水泥土攪拌樁在水庫壩基防滲中的應(yīng)用

摘要：水泥土攪拌樁是利用水泥作為固化劑，通過攪拌樁機(jī)械邊鉆進(jìn)邊往軟土中噴射水泥漿液，在地基深處就地將軟土固化成為具有足夠強(qiáng)度、變形模量和穩(wěn)定性的水泥土，從而達(dá)到提高地基強(qiáng)度或基礎(chǔ)防滲目的。希尼爾水庫大壩在壩基防滲設(shè)計中，根據(jù)水文、地質(zhì)等勘察資料，創(chuàng)造性地采用了該項技術(shù)，取得了成功，并且積累了一定的經(jīng)驗。

關(guān)鍵詞：水泥土攪拌樁;壩基防滲;希尼爾水庫

前言

水泥土攪拌樁防滲墻是用于平原水庫壩基防滲漏的一種新方法，其原理是利用水泥作為主要的固化劑。通過特制的深層攪拌機(jī)械，在地基深處將天然原土和水泥漿強(qiáng)制攪拌均勻形成水泥土，通過水泥土的自重填充作用使被加固土體密實，并利用水泥漿在水化過程中的凝結(jié)與硬化將土壤顆粒膠結(jié)在一起，使被加固土體硬結(jié)成具有整體性、水穩(wěn)定性和一定防滲能力及強(qiáng)度的水泥土樁，多樁相割搭接形成連續(xù)密實的水泥土防滲墻。

1工程概述

希尼爾水庫位于新疆巴州尉犁縣境內(nèi)，地理坐標(biāo)為東經(jīng)86°13′—86°18′，北緯41°33′—41°38′。水庫是從孔雀河第一分水樞紐引水，經(jīng)庫塔干渠總干渠輸水的注入式大⑵型平原水庫。一期設(shè)計庫容為0.98×108m3，最大壩高20m，相應(yīng)設(shè)計水位為913.6m，水面面積16.74km2，死庫容為0.1×108m3，死水位905.8m，相應(yīng)水面面積5.9km2。

希尼爾水庫工程包括：主、副壩、引水閘、引水渠、放水閘、分水閘、放水渠及附屬設(shè)施等。壩體為土工膜斜墻防滲碾壓式土石壩，壩頂寬6m，壩長7650m，上游壩坡1：2.5，下游壩坡1：2;壩體防滲采取斜鋪復(fù)合膜（兩布一膜）結(jié)構(gòu)，其中膜厚0.75mm，無紡布規(guī)格為200g/m2;壩上游護(hù)坡設(shè)計為砼板（C30W8F300）護(hù)坡，砼板厚15-22cm。壩基防滲，根據(jù)地質(zhì)情況的不同，分別采取 PE塑膜、塑性混凝土防滲墻、水泥土攪拌樁防滲墻三種不同形式的防滲方式。

2水泥土攪拌樁設(shè)計指標(biāo)

希尼爾水庫主壩部分（4+350～4+627，5+025～5+350）壩基防滲采用水泥土攪拌樁，設(shè)計單位對水泥土攪拌樁提出了如下技術(shù)要求：①樁徑φ450mm;②有效成墻厚度316mm，樁中心距320mm，搭接長度65mm;③墻的中心線偏差為±30mm;④墻底進(jìn)入巖基（或者相對不透水層）不小于1m;⑤傾斜率誤差小于1%;⑥28d滲透系數(shù)K28≤5×10-7cm/s;⑦28d抗壓強(qiáng)度R28≥2.OMPa;⑧允許滲透比降J28≥120;⑨防滲墻深度為8～13m;⑩水泥摻入比取8%～12%。

3工程主要施工工藝

3.1樁機(jī)調(diào)平定位

根據(jù)預(yù)先測定的標(biāo)位及施工次序進(jìn)行樁機(jī)定位，對中調(diào)平，利用液壓支腿的升降調(diào)整樁機(jī)的水平度，保證樁機(jī)水平及垂直偏差滿足設(shè)計要求.

3.2漿液制備

漿液拌和應(yīng)符合水灰比的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，為保證漿液質(zhì)量，高速攪拌機(jī)拌制漿液時間不少于30s，漿液自制備至用完時間不大于4h.要隨時進(jìn)行漿液性能試驗及其凝固體的物理性能試驗，并記錄試驗結(jié)果。

3.3正攪注漿下沉

依次啟動泥漿泵和樁機(jī)主機(jī)，通過主機(jī)的動力傳動裝置，正向帶動主機(jī)上多個并列的鉆桿轉(zhuǎn)動，并以一定的推進(jìn)力使鉆頭向土層深處推進(jìn)，自上而下邊注漿邊鉆進(jìn)直至設(shè)計深度，其下沉速度與供漿流量根據(jù)下切地層實際確定。

3.4反攪注漿提升

樁機(jī)下沉到達(dá)設(shè)計深度，繼續(xù)開啟泥漿泵.反向調(diào)整主機(jī)轉(zhuǎn)動方向，邊噴邊攪，直至提出地面。樁機(jī)提升階段，孔口應(yīng)保持輕微返漿，無返漿時，應(yīng)加大供漿量。返漿過大，可提高提升速度或降低供漿量。

4.5單元成墻

按照上述程序完成I序樁，樁機(jī)縱向平移0.32m，重復(fù)以上過程完成Ⅱ序樁，樁機(jī)再次縱移0.32m，重復(fù)以上過程完成Ⅲ序樁，并同時完成本單元墻施工，前后兩組樁相互切割分三次成墻，單元墻長度約3.0m，單元墻完成后，樁機(jī)縱移，開始下一單元墻施工。

4 ?工程質(zhì)量評價

（1）開挖檢查

從施工完成情況與局部開挖質(zhì)量檢查來看，樁間的搭接連續(xù)性以及水泥土攪拌的均勻性良好;樁輪廓垂直度在0.5%以內(nèi)，樁位偏差在±2cm范圍內(nèi);墻與墻之間的過渡搭接連續(xù)均勻，搭接處最小厚度均大于316mm，樁徑檢測值均大于450mm，滿足要求;墻體無蜂窩、孔洞現(xiàn)象，墻體搭接均勻、顏色較均勻，墻體連續(xù)性好，質(zhì)地較堅硬密實。

（2）鉆孔取芯檢驗

攪拌樁完工達(dá)到齡期28d后，采用鉆孔取芯的方法直觀檢查樁體內(nèi)部均勻性、連續(xù)性及強(qiáng)度，并做成試塊作抗壓強(qiáng)度實驗，水泥土攪拌樁防滲墻鉆孔取芯檢驗成果見表1。

5 ?結(jié)束語

在水泥土攪拌樁防滲工程中，由于采取了有針對性的質(zhì)量控制措施，保證了水泥土攪拌樁的施工質(zhì)量和防滲效果，試驗結(jié)果表明：滲透系數(shù)K28=2.84×10-7～1.40×10-8cm/s，抗壓強(qiáng)度R28=2.1～6.6MPa，滲透比降J28≥129～165，噴漿效果顯著，可起到明顯的防滲作用，滿足設(shè)計要求。

作者簡介：郎才（1987- ）男，新疆和靜縣人，大學(xué)本科，主要從事水利工程及水政水資源管理工作。