厚中粗砂层中多轴深层搅拌防渗墙的施工

摘要：对于中粗砂层较厚的多轴深层搅拌防渗墙施工，通过改进钻头，采用中间钻头喷气工艺施工工艺，能有效地提高施工效率。以潮州供水枢纽工程上埔堤防渗墙施工为例，介绍多轴深层搅拌在厚中粗砂层中的施工工艺及质量控制。关键词：多轴深层搅拌防渗墙；厚中粗砂层；中间钻头喷气；质量控制1、工程基本情况及地质条件上埔堤是潮州供水枢纽重要挡水建筑物之一，潮州供水枢纽为Ⅰ等工程，其主要建筑物级别为2级。库区的上埔堤为Ⅰ级堤防，其堤顶高程13.4～14.8m，堤顶宽度3～6m。上埔堤堤基地质情况，从堤顶向下依次为人工填土层、粉质粘土层、中粗砂层、淤质粘土层、淤质细砂层，地下水位高程4m左右。地质条件如表1所示。表1上埔堤堤基地质条件博编针号各

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盗名朝称售仇叫平均厚度裤（助m肤）诵数渗透系于数堤（美cm/裹s老）须1晕铃铁人工填捷土跨醉内严5.89鼠蚕骤炒5×10令-3灰～呢3.12×1盗0过-3津

努2困让谨粉质粘涌土碧遥肌轨3.27行著庸亚涨6.75×1预0杀-6

坝3董赶犹中粗阳砂启欧磨所9.36灭蜂填蒸9.80×1棋0灿-2瓦～扩5.13×1脊0系-2

钢4陵堡肤淤质粘庄土瞒丙吨斧9.21寿余站雾我4.02×1瞎0酷-7料2、防渗墙设计要求设计采用多轴深层搅拌防渗墙技术进行处理，它能够完全封闭透水层的渗透通道，从根本上解决渗透变形问题。表1可以看出，堤基埋藏有两层透水层：即1人工填土层和3中粗砂层。要达到理想的渗控效果，防渗墙必须穿过中粗砂层深入淤质粘土层2m.防渗墙墙体有效厚度不小于200mm，墙深范围为16.6～19.6m。对墙体的主要技术要求如下：（1）掺入的水泥用量，外加剂用量，水灰比需由材料实验室根据防渗和强度要求试验确定配合比；（2）墙体的垂直度误差不大于0.4%；（3）墙顶中心线允许误差为±30mm；（4）墙深偏差不大于200mm；（5）墙体的渗透系数应小于A×10-6cm/s（1＜A＜10），墙体90d龄期的单轴无侧限抗压强度抗压强度应不小于0.5MPa；3、改进方法及参数确定该工程采用一台SP-5H型多动力三头深层搅拌桩机施工，最大成墙深度21m，钻头中心距325mm，钻头直径380mm，钻头间带有刚性连锁装置，施工中一次成墙。通过进行试验桩施工，最终确定合理的施工方法和施工参数。3.1施工工艺改进本工程地层以砂层为主，厚度大，如果采用传统的“预搅下沉、喷浆搅拌提升、停浆复搅下沉、再喷浆搅拌提升”的施工工艺，将导致在第二次喷浆过程中，桩管被砂层埋住而无法拨出。为了有效地解决此问题，经过研究，结合地层情况，并根据试成桩的取芯效果，将其施工工艺改为“两搅两喷”工艺[1]，即喷浆搅拌下沉、喷浆搅拌提升的施工工艺。3.2水灰比的确定合理选择水灰比，先决条件是使水泥土在搅拌过程中必须呈流态；结合本工程地质情况及施工工艺，浆太稠不利于钻进，容易堵赛管道。因此必须选择合适的水灰比；从土体吃浆情况分析，土体有空隙率，水灰比过大，则填充空隙的水泥用量就越少，水泥土性能指标则难以保证，水灰比过小则不经济；从水位情况分析，水位以下的墙体若水灰比过小浆液被稀释，成墙质量无法保证。参考其它工程经验，施工中多取水灰比为：1.0～2.0，采用12%的水泥掺入量。该工程对1.0的水灰比作三组成墙单元约10m长的试验墙。7天后开挖检查，开挖长10m，深3.5m，宽2m，并去掉桩头50cm.经检查，水灰比为1.0的成墙单元成墙效果较好。桩间搭接良好，墙体完整，轮廓清晰，墙体密实性好，从墙体剖面来看，最小墙厚达22cm，桩间最小搭接厚度64mm，从墙体侧面轮廓用吊锤测试垂直度均小于0.4%，孔口有少量返浆，因此水灰比为1.0可满足施工要求。少侧尸3.路3逮改进钻头冤施工时，俘当钻进深度达昂到集9m馆后，产生孔斜俯并频繁出现钻异进时喷浆孔堵文孔现象，且提欣升钻杆困难，夜造成深搅机电币动机工作电流沙过大，存在电燕动机烧毁的危嫂险，并多次出由现埋管现象，险严重影响施工注进度。钻头提中起后，检查喷宏浆管，发现喷摊浆管中的水泥索土浆中夹杂大鸽量砂粒。分析阅原因，钻杆钻犹进深度达辱9m故后，进入中粗堆砂层，采用正关常搅拌转速、国提升速度难以轰使浆液得到充素分搅拌，孔口陪的喷浆压力小声于水泥土浆产虏生的压力，导叹致大量砂粒进开入喷浆孔，从所而导致喷浆孔勉堵塞，如单一臂的增大输浆压寒力必然造成返到浆过量，材料禁浪费。不均匀香的含砂水泥土靠浆造成钻杆提塞升时阻力较大忙，使钻杆提升啦困难。针对这语一问题，经过粱多次试验，订毫出如下改进措障施：打将双幻层订4早叶片改为三暮层搂6斜叶片，在底层幻十字叶片下方赢焊接切削片，陆宽慰6cm创，长狸6cm演，与刀片成向爸下来30慢o善夹角，以提高饥切削和搅拌效影率并起到定向诵作用，刚进入秋砂层时，降低迎钻进速度，从揭而避免孔斜；青将喷浆孔直径狼由党1cm岗改小为楚0.6cm悠以提高喷浆孔的口处的出浆流结速，减少堵孔战几率。钻头改辆进示意图如悲图养1.蹈图色3.瑞4盏采用中间钻头础喷气工艺瑞采用两侧恩钻头喷浆，中界间钻头喷气工色艺施工。从水繁泥土搅拌桩的蛾成桩机理来看殃，水泥浆与土肥体的搅拌越均孕匀，土体颗粒饭粉碎越小，水顽泥浆分布到土塑体中就越均匀撇，则水泥土结梦构离散性就越槐小，其总体强宇度就越汤高准[2][3闪]作，而砂本身具邻有搅动松散的音特性，采用两找侧钻头喷浆配嗽合中间钻头喷爹气工艺，可以桥大大减少埋管贫的几率。因为户砂层具有搅动撤松散，同时又骤具有快密实等汪特点，在下搅叛过程中进行喷呼浆、喷气，砂们颗粒间能快速投充满浆液，减吹缓砂密实，并扇严格控制下沉针和提升的速度都，砂颗粒与水浩泥浆液的强制吹搅拌得到充分服拌和，提高了蝶拌和物的流动姓性，减少堵管坏、埋管的可能梨性。该工程现伞场采袋用装AW900烂8遗型空压机供气猫，从施工情况布来看，如气压唇太低，无法达译到预防喷浆口节堵塞的效果，搏如气压太高，贞则返浆量过大驾。通过现场试给验，最终确定剃气压敏为散0.左4匙～敬0.7MP氧a叶，大大提高了泼深搅机在中粗基砂层的施工效悠率。桂短挑3.退5苏其它参数的确麦定完叹图索1直钻头改进示意喜图久根据试验镇桩施工情况分面析，决定采用充水灰比类为肥1胃：正1滴、两搅两喷、陡中间钻头喷气骤，一次成墙的动方案施工。具珍体施工工艺参抄数如下：唇钻头直径绕：跳380mm挑水泥掺入茧比虑：胜12%双单元成墙展长度：造970mm彼单元桩搅论拌面积：姥0.326m匹2捧钻进速度办：系0.鹅5抵～岸0瓜.6m钱/min垃提升速度抄：于0.讯6勿～招0趴.8m妥/min次转速无：腐4绍7夏～越55r/mi支n圆浆液比重隙：准1.51g翼/cm馋3稼每米桩水尺泥用量：搭70.4kg宏每根管孙0.2樱5推米润浆量：下墓沉血80%补8L鉴，上据提深20%嚷2L卖诵4决、施工中的质皮量控制身内垄4.夜1拴桩位杀防渗墙施件工前，按照图裳纸的墙体中心再线进行放样定隶位，其中心线陆允许误差度不其得大奖于坛±慕3cm标。施工中，从艰起始桩号开始负，沿前进方向茄每洲50m蔽拉线放样一次株。用拉线标定按施工方向，并隐用定位标尺标德定桩位。减商哪4.缝2出钻孔垂直度沃下钻前检步查主机上的水赢平控制装置并日确保主机机架救处于铅垂状态开。施工中，重诞点检查主机支运腿是否存在下炊陷或油缸泄压证现象，若有此挺现象，应及时羞通过四个支腿打油缸调平。段财咱4.叛3脂浆液参数及输命浆不水泥浆液锡严格按照规定腾的配合触比缎1摸：崭1迎制作，用比重计计测量控制浆网液的质量，浆零液比重控制污在昨1.4奉9裳～园1填.53g晒/cm甲3忘范围内。活根据地层春吃浆变化调整烂输浆量和中间犁钻头气压，总辨输浆量不小于语设计要求。根先据采用的水灰极比及每米所需庸水泥浆量，计代算出每侦0.25m阶所用水泥浆量赏作供浆参考，皆采用电脑记录酒仪控制，记录胡并及时打印出赢其升降每流0.25m胶用浆量。输浆旅保持一定的压浇力，但不宜过恼大，输浆压力谦控制闭在责0.补4街～宅0.8MP复a围。吩芽蚊4.衰4旋提升和钻进浩为保证浆蚊液搅拌均匀，表严格按照施工迎工艺参数控制贝钻进、提升速低度，并与搅拌狱轴转速相协调漂。对于设计墙盆底高程以菠上鸟2金～她3秀m汽范围内或掘进卷达设计深度延阀续喷报浆流1漆0览秒左右，重复率提鲜升柔1朝～触2确次。历川量4.万5泡墙体深度席在桩架导含柱上划分标尺束来测量钻进深职度，钻进深度绪不小于实际地祥面高程与设计着墙体底部高程姓之差。恭跑5倦、质量检测条质量检测姑采取开挖外观挨检查、取样室开内实验等手段膀。用翠疾5.年1更开挖外观检测蹲按平均每闯250m福一段，每段均毕在施工结露束轨1竭5扑天后开挖检查传，开挖长度约搏10m各，开挖深度最彼深达名3.5m盖，宽度财2m写.推经检测，防渗甜墙体搅拌基本规均匀，成墙厚睡度最小弦23cm赖，最大营26cm挠；防渗墙体连唇续均匀，整体垦性好，桩间搭蹄接良好，未发重现开叉现象，赤桩轮廓垂直度蒸在豪0.4允%另以内，上部和择下部搭接基本盯一致，搭接处须最小厚度为塘62mm迷（理论厚度着58mm怀）。偶碌骄5.昼2蜜室内试验兵对上埔堤李深层搅拌防渗苗墙抽芯检测了揭五个部位，共潜抽耕芯弓6裂孔，总进尺陷196.1m谣；取有深搅防厦渗墙渗透试验适样豪品竹1诊2赠组后（崖7屋2采件），深搅防饱渗墙抗压试验径样桶品补1夸2领组享（膝3隔6随件）。具体试顶验数据见咳表龄2狮，浑表荐3[4]垦.渡从试验结果来绘看，深搅防渗帆墙渗透系数小睁于归A×10傻-6cm啄/先s追（别1惧＜谦A五＜嘴1扭0迹），深搅防渗揉墙抗压强度离树散性较大，但最均大掀于罩0.5MP唉a总，均满足设计银要求。味罩次表赤2滩上埔堤深搅防日渗墙芯样室内福渗透试验数据槽汇总表税抽芯孔编号奇取样深度昏（狭m俯）式芯样编组宵渗透系数单个赢值犯（睡×10胃-8视劈cm德/勒s部）要渗透系数代表缓值

络（袖×10卵-8石旦cm宜/湾s尖）诉1-池0臣毒3.恩0陆～勿4.1局5形犬1探吴4.0忽4粒项4.0法0重泳2.6因8井艘2.3演2易搅4.0恼0走细4.1施3许蕉3.5瞎3津敢6.饱8枯～糟8.筹0宫秆2谅宾73.8含2负炒54.2皱3张校46.0各7拴羞25.3游2调兰49.0持2怕电40.8志5农蓝48.2总2谈滔2-肌0棋毛12.钉1盆～防13.且5毫掀1广丽52.3落7贤宰2.0亩7丘苦1.7灰7桂琴1.8漆0也洋1.5驳8常喊1.4植7半叹10.1纸8村饰3-狱0至漆1.3红5姥～赶2.绳5犯诱1裳牢78.5则6浪门14.1观5衰俗2.6络8模窝11.5阶0测收2.1泊0强乐3.3冠2隶锄18.7查2彩覆5.属3谷～扰6.5虑5雀他2哀饲30.6腐4尤训3.6鱼7册滨3.1刃4陡键17.5提1滚姨13.6筐2屑诵3.9剧5凳因12.1艳2萌暴10.9剪5厚～坏12.1训5个目3怒天5.3典7知削5.4临5放渠5.2销1晌兼5.1尾1标导2.0旁7炎页1.9挽2蝴岔4.1仍9腹张4-诉0桌衰0.妄5然～马1.撒6醉丢1烛洽13.6慢2爆咬105.6液5穿瞒122.5事5观他10.2膜1成混14.1遭5鱼告26.3摔0知刊48.7钱5傻按4.假2双～搜5.程4贸茧2姜讯61.2徐7散涉105.6曲5锅海46.0议7耐腐36.6瓜9坏压122.5仗5屋境91.4级5谅海77.2好8冈咳10.们2仍～渗11.魄4摘替3机内1.7扎2骂庆2.0腥7继沙1.5惩8饼应1.5役5里仍1.9作2体饺1.7陪7最立1.7球7居泽5-鹅0蓝斑1.岸0救～概3.跑0抱合1订危2.7奋4析我2.1尺9汤倾2.8摘5宽冤3.2酸2缘店10.1颗8插题122.5签5浩允23.9恐6秆息6-宰0带储1.武8仔～旺3.舰4贡阀1柏缩3.9册5宇搞2.3生9蔽搬30.6诞4族岗4.0予8独部3.5至5寨坛30.6炕4炕享12.5沿4等融4.屋0堆～舅6.礼5蚂滚2驼蜓40.8紧5捞品16.0府0备哗14.1雕5陵赤46.0尤7珠陡2.6衔4槽授2.0泥4周樱20.2壁9灭拍表接3胆久上埔堤深搅防蓬渗墙芯样室内垂抗压试验数据迷汇总表著抽芯孔编号朽取样深度勿（上m汁）患芯样编组阿抗压强度换算愁单个值恰（杠MP引a臂）蒸强度代表值低（聚MP泛a疮）燕1-宾0冠挑2.许0棵～益3.蝇0降怠1蛋碎3.9角7贷橡3.9茶7煤最4.0复2罪搜3.9谷3矿聚6.虫0支～吹6.需6堆奏2驶费0.5芝2疾丸0.6怜3迈查0.5趁7美授0.5墓7壳络2-驻0震沿11.捞5填～穗12.陶1靠背1视腾2.8系8度弱5.2盆2泛床7.5病1俯需5.2拥0广脚3-盘0秆捏2.牛5奴～限3.垮1咳桃1罚固1.0吩9奥优1.7旺5牢厅2.8赖1予切1.8宵8抛惰6.用6女～彩7.差2赖荷2校蚀2.5脏3剧撤2.4丽0农贞2.8性8律慈2.6金0初所12.1因5牛～左12.菊7切思3余社9.3吗5抓黄6.5唱3雪笨7.6黎9想好7.8飞6泡聚4-殿0蹈