多頭深層攪拌防滲墻技術(shù)及實際應用

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一、多頭深層攪拌防滲墻技術(shù)

    深層攪拌工法主要用于對軟弱地基的改良，以提高地基的承載力。近年來，又將該法改進推廣應用于一般性的防滲工程，或用于城市鋼筋混凝土防洪墻的基礎及堤壩防滲中。     該工法適用的土層以黏土、粉質(zhì)黏土、密度中等以下的砂層，不適用于大砂礫石層，施工不受地下水位的影響，多頭深層攪拌防滲墻技術(shù)是在單頭和雙頭基礎上發(fā)展起來的一項堤壩防滲技術(shù)，該方法是用雙動力多頭深層攪拌樁機，通過主機的雙驅(qū)動力裝置，帶動主機上的多個并列的鉆桿轉(zhuǎn)動，并以一定的推動力使鉆桿的鉆頭向土層推進到設計深度，然后提升攪拌至孔口，在上述下鉆提升過程中，通過水泥漿泵將水泥漿由高壓輸漿管輸進鉆桿，經(jīng)鉆頭噴入土體中，在鉆進和提升的同時，水泥漿和原土充分拌和。樁機橫移就位調(diào)平，多次重復上述過程形成一道防滲墻，墻體連接方式根據(jù)要求的墻厚選定不同的鉆頭和搭接方式。     1、成墻工藝流程     (1)按設計圖紙測量放線，確定連續(xù)墻的軸線。     (2)對將要施工的連續(xù)墻段開挖導流溝，導流溝寬約O.8m，深1m。在挖導流溝的過程中，遇到地下障礙物須及時清除。     (3)確定機械行走的作業(yè)路面的承載力，然后作出相應的處理。     (4)設置鉆孔標志，確定每一鉆的位置。并用平面幾何方法確定每次移位樁機底盤的平面位置。如圖1。     (5)移動主機至設計鉆孔位置，并把樁機調(diào)正、水平，對準孔位。     (6)攪拌站噴漿，鉆頭觸地，開動鉆機，鉆進過程中要保證孔口有翻滾的水泥漿。     (7)鉆頭到達樁底高程后做提鉆攪拌，也必須保證孔口有翻滾的水泥漿。     (8)樁機橫移就位調(diào)平，然后重復上述過程。 圖1 移位示意圖      圖2 多頭深層攪拌防滲墻施工工藝流程圖  
    2、施工技術(shù)要求     交通：進出場道路及橋梁應能通過10t卡車。     施工場地：施工場地平整，堤頂寬度不小于4m，場地內(nèi)地下無大塊石、樹根、地下管線等，空中建筑物和高壓線橫跨施工場地時，距地面不小于20m(相對于18m的多頭樁機)。     固化劑：主劑一般采用325#、425#普通硅酸鹽水泥或礦渣水泥，水泥摻入量(占天然土重的百分比)一般為8%～15%。     水灰比：可根據(jù)地質(zhì)報告反映的土層性質(zhì)，土的孔隙率、孔洞裂隙情況、土層含水量及室內(nèi)試驗數(shù)據(jù)初步確定，然后再根據(jù)現(xiàn)場施工情況修正，一般來說水灰比為O.5～2.0。     鉆頭直徑：根據(jù)樁深、墻厚及垂直度的要求，可選￠220～632mm。     搭接：設計要求的樁與樁之間搭接長度應不小于50mm，隨墻深增加而應增加搭接長度。     垂直度：施工前應使樁機水平，使鉆桿保持垂直，垂直度誤差不大于1/300。     樁間接頭處理：對于要求搭接的樁孔，樁與樁的搭接間歇時間不應大于24h，如因特殊原因超過上述時間，應對最后一根樁搭接處進行空鉆留出榫頭以待下一批樁搭接；如間歇時間過長(如停電等)與后續(xù)樁無法搭接，應在設計和監(jiān)理單位認可后，采取局部補樁或注漿措施。     3、技術(shù)指標要求     (1)單軸抗壓強度大于1.0MPa；     (2)滲透系數(shù)k小于5×10^-7cm/s；     (3)滲透破壞比降：大于60。     4、施工質(zhì)量保證措施     (1)保證成墻垂直雙動力多頭深層攪拌樁機在施工前必須用經(jīng)緯儀校正機身的水平和塔架的垂直，使塔架垂直度控制在1‰內(nèi)。     為了確保鉆進過程中塔架和鉆桿的垂直度，樁機設有偏斜自動報警系統(tǒng)。鉆機在調(diào)平及施鉆過程中如果偏斜超過2‰，則報警系統(tǒng)自動報警，施工人員可以及時調(diào)整。     (2)保證墻體有效搭接厚度增大鉆頭直徑，確保有效墻體厚度。     孔位放線必須準確，樁機鉆頭對位也必須準確，通過平面幾何對位確保鉆孔偏位誤差在3cm內(nèi)。     (3)保證墻體結(jié)石體質(zhì)量采用三個并列的擠壓泵，確保漿液正常有效輸送。     配備噴漿記錄儀，自動記錄打印，減少人為影響。     當?shù)貙佑腥毕?，噴漿壓力衰減較大或孔口不返漿時，需通過或停止提升、靜壓回灌，或者增大泵的排量來解決。     5、質(zhì)量檢驗     攪拌樁體的施工作業(yè)過程質(zhì)量檢驗包括樁位、樁頂、樁底高程、樁身垂直度、樁身水泥摻入比、攪拌頭上提噴漿的速度、漿液水灰比等每樁施工作業(yè)全過程的檢驗。     攪拌樁防滲墻墻體的質(zhì)量檢驗方法主要采用鉆孔取芯檢查，開挖檢查和圍井檢查。     鉆孔取芯檢查在施工28天后，采用鉆機抽芯取樣檢驗水泥土的單軸抗壓強度，滲透系數(shù)及抽芯樣的完整性評價。堤線每100m抽檢一孔，并回填水泥砂漿封孔。     開挖檢查與圍并試驗：沿堤線每隔1km開挖一處，每處長10m，深2～3m。合格標準：墻體的外觀質(zhì)量好，無蜂窩、孔洞；防滲墻與樁間搭接、墻厚滿足設計要求；防滲墻整體性強。     若開挖檢查發(fā)現(xiàn)水泥土強度不足，應將軟弱部分挖深，回填混凝土或砂漿。     在各開挖部位作圍井注水試驗，圍井深按監(jiān)理人員指示，檢測滲透系數(shù)。合格標準：滲透系數(shù)k小于5×10^-7cm/s，抗壓強度大于1MPa。     二、多頭深層攪拌防滲墻技術(shù)應用實例     1、工程基本概況     塘埠口險段位于黃坡區(qū)魯臺鎮(zhèn)以南約2km處，為灄水東堤的一部分，起止樁號為1+650～2+300，全長650m。該段堤堤頂高程32.00m，堤外壓浸臺高程為25.OOm，寬度10～15m，堤內(nèi)壓浸臺主高程27.OOm，寬度30m，堤內(nèi)地面高程24.50m左右。     2、工程地質(zhì)條件     按巖土層成因時代、沉積特征及工程地質(zhì)性狀進行土層分層，自上而下依次為素填土厚2.36m、粉質(zhì)黏土3.76m、粉細砂4.33m、粉質(zhì)黏土9.96m、礫砂4.9m，最下部為強風化泥巖。     3、防滲墻設計要求     據(jù)上述地質(zhì)條件采用多頭深層攪拌防滲墻技術(shù)進行處理，它能夠完全封閉透水層的滲透通道，從根本上解決滲透變形問題。從地質(zhì)報告可以看出，堤基下埋藏有兩層透水層，即粉細砂層和礫砂層，要達到理想的滲控效果，截滲墻必須穿過礫砂層到達強風化片巖0.2m；防滲墻墻體厚度為330mm，選用鉆頭直徑為￠400mm；墻深范圍為11.O～22.1m。對墻體的技術(shù)要求如下：     (1)采用不低于425#的礦渣水泥。     (2)摻入的水泥用量、外加劑用量、水灰比，需由材料試驗室根據(jù)防滲和強度要求試驗確定配合比。     (3)相鄰墻施工間歇不超過24h，墻體的有效厚度不得小于330mm。     (4)墻體的垂直度誤差不大于1/300H(H為設計墻深)。     (5)墻頂中心線允許誤差為±30mm。     (6)墻深偏差不大于200mm。     (7)墻體的滲透系數(shù)k應小于10^-6cm/s，抗壓強度應不小于0.3MPa。     (8)齡期達到后，選取1%～2%的墻體進行開挖，檢查墻體的外觀質(zhì)量、搭接質(zhì)量、整體性等。     (9)在墻體鉆孔取樣作抗?jié)B和強度試驗。     (10)采用合格的措施檢查墻體的均勻性和整體性。     4、防滲墻質(zhì)量檢測     按照《防滲墻技術(shù)》第六條質(zhì)量檢驗進行檢測。     從檢測結(jié)果可以看出，抗壓強度大于2.6MPa，滲透系數(shù)小于2.9×10^-7cm/s，完全滿足設計要求的“抗壓強度大于O.3MPa，滲透系數(shù)小于10^-6m/s”。