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河道工程中多頭深攪水泥土地下連續(xù)墻施工技術(shù)的運(yùn)用論文
1 工程概況
南云中河河道治理工程位于忻州市城區(qū)北部的南云中河，由西向東橫貫城區(qū)，治理段全長(zhǎng) 6.51 km.其中第 10 標(biāo)段位于忻頓公路橋上下游，樁號(hào) 3+836-5+602.5,工程主要內(nèi)容為河道兩岸及橡膠壩壩基的防滲處理。主要工程量為河道兩岸多頭深攪水泥土地下連續(xù)墻 52 985.5 m、三道橡膠壩下多頭深攪水泥土地下連續(xù)墻 3 748.6 m.
2 工程地質(zhì)條件
此次河道治理工程區(qū)為典型的地塹盆地地貌，巨厚層松散堆積物覆蓋，沒(méi)有基巖露頭。施工區(qū)內(nèi)出露及鉆探揭露地層主要為新生界、滹沱河系等第四系地層。本區(qū)主要接受大氣降水補(bǔ)給，汛期接受河水補(bǔ)給，為松散巖類(lèi)孔隙水，受上游山水庫(kù)控制，河道內(nèi)很少有水流。松散巖類(lèi)孔隙水含水層主要為全新統(tǒng)砂質(zhì)粉土、中粗砂、礫砂及上更新統(tǒng)砂質(zhì)粉土，富水性中等-較好。
3 多頭深攪水泥土地下連續(xù)墻施工
3.1 施工方法及技術(shù)
水泥土地下連續(xù)墻是利用專(zhuān)制的多頭小直徑深層攪拌鉆機(jī)，把水泥漿液噴入原土體后與之一起混合攪拌形成地下連續(xù)防滲墻體。水泥漿和土充分拌和后，水泥不但硬化凝固，而且和土體有離子交換和團(tuán)粒化作用，在多重物理和化學(xué)反應(yīng)下，形成抗壓強(qiáng)度在 0.5~1.0 MPa 左右，滲透系數(shù)不大于 A×10-6cm/s（1<A<10）的塑性連續(xù)墻體。
3.2 施工工藝施工工藝主要有場(chǎng)地平整、材料準(zhǔn)備、施工圖放樣、設(shè)備就位及安裝試用、攪拌鉆進(jìn)、提升回轉(zhuǎn)、移機(jī)進(jìn)行下一幅墻的施工等。
3.3 防滲墻施工過(guò)程
防滲墻施工前按設(shè)計(jì)及規(guī)范要求進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)工藝試驗(yàn)，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果確定和調(diào)整防滲墻施工工藝和水泥摻入量、水灰比、鉆具提升和下降速度等技術(shù)參數(shù)。
施工前，由當(dāng)班班長(zhǎng)統(tǒng)一指揮鉆機(jī)到指定位置，依據(jù)多軸鉆機(jī)鉆頭中心距，在施工墻體中心線的一邊劃定每幅間套打的準(zhǔn)確定位，誤差控制在左右 5 cm以內(nèi)。施工中用三支點(diǎn)挺桿垂直來(lái)保證鉆機(jī)的垂直度，挺桿的垂直度由垂直角度儀調(diào)整。采用精度較高的經(jīng)緯儀用作控制垂直度的初始零點(diǎn)校準(zhǔn)，并用兩側(cè)垂直角度儀定位調(diào)整鉆頭的垂直度在±0.5%以內(nèi)。施工掘進(jìn)深度由在挺桿上劃分尺度數(shù)來(lái)精確度量鉆頭鉆進(jìn)速率及最終鉆進(jìn)深度，最終以設(shè)計(jì)樁底高程為鉆進(jìn)深度控制依據(jù)。
啟動(dòng)鉆進(jìn)攪拌主機(jī)設(shè)備后，慢慢下降鉆頭與原土接觸后開(kāi)始送漿。當(dāng)鉆進(jìn)一定深度后改為快速鉆進(jìn)，同時(shí)保證攪拌軸的垂直度偏傾率不大于 0.5%.為保證與原土體充分?jǐn)嚢杌旌希栌糜?jì)時(shí)器和樁架導(dǎo)柱標(biāo)尺一起控制鉆進(jìn)攪拌下降速度 0.5~1.0 m/min.采用鉆進(jìn)一次、提升一次的方法完成單幅造墻。完成后繼續(xù)回轉(zhuǎn)，慢慢提升鉆桿，提升速率不能太大，否則會(huì)形成真空負(fù)壓力而造成孔壁坍塌、墻體空隙，進(jìn)而影響墻體質(zhì)量。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定提升速度，一般應(yīng)控制在 1.0~1.5 m/min 之間。為保證墻體厚度，應(yīng)定期檢查齒片的外徑，損耗到 2 cm 時(shí)必須換掉，或進(jìn)行補(bǔ)焊修復(fù)后再行使用。為保證成墻體質(zhì)地均勻，成墻質(zhì)量好，必須嚴(yán)格控制鉆進(jìn)過(guò)程中漿液注入的均勻性以及地面漿液翻出的狀態(tài)連貫性。每幅間墻體與墻體的搭接質(zhì)量控制是防滲墻施工最關(guān)鍵的工序之一，在現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)必須嚴(yán)格控制移機(jī)位置并做好記號(hào)，確保相鄰墻體間套接成功，保證連續(xù)墻施工的整體性和連續(xù)性。
水泥摻入比根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)工藝施工試驗(yàn)擬定為 15%,水灰比 1.3∶1,選用 PO42.5 普通硅酸鹽水泥，采用自動(dòng)計(jì)量系統(tǒng)控制用水量及水泥用量，嚴(yán)格按施工配合比制成漿液，用比重測(cè)試計(jì)測(cè)控漿液質(zhì)量。漿液使用前必須攪拌至少 30 s 后再倒入存漿桶中。
3.4 特殊情況處理及注意事項(xiàng)
當(dāng)兩幅間施工間隔太長(zhǎng)，無(wú)法鉆進(jìn)套接時(shí)，必然產(chǎn)生施工接頭，需在施工軸線的任意一邊搭接成墻處理，使兩墻邊緣碰接形成連續(xù)墻體。碰接位置需用鉆孔并用單管旋噴處理或采用其他有效方法進(jìn)行，以防形成滲流通道而影響墻體防滲效果。
因停水、停電、機(jī)械損壞等原因?qū)е抡Ｊ┕こ霈F(xiàn)中斷，應(yīng)及時(shí)記錄中斷時(shí)鉆頭位置及鉆進(jìn)深度，如在 24 h 內(nèi)能恢復(fù)正常施工，重新攪拌時(shí)須將樁機(jī)鉆頭下鉆到施工中斷深度以下 50 cm 位置，然后保持正常施工。若處理地層含水量偏低或較致密的黏土地層，且鉆頭下降噴漿攪進(jìn)時(shí)采用低檔供漿的施工方式，則會(huì)使原地形成液流態(tài)，從而造成鉆頭鉆桿帶泥量嚴(yán)重。如遇到這種問(wèn)題，可采取加大鉆頭葉片間距、減少鉆頭葉片鋼板厚度、在原致密黏土地層中施工時(shí)適當(dāng)加大灌注漿液流量等措施。
施工時(shí)注意切削和提升攪拌的負(fù)荷不應(yīng)過(guò)大，應(yīng)控制在額定電流以內(nèi)；泵口壓力、流量、水泥漿水灰比應(yīng)控制精確；施工停漿面必須高出樁頂高程設(shè)計(jì)標(biāo)高0.5 m,墻體凝固后，將高出部分挖除；一旦供漿中斷，應(yīng)將攪拌葉下沉到停漿面以下 0.5 m 處，待供漿恢復(fù)后再次攪拌提升；當(dāng)下沉到樁底，開(kāi)動(dòng)泥漿泵輸漿30 s 后方可提升，以使?jié){液完全到達(dá)樁端。
4 工程質(zhì)量檢測(cè)
通過(guò)進(jìn)行抗壓及滲透系數(shù)試驗(yàn)和產(chǎn)品直觀檢查等檢測(cè)措施，工程質(zhì)量達(dá)到了墻體抗壓強(qiáng)度大于 0.5 MPa（90 d 齡期條件下）、滲透系數(shù)不大于 A×10-6cm/s（1<A<10）量級(jí)。控制標(biāo)準(zhǔn)分別為：樁位偏差±5 cm,墻體垂直度±0.5%,鉆頭外徑小于 2 cm,水泥摻入率 15%,水泥漿液密度偏差±0.02,鉆進(jìn)速度 0.5~1.0 m/min,提升速度 1.0~1.5 m/min.
5 結(jié)語(yǔ)
多頭深攪水泥土地下連續(xù)墻工藝具有施工方便、安全可靠、止水性能好、經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的優(yōu)點(diǎn)，但其對(duì)施工地層要求相對(duì)較高，含有較大卵石、孤石（大于100 mm）的地層，則不適應(yīng)此種工藝施工。多頭深攪水泥土地下連續(xù)墻施工必須就位準(zhǔn)確、垂直，鉆機(jī)安置平穩(wěn)，嚴(yán)格按試驗(yàn)參數(shù)控制鉆進(jìn)速度和提升速度，保證樁頂和樁底的高程嚴(yán)格按設(shè)計(jì)控制，且樁頂和樁底部分必須重復(fù)攪拌注漿以保證樁體質(zhì)量。此工藝可廣泛運(yùn)用于河道蓄水防滲和基坑止水防滲等工程。
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