵站閘口以東，里程樁號(hào)為K0+860-K1+450共計(jì)590m，設(shè)計(jì)成墻厚度≥300mm，防滲墻設(shè)計(jì)底高程1.0m，頂高程8.5m。

1.2 地質(zhì)情況

（1）雜填土（Q4ml）：象房村泵站閘口東側(cè)回填土（該層底部含大量混凝土建筑垃圾），填齡約10年。層厚0.60～14.70m。

（2）素填土（粉土）（Q4ml）：場地較廣泛分布，灰黃、灰色，軟硬不均，粉土為主，含粉質(zhì)粘土、礫石，混少量磚塊等。填齡大于10年。層厚1.00～5.30m。

（3）粉土夾粉質(zhì)粘土：場地較普遍分布，灰色，粉土為主，含少量云母片，夾粉質(zhì)粘土薄層。稍密，中壓縮性。層厚1.00m～16.40m，頂板埋深1.50m～17.20m。

（4）淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土夾粉土（Q4al-pl）：場地較廣泛分布，灰色，夾粉土薄層，局部互層。流塑狀態(tài)，中～高壓縮性。層厚1.00m～9.10m，頂板埋深0.70m～20.0m。

2、基本原理

高壓擺噴法是一種用于軟土地基加固防滲工藝，其原理是利用鉆機(jī)鉆孔至設(shè)計(jì)深度后，以高壓射流通過高壓擺噴鉆桿下端的擺噴射裝置，向周圍土體噴射加固漿液將周圍土體切割、分離并滲入。高壓擺噴鉆桿邊噴射漿液、邊提升，在噴射的有效范圍內(nèi)來回?cái)[動(dòng)，土和漿液快速凝固成扇形墻體，從而形成連續(xù)的防滲墻。

3、高壓擺噴樁試樁試驗(yàn)

3.1 試樁目的

本次試樁地點(diǎn)選擇在K1+180空地進(jìn)行。經(jīng)設(shè)計(jì)同意采用雙重管高壓擺噴灌漿試樁數(shù)量為5根，樁長為6m，從原地面進(jìn)行試樁。通過試樁試驗(yàn)確定漿壓、氣壓，及攪拌速度，提升速度等施工參數(shù)，通過調(diào)整樁距驗(yàn)證有效成墻厚度是否滿足設(shè)計(jì)要求（≥300mm）。試樁完成及時(shí)總結(jié)試樁工藝，編制試樁成果報(bào)告，為正式施工提供依據(jù)。

3.2 試樁參數(shù)

（1）雙重管高壓擺噴施工主要技術(shù)參數(shù)參考表

（2）樁距根據(jù)設(shè)計(jì)要求定于500cm，試樁樁長6m、擺角≥60°。

（3）1#、2#、3#樁選擇水泥漿壓力 28MP,流量70 L/min ；4#、5#樁選擇水泥漿壓力26MP,流量60 L/min，其余參數(shù)選擇均相同。

（4）高壓擺噴樁施工的水泥采用普通硅酸鹽42.5號(hào)水泥，水泥漿密度1.5 g/cm3 、回漿密度≥1.2g/cm3。

3.3 試樁結(jié)果

達(dá)到齡期后進(jìn)行開挖，結(jié)果表明：1#～2#樁成墻厚度42cm；2#～3#樁成墻厚度40cm；3#～4#樁成墻厚度30cm；4#～5#樁成墻厚度28cm?，F(xiàn)場檢查1#～3#擺噴樁體中土體顆粒與水泥漿液混合均勻，在土層中形成具有一定強(qiáng)度的固結(jié)體，其樁徑、成墻厚度、外觀質(zhì)量滿足設(shè)計(jì)要求，試樁效果很理想。

通過試樁經(jīng)設(shè)計(jì)同意，雙重管高壓擺噴施工參數(shù)定為：樁距50cm；水泥漿壓力28Mpa、流量70L/min；空氣壓力0.8Mpa、流量2.6m3/min；擺噴提升速度10cm/min、轉(zhuǎn)動(dòng)速度10r/min、擺角≥60°，以確保成墻厚度≥300mm的要求。

4、高壓擺噴樁質(zhì)量控制要點(diǎn)

4.1 水泥漿液要求

（1）制漿材料采用重量或體積稱量法，誤差不應(yīng)大于5%。材料的質(zhì)量問題或材料用量不足將可能成為高壓擺噴防滲墻的質(zhì)量隱患。

（2）施工過程中，每隔15-30min定時(shí)檢測水泥漿液密度，當(dāng)水泥漿液密度超過規(guī)定的誤差時(shí)，停止高壓擺噴作業(yè)，重新調(diào)整漿液的水灰比。

（3）水泥漿隨配隨用，并在擺噴作業(yè)過程中不停的攪拌；水泥漿液質(zhì)量除定時(shí)測量其密度外，設(shè)專人記錄水泥下料數(shù)量和速率，以保證漿液的密度和均勻性。

4.2 樁位測量放樣

能否形成高壓擺噴防滲墻與樁位是否準(zhǔn)確密切相關(guān)，故必須保證樁位的定位要按設(shè)計(jì)位置進(jìn)行，切忌隨意移動(dòng)引孔位置，以避免造成兩樁搭接不上或錯(cuò)位，影響搭接長度。

4.3 引孔

根據(jù)地質(zhì)報(bào)告存在大量建筑垃圾、砂礫石，因而高壓擺噴作業(yè)前必須有一個(gè)引孔工序。引孔過程中詳細(xì)記錄孔位、孔深、地層變化和漏漿等情況，便于擺噴時(shí)對(duì)不同地層采用相應(yīng)的技術(shù)要求。引孔是高壓旋擺噴成樁的關(guān)鍵工序。

4.4 高壓擺噴樁成樁

高壓擺噴樁機(jī)就位后，操作人員要高度重視在施噴作業(yè)過程中，一方面要按試樁試驗(yàn)所得的工藝參數(shù)進(jìn)行作業(yè)，另一方面要密切注意孔內(nèi)是否有異常的情況，如泄壓、串孔，一旦發(fā)生異常應(yīng)立即進(jìn)行處理，以免引起成樁質(zhì)量事故。

4.5 防滲墻

防滲墻的形成與樁位測量放樣、引孔、高壓擺噴樁成樁的每一道工序都密不可分，防滲墻的質(zhì)量直接受上述三道工序質(zhì)量的影響和引孔孔斜質(zhì)量的制約。

4.6 檢測

（1）在施工完成14天后進(jìn)行開挖取樣檢測，開挖檢測查看灌漿墻體的完整性，取樣檢測墻體的滲透系數(shù)，要求墻體滲透系數(shù)小于 10-6cm/s，墻體R28=3～10Mpa，允許滲透比降J＞60，有效成墻厚度≥0.3m。

（2）高壓擺噴樁成樁的第28天，每隔300m布置一個(gè)檢查孔，采取地質(zhì)雷達(dá)法或超聲波法全面檢查防滲墻體的施工質(zhì)量。

4.7 特殊情況處理

（1）冒漿異常:①不冒漿，或冒漿量減少。噴射過程中，突然冒漿中斷或冒槳量減少，應(yīng)迅速檢查供泵系統(tǒng)，如供泵正常，則是地層中有大孔隙洞或漏漿，可停止提升，灌注稠漿，待重新冒漿后，繼續(xù)正常噴射。②故障處理:在噴射過程中，出現(xiàn)故障，應(yīng)迅速排除。停噴時(shí)間短的待故障排除后可再重新下管,從停噴深度以下0.5m開始噴射提升；如果停噴時(shí)間較長，噴管已不能插入停漿面以下，則需掃孔再下管，并復(fù)噴0.5～1m。

（2）鉆孔斜度超過允許范圍，需重新掃孔，直到合格為止。

結(jié)語：

經(jīng)工程實(shí)踐證明高壓擺噴樁有如下優(yōu)點(diǎn)：①樁間固結(jié)較好、無滲水盲區(qū)，防滲效果顯著、質(zhì)量容易得到保證。②施工方便，偏差較小。③施工工藝簡單、施工速度快、造價(jià)較低等優(yōu)點(diǎn)。

綜上所述，應(yīng)用高壓擺噴樁作為水利永久防滲墻技術(shù)切實(shí)可行，可以在更多的永久性防滲工程中推廣使用。