淺談超深等厚度水泥土攪拌墻施工技術(shù)

彭彩貴（中國(guó)葛洲壩集團(tuán)第一工程有限公司 湖北 宜昌 443002）

0 引言

某基坑工程面積約54 000m2，基坑總延米為1 100m，挖深約14.9～16.40m。基坑?xùn)|側(cè)及南側(cè)設(shè)計(jì)采用厚1 200mm 地下連續(xù)墻作為圍護(hù)結(jié)構(gòu)，基坑北側(cè)及西側(cè)設(shè)計(jì)采用φ950@1050 灌注排樁結(jié)合等厚度水泥土攪拌墻作為圍護(hù)結(jié)構(gòu)。等厚度水泥土攪拌墻作為止水帷幕，延米長(zhǎng)約558m，墻厚700mm，墻深55m，水泥摻量不小于25%，28 天鉆孔取芯無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值不小于0.8MPa，墻體垂直度偏差不大于1/250，墻體滲透系數(shù)不大于7~10cm/s。

項(xiàng)目地貌類型屬長(zhǎng)江漫灘平原，地勢(shì)較平坦。工程地質(zhì)自上而下為：-2 素填土、-2 淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土、粉質(zhì)黏土、-3 淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土、粉質(zhì)黏土夾粉土、-3a 粉質(zhì)黏土與粉土粉砂互層、-4 粉細(xì)砂夾粉質(zhì)黏土、-5 粉細(xì)砂、-4e1 含中粗砂圓礫、-4 含中粗砂。

項(xiàng)目距離長(zhǎng)江約1 000m，地表水體主要為長(zhǎng)江，與地下水潛水及承壓水的水力聯(lián)系較密切；地下水類型主要為松散巖類孔隙水（孔隙潛水、承壓水），潛水與承壓水之間的水力聯(lián)系微弱。

該項(xiàng)目等厚度水泥土攪拌墻深度深，垂直度、滲透系數(shù)要求較高，地質(zhì)條件較復(fù)雜，施工難度較大。

2 主要施工技術(shù)

2.1 施工工法比選

經(jīng)市場(chǎng)調(diào)查，等厚度水泥土攪拌墻可采用TRD 工法或CSM 工法施工。TRD 工法是采用鋸鏈?zhǔn)皆O(shè)備，垂直切削下沉至設(shè)計(jì)深度，橫向推進(jìn)注入水泥漿液，形成連續(xù)、等厚、無(wú)縫的水泥墻體，適用于砂土、粉土、黏性土等土層。CSM 工法是采用銑削式設(shè)備，通過(guò)銑輪的勻速鉆進(jìn)與提升，噴漿攪拌，形成連續(xù)、等厚、無(wú)縫的水泥墻體，適用于碎石土、軟巖等土層。

根據(jù)項(xiàng)目周邊環(huán)境、地質(zhì)條件、質(zhì)量要求等，從設(shè)備適應(yīng)性、穩(wěn)定性、施工精度、成墻質(zhì)量、經(jīng)濟(jì)性等方面綜合考慮，TRD 工法較CSM 工法在均滿足施工精度、成墻質(zhì)量的前提下，地質(zhì)條件更適應(yīng)，穩(wěn)定性更好，經(jīng)濟(jì)性更優(yōu)。因此，本項(xiàng)目等厚度水泥土攪拌墻選擇采用TRD 工法施工。

2.2 設(shè)備選型

根據(jù)設(shè)計(jì)厚度、深度、施工精度及成墻質(zhì)量要求，本項(xiàng)目等厚度水泥土攪拌墻選擇TRD-E 型工法機(jī)施工，最大切削深度61m，切削寬度558～850mm，成墻速度4～7m/d。本項(xiàng)目選配12 節(jié)切割箱，由下至上排列分別為：1 節(jié)4.2m 被動(dòng)輪+11 節(jié)4.88m 切割箱，總長(zhǎng)57.88m。

2.3 施工方法選擇

綜合本項(xiàng)目地質(zhì)條件、墻體性能、墻體深度等因素，本項(xiàng)目等厚度水泥土攪拌墻選擇三步施工法，即先行切割、回撤切割、成墻攪拌。先行切割是將挖掘液通過(guò)壓漿泵注入切割土層，切割箱按照試驗(yàn)確定的速度向前推進(jìn)，將原土層挖掘松動(dòng)，切割成槽一段行程，推進(jìn)速度控制在0.2～2.0m/h；回撤切割是先行切割一段行程成槽完成后，切割箱回撤至先行切割起點(diǎn)，推進(jìn)速度控制在5～10m/h；成墻攪拌是切割箱回撤至先行切割起點(diǎn)后，更換漿液，切割箱向前推進(jìn)，通過(guò)壓漿泵注入固化液，與挖掘液混合泥漿混合攪拌，形成等厚水泥土攪拌墻，推進(jìn)速度控制在1.0～3.0m/h。

2.4 施工工藝流程

本項(xiàng)目等厚度水泥土攪拌墻施工工藝流程如下：

現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查、施工準(zhǔn)備→場(chǎng)地平整、機(jī)械拼裝及后臺(tái)布置→測(cè)量放樣→導(dǎo)向槽、預(yù)埋穴挖掘，吊放預(yù)埋箱→機(jī)械就位，設(shè)置定位線→切割箱自行打入挖掘→安裝測(cè)斜儀→先行切割→回撤切割→成墻攪拌→重復(fù)三步施工法→切割箱拔出，完工清理。

2.5 試成墻試驗(yàn)

在等厚水泥土攪拌墻正式施工前，進(jìn)行非原位試成墻試驗(yàn)，試成墻平面長(zhǎng)度不小于6m。通過(guò)試成墻試驗(yàn)掌握地層情況，驗(yàn)證施工設(shè)備在該地層條件下的施工能力，確實(shí)切割速度、水泥用量、泥漿泵流量等施工參數(shù)，檢測(cè)成墻質(zhì)量、水泥攪拌均勻性、強(qiáng)度及隔水性能，最終形成一整套本工程等厚度水泥土攪拌墻的施工參數(shù)及施工導(dǎo)則，以指導(dǎo)后續(xù)施工。

2.6 主要施工參數(shù)

先行切割挖掘液采用納基膨潤(rùn)土拌制，每立方被攪土體摻入80～100kg/m3膨潤(rùn)土；回撤切割泵送清水500～800L/min；成墻攪拌采用P.O42.5級(jí)普通硅酸鹽水泥，水泥摻量25%，水灰比1.5。

2.7 垂直度控制措施

地基處理：平整場(chǎng)地，對(duì)局部松散的土層，回填渣土并分層壓實(shí)，再鋪設(shè)鋼板，鋼板厚度3～5cm，以保證施工場(chǎng)地平整度及承載力滿足設(shè)備施工需求。

校正主機(jī)導(dǎo)桿垂直度：TRD 工法機(jī)組裝完成并就位后，使用經(jīng)緯儀對(duì)主機(jī)導(dǎo)桿垂直度從正面、側(cè)面進(jìn)行校正。

安裝測(cè)斜儀：切割箱下放至設(shè)計(jì)深度后，在切割箱體內(nèi)安裝測(cè)斜儀，測(cè)斜儀可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)切割箱垂直度偏差情況，設(shè)備操作手根據(jù)測(cè)斜儀監(jiān)測(cè)顯示切割箱垂直度偏差及時(shí)對(duì)切割箱進(jìn)行調(diào)整，確保在施工全過(guò)程墻體垂直度均符合設(shè)計(jì)要求。

2.8 墻體強(qiáng)度及滲透性控制措施

對(duì)原材料質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格控制，水泥采購(gòu)選擇知名品牌及供應(yīng)商，水泥進(jìn)場(chǎng)同步檢查質(zhì)保單，并按規(guī)定進(jìn)行取樣檢測(cè)，確保水泥質(zhì)量符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。

按照試驗(yàn)確定的施工參數(shù)，同時(shí)根據(jù)地層實(shí)際情況，嚴(yán)格控制水泥摻量及水灰比。

嚴(yán)格按三步施工法施工，切割箱橫向推進(jìn)速度、切割鏈轉(zhuǎn)速、噴漿壓力、流量等施工技術(shù)參數(shù)嚴(yán)格按試驗(yàn)確定控制，確保水泥土被均勻攪拌。

2.9 墻體搭接控制措施

嚴(yán)格控制墻體搭接長(zhǎng)度，當(dāng)天成型的與已成型墻體搭接300～500mm，嚴(yán)格控制搭接區(qū)域施工速度，搭接施工中慢速攪拌，使固化液與泥漿攪拌、混合充分，以保證墻體搭接施工質(zhì)量。轉(zhuǎn)角處采用“十”字接頭，接頭向水泥土攪拌墻墻體外側(cè)延伸不小于1m，嚴(yán)格控制“十”字接頭范圍施工的噴漿壓力、攪拌速度，做到慢速均，以保證接頭長(zhǎng)度符合要求，避免施工冷縫或局部薄弱點(diǎn)產(chǎn)生。

3 成槽質(zhì)量檢測(cè)

等厚度水泥土攪拌墻墻身強(qiáng)度采用試塊試驗(yàn)并結(jié)合28 天齡期后鉆孔取芯來(lái)綜合判定，同時(shí)進(jìn)行滲透性檢測(cè)。

墻身強(qiáng)度試塊試驗(yàn)數(shù)量及方法：采用新拌制且尚未凝固的漿液制作漿液試塊；每臺(tái)班在平面上抽查兩個(gè)取樣點(diǎn)，每個(gè)取樣點(diǎn)制作試塊三組，取樣點(diǎn)應(yīng)低于有效墻頂下2m，測(cè)定28d 無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度。

在延長(zhǎng)米方向每50m 抽檢數(shù)量不少于1 個(gè)取芯孔，每個(gè)取芯孔的抗壓試件數(shù)量不少于5 組，每組不宜于3 件試塊。

在鉆孔取芯的芯樣中，每個(gè)取芯孔取一組芯樣進(jìn)行室內(nèi)滲透性試驗(yàn)，每組試塊包括三個(gè)試件。在取芯孔中，選取5 個(gè)孔進(jìn)行原位滲透性試驗(yàn)，每個(gè)孔試驗(yàn)點(diǎn)均分別在：:-4 粉細(xì)砂夾粉質(zhì)黏土、-5 粉細(xì)砂、-4e1 含中粗砂圓礫中。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)本項(xiàng)目等厚度水泥土攪拌墻施工，驗(yàn)證了上述采取的施工工法、設(shè)備型號(hào)、施工方法、施工工藝流程、主要施工參數(shù)、垂直度控制、墻體強(qiáng)度及滲透性控制、墻體搭接控制等可行性，確保了超深等厚度水泥土攪拌墻順利施工，保證了施工質(zhì)量，可為類似項(xiàng)目施工提供借鑒。