多頭深層攪拌防滲牆技術及實際應用
發布時間:2014-08-09
摘 要 近年來,多頭深層攪拌防滲牆技術應用於堤壩防滲處理,取得了較好的效果。本文詳細介紹了這一技術和應用實例。
關鍵詞 防滲牆 施工 檢測
一、多頭深層攪拌防滲牆技術
深層攪拌工法主要用於對軟弱地基的改良,以提高地基的承載力。近年來,又將該法改進推廣應用於一般性的防滲工程,或用於城市
鋼筋混凝土防洪牆的基礎及堤壩防滲中。
該工法適用的土層以黏土、粉質黏土、密(mi)度(du)中(zhong)等(deng)以(yi)下(xia)的(de)砂(sha)層(ceng),不(bu)適(shi)用(yong)於(yu)大(da)砂(sha)礫(li)石(shi)層(ceng),施(shi)工(gong)不(bu)受(shou)地(di)下(xia)水(shui)位(wei)的(de)影(ying)響(xiang),多(duo)頭(tou)深(shen)層(ceng)攪(jiao)拌(ban)防(fang)滲(shen)牆(qiang)技(ji)術(shu)是(shi)在(zai)單(dan)頭(tou)和(he)雙(shuang)頭(tou)基(ji)礎(chu)上(shang)發(fa)展(zhan)起(qi)來(lai)的(de)一(yi)項(xiang)堤(di)壩(ba)防(fang)滲(shen)技(ji)術(shu),該(gai)方(fang)法(fa)是(shi)用(yong)雙(shuang)動(dong)力(li)多(duo)頭(tou)深(shen)層(ceng)攪(jiao)拌(ban)樁(zhuang)機(ji),通(tong)過(guo)主(zhu)機(ji)的(de)雙(shuang)驅(qu)動(dong)力(li)裝(zhuang)置(zhi),帶(dai)動(dong)主(zhu)機(ji)上(shang)的(de)多(duo)個(ge)並(bing)列(lie)的(de)鑽(zuan)杆(gan)轉(zhuan)動(dong),並(bing)以(yi)一(yi)定(ding)的(de)推(tui)動(dong)力(li)使(shi)鑽(zuan)杆(gan)的(de)鑽(zuan)頭(tou)向(xiang)土(tu)層(ceng)推(tui)進(jin)到(dao)設(she)計(ji)深(shen)度(du),然(ran)後(hou)提(ti)升(sheng)攪(jiao)拌(ban)至(zhi)孔(kong)口(kou),在(zai)上(shang)述(shu)下(xia)鑽(zuan)提(ti)升(sheng)過(guo)程(cheng)中(zhong),通(tong)過(guo)水(shui)泥(ni)漿(jiang)泵(beng)將(jiang)水(shui)泥(ni)漿(jiang)由(you)高(gao)壓(ya)輸(shu)漿(jiang)管(guan)輸(shu)進(jin)鑽(zuan)杆(gan),經(jing)鑽(zuan)頭(tou)噴(pen)入(ru)土(tu)體(ti)中(zhong),在(zai)鑽(zuan)進(jin)和(he)提(ti)升(sheng)的(de)同(tong)時(shi),水(shui)泥(ni)漿(jiang)和(he)原(yuan)土(tu)充(chong)分(fen)拌(ban)和(he)。樁(zhuang)機(ji)橫(heng)移(yi)就(jiu)位(wei)調(tiao)平(ping),多(duo)次(ci)重(zhong)複(fu)上(shang)述(shu)過(guo)程(cheng)形(xing)成(cheng)一(yi)道(dao)防(fang)滲(shen)牆(qiang),牆(qiang)體(ti)連(lian)接(jie)方(fang)式(shi)根(gen)據(ju)要(yao)求(qiu)的(de)牆(qiang)厚(hou)選(xuan)定(ding)不(bu)同(tong)的(de)鑽(zuan)頭(tou)和(he)搭(da)接(jie)方(fang)式(shi)。
1.成牆
工藝流程
(1)按設計圖紙測量放線,確定連續牆的軸線。
(2)對將要施工的連續牆段開挖導流溝,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路麵的承載力,然後作出相應的處理。
(4)設置鑽孔標誌,確定每一鑽的位置。並用平麵幾何方法確定每次移位樁機底盤的平麵位置。如圖1。
(5)移動主機至設計鑽孔位置,並把樁機調正、水平,對準孔位。
(6)攪拌站噴漿,鑽頭觸地,開動鑽機,鑽進過程中要保證孔口有翻滾的水泥漿。
(7)鑽頭到達樁底高程後做提鑽攪拌,也必須保證孔口有翻滾的水泥漿。
(8)樁機橫移就位調平,然後重複上述過程。
2.
施工技術要求
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,堤頂寬度不小於4m,場地內地下無大塊石、樹根、地下管線等,空中建築物和高壓線橫跨施工場地時,距地麵不小於20m(相對於18m的多頭樁機)。
固化劑:主劑一般采用325#、425#普通矽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:可根據地質報告反映的土層性質,土的孔隙率、孔洞裂隙情況、土層含水量及室內試驗數據初步確定,然後再根據現場施工情況修正,一般來說水灰比為O.5~2.0。
鑽頭直徑:根據樁深、牆厚及垂直度的要求,可選¢220~632mm。
搭接:設計要求的樁與樁之間搭接長度應不小於50mm,隨牆深增加而應增加搭接長度。
垂直度:施工前應使樁機水平,使鑽杆保持垂直,垂直度誤差不大於1/300。
樁間接頭處理:對於要求搭接的樁孔,樁與樁的搭接間歇時間不應大於24h,如因特殊原因超過上述時間,應對最後一根樁搭接處進行空鑽留出榫頭以待下一批樁搭接;如間歇時間過長(如停電等)與後續樁無法搭接,應在設計和監理單位認可後,采取局部補樁或
注漿措施。
3.技術指標要求
(1)單軸抗壓強度大於1.0MPa;
(2)滲透係數k小於5×10-7cm/s;
(3)滲透破壞比降:大於60。
4.施工質量保證措施
(1)保證成牆垂直雙動力多頭深層攪拌樁機在施工前必須用經緯儀校正機身的水平和塔架的垂直,使塔架垂直度控製在1‰內。
為了確保鑽進過程中塔架和鑽杆的垂直度,樁機設有偏斜自動報警係統。鑽機在調平及施鑽過程中如果偏斜超過2‰,則報警係統自動報警,施工人員可以及時調整。
(2)保證牆體有效搭接厚度增大鑽頭直徑,確保有效牆體厚度。
孔位放線必須準確,樁機鑽頭對位也必須準確,通過平麵幾何對位確保鑽孔偏位誤差在3cm內。
(3)保證牆體結石體質量采用三個並列的擠壓泵,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。
當地層有缺陷,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.質量檢驗
攪拌樁體的施工作業過程質量檢驗包括樁位、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全過程的檢驗。
攪拌樁防滲牆牆體的質量檢驗方法主要采用鑽孔取芯檢查,開挖檢查和圍井檢查。
鑽孔取芯檢查在施工28天後,采用鑽機抽芯取樣檢驗水泥土的單軸抗壓強度,滲透係數及抽芯樣的完整性評價。堤線每100m抽檢一孔,並回填水泥砂漿封孔。
開挖檢查與圍並試驗:沿堤線每隔1km開挖一處,每處長10m,深2~3m。合格標準:牆體的外觀質量好,無蜂窩、孔洞;防滲牆與樁間搭接、牆厚滿足設計要求;防滲牆整體性強。
若開挖檢查發現水泥土強度不足,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,圍井深按監理人員指示,檢測滲透係數。合格標準:滲透係數k小於5×10-7cm/s,抗壓強度大於1MPa。
二、多頭深層攪拌防滲牆技術應用實例
1.工程基本概況
塘埠口險段位於黃坡區魯台鎮以南約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,堤外壓浸台高程為25.OOm,寬度10~15m,堤內壓浸台主高程27.OOm,寬度30m,堤內地麵高程24.50m左右。
2.工程地質條件
按岩土層成因時代、沉積特征及工程地質性狀進行土層分層,自上而下依次為素填土厚2.36m、粉質黏土3.76m、粉細砂4.33m、粉質黏土9.96m、礫砂4.9m,最下部為強風化泥岩。
3.防滲牆設計要求
據ju上shang述shu地di質zhi條tiao件jian采cai用yong多duo頭tou深shen層ceng攪jiao拌ban防fang滲shen牆qiang技ji術shu進jin行xing處chu理li,它ta能neng夠gou完wan全quan封feng閉bi透tou水shui層ceng的de滲shen透tou通tong道dao,從cong根gen本ben上shang解jie決jue滲shen透tou變bian形xing問wen題ti。從cong地di質zhi報bao告gao可ke以yi看kan出chu,堤di基ji下xia埋mai藏zang有you兩liang層ceng透tou水shui層ceng,即ji粉fen細xi砂sha層ceng和he礫li砂sha層ceng,要yao達da到dao理li想xiang的de滲shen控kong效xiao果guo,截jie滲shen牆qiang必bi須xu穿chuan過guo礫li砂sha層ceng到dao達da強qiang風feng化hua片pian岩yan0.2m;防滲牆牆體厚度為330mm,選用鑽頭直徑為¢400mm;牆深範圍為11.O~22.1m。對牆體的技術要求如下:
(1)采用不低於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防滲和強度要求試驗確定配合比。
(3)相鄰牆施工間歇不超過24h,牆體的有效厚度不得小於330mm。
(4)牆體的垂直度誤差不大於1/300H(H為設計牆深)。
(5)牆頂中心線允許誤差為±30mm。
(6)牆深偏差不大於200mm。
(7)牆體的滲透係數k應小於10-6cm/s,抗壓強度應不小於0.3MPa。
(8)齡期達到後,選取1%~2%的牆體進行開挖,檢查牆體的外觀質量、搭接質量、整體性等。
(9)在牆體鑽孔取樣作抗滲和強度試驗。
(10)采用合格的措施檢查牆體的均勻性和整體性。
4.防滲牆質量檢測
按照《防滲牆技術》第六條質量檢驗進行檢測。
從檢測結果可以看出,抗壓強度大於2.6MPa,滲透係數小於2.9×10-7cm/s,完全滿足設計要求的“抗壓強度大於O.3MPa,滲透係數小於10-6m/s”。