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多头搅拌桩防渗墙施工工艺探析

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摘要:多头搅拌桩防渗墙施工技术,工期相对较短,而且施工过程中不产生噪音、振动和污染,加之其成本较低,在国内江河堤防垂直防渗工程项目施工建设过程中得以广泛的应用。文章先对多头搅拌桩防渗墙施工技术要点进行了分析,并在此基础上以某工程项目为例,就如何加强施工质量控制进行了探讨。

关键词:多头搅拌桩;防渗墙施工艺;江河堤防;防渗设计;施工质量控制

对于多头搅拌桩防渗墙而言,其多应用在江河堤防渗设计之中。该技术工艺中的固化剂主要是水泥,基于特制搅拌机械设备,将水泥浆喷入到地层,强制搅拌水泥浆、土体,并利用土体、水泥浆之间的物理和化学作用,使水泥土有效地硬结成防渗墙体,从而形成一道均匀、整体而且具有强度大、抗渗性强的防渗墙体。

1多头搅拌桩防渗墙施工技术要点

对于多头搅拌桩而言,由于其施工过程中采用的机械设备、技术工艺非常先进,因此在软土地基质量改良过程中的应用效果也非常显著。在具体施工的过程中,技术人员采用先进的技术工艺,大大提高了施工质量和效率。多头搅拌桩在防渗墙施工过程中的应用广泛,多种类型的土质中均可应用。比如,黏土以及粉质黏土和砂层等,均可适用。然而受钻进因素影响,使其无法应用在大沙砾石层的地基之下;该种施工工艺一般不受地下水等因素的影响,技术人员在对拟建工程所在地的地基加固处理时,利用多头搅拌桩防渗技术;其主要是通过双驱动动力设备带动主机上的钻头持续钻进,多个钻头在推动力作用下将钻头推向预设深度,提升钻头至孔口。在这一操作过程中,应当将水泥浆从高压输送管运至钻杆中,然后再经钻头向软土地基流入;钻进、提升环节,水泥浆以及土体搅拌时,水平移动钻机,通过多次平移即可形成防渗墙。在成墙过程中,基本的工艺流程如下:施工人员应当熟悉设计图纸,并且准确把握工艺流程,严格按照图纸要求放线,并且对连续墙体轴线进行复核和定位;钻进开始之前,应当对即将施工连续墙段开挖沟槽,彻底清理沟槽中的障碍物以及各种杂物;防渗墙施工过程中,技术人员需根据机械设备的规格以及现场工况条件,对钻进机械设备的作业行走路线进行合理布局,严格复核作业路面的有效承载能力,以免作业行走时出现下陷现象。此外,还要合理布设标志,以确保能够清楚地看到钻孔位置,并且采用平面几何法对移位时的桩机底盘位置进行确定;将主机移至预设钻孔处,适当调整桩位置。

2多头搅拌桩防渗墙施工案例分析

2.1工况概述

本文以岐山围梅溪河右岸工程项目为例,就多头搅拌桩防渗墙施工工艺及其质量控制进行研究。本工程从梅溪河的红莲池水闸起(梅右00+000)到梅溪河口(梅右10+618),其中防洪堤、防潮堤的长度分别为7.45km和3.168km,级别分别为2级和1级。本工程设计要求是:多头水泥土搅拌桩防渗墙桩径至少Φ300mm,水泥强度32.5等级以上,桩间搭接100mm,成墙的厚度至少250mm。成墙渗透系数K≤1.0×10-6cm/s,水泥土抗压强度≥0.8MPa;引用《建筑地基处理技术规范》(JGJ79-2002)和《深层搅拌法技术规范》(DL/T5425-2009)。

2.2防渗墙施工

沿着成墙轴线进行导向导浆槽开挖,其宽度和深度分别为0.5m,并且将土堆填至背水坡处的坡面。多头搅拌桩防渗墙施工过程中,采用“两喷两搅”工艺,一次成墙,而且施工时采用型号为SP-5型的双动力大扭矩三钻头桩机。一次移位0.6m,成墙单元长度为0.6m,分序墙体咬合为100mm,而且其厚度为250mm。对于水泥平台位置的搅拌系统而言,根据水灰比配制和搅拌水泥浆;用泥浆泵将水泥浆送至储浆罐之中;桩机以后,对其进行调平。启动桩机以后,使钻头底部位置与堤防顶路面的高程统一起来,搅拌下沉并送浆,深层搅拌记录设备将钻进的深度记录下来,直至预设深度为止;提钻以后,喷浆搅拌直至顶面。最后将送浆泵关闭,主机沿预定的方向移动距离0.6m,然后重复上述工序,直至整个工程项目施工完成为止。

2.3施工工艺控制要点

根据设计图纸对防渗墙的深度进行确定,并在此基础上编制施工桩深表格。以1.0为水灰比标准对水泥浆进行配制,每次配浆均需利用比重计对比重进行测量,每次搅拌1罐,加水42.5L,再加入500kg水泥(10袋),搅拌3分钟以上;水泥浆液的配制应当随配随用,为防止出现水泥浆液离析现象发生,灰浆搅拌机应当连续搅拌。在具体施工过程中,下沉提升时的速度以每分钟1.0~1.2m为宜,用浆量以孔口位置略有返浆为准,并且实时观察返浆状况,对供浆压力、提升(或下沉)速度进行协调。在具体施工过程中,施工人员应当对桩机、配套设备加强维护,保证其能够连续施工作业;各班次对钻头叶片严格检测,而且钻头的直径以300mm为宜。与防渗墙施工轴线行进方向设置桩位参照线,而且桩位架的长度以0.6m为宜;成墙施工完成后,沿着造墙线轴线,将桩机向前移动0.6m,桩位偏差以±5cm为宜;对桩机上的三通管液面进行适当的调整,桩机架的倾斜率不超过0.3%。喷浆成墙时,若出现故障问题,则需及时停止喷浆。桩机钻头提升或者下沉至设计桩顶位置,需稍微停留一下,喷浆时再搅拌;浆液到达桩顶或者桩底位置,确保桩头密实均匀。对于那些有特殊要求,比如需要搭接的桩孔,桩搭接时的间歇时间不超过24小时。特殊情况下,至少要24小时;最后一根桩应当空钻处理,将咬合凹槽预先留出来,以待桩搭接。如果间歇的时间太长,则会导致与后续桩难以搭接,此时需采取有效的方法,比如错位,与原桩墙绑桩进行搭接,重新回至原防渗墙轴线上。在具体施工时,根据桩机搅拌记录仪显示以及打印的原始资料,由专人对其进行记录,资料与具体施工同步进行。

2.4原料以及防渗墙检测

该段施工过程中,多头搅拌桩施工时需检验原料,即对水泥质量进行检测,建成防渗墙,并对其进行检测。本标段多头搅拌桩防渗墙施工工程量为106260m2,预计水泥用量10723t;对进场水泥进行送检时,按照相同批号200t以内作为一个批次,总共需送54次。根据《深层搅拌法技术规范》(DL/T5425-2009)规定和设计要求,结合工况特点和要求,制定防渗墙成墙检测方案。根据工程项目施工建设进度,沿着防渗墙造墙轴线500m开挖一处,每处长、深分别为3~5m、2~2.5m。同时,需对检测墙体外观,桩间搭接以及桩体垂直度和墙厚及桩位偏差进行严格检测。施工完成后,经监理进行见证,委托具有检测资质的单位,沿造墙轴线布置检查孔。通过所取芯样,检查墙体完整性、均匀性,并进行抗压强度,渗透系数、允许比降等室内试验。斜坡式堤防每300m布置一检查孔,不足300m也布设一检查孔,取芯后的钻孔采用水泥砂浆封堵。陡墙式堤防每100m布置一检查孔,不足100m也布设一检查孔,取芯后的钻孔采用水泥砂浆封堵。

2.5多头搅拌桩防渗墙施工质量及安全控制

2.5.1多头搅拌桩防渗墙施工质量控制。试桩水泥的强度等级应当在32.5MPa以上,施工时只能利用单一品牌水泥,切忌混用,严禁使用结块、受潮以及变质水泥。桩机就位以后,应当确保其平整性和稳固性,施工过程中不能出现移动或者倾斜等现象;桩机钻杆偏差(垂直)不超过1%,而且桩位的偏差不超过50mm。喷搅至停浆面时,需及时停止提升,并进行数秒钟的搅拌与喷浆,确保桩头密实性。在搅拌钻进过程中,需对桩机上布设的电流表电流情况进行仔细观察,在此过程中若地层坚硬、电流超过80毫安,则应当调至二挡再进行钻进作业;如果二挡钻进时电流一直在80毫安以上,则需及时通知监理、设计以及业主等单位或者负责人,对终孔进行验收。在喷浆成桩过程中,拌浆人员一定要注意水泥浆比重进行严格检测,至少要在1.52g/cm3以上。在试桩之前,应当做好班组施工技术交底工作,并且详细告知工艺、目的以及相关技术参数等。在具体试桩之前,需严格检查钻头,喷浆施工过程中钻头应当是“+”字钻头,而且试桩的桩头直径以Φ300mm为宜。

2.5.2加强施工安全管理的有效措施。多头搅拌桩防渗墙施工过程中,入场试桩人员必须穿拖鞋,而且还要佩戴好安全帽和相关设备,高空作业人员需配带好安全带(或者安全绳),尤其是特殊作业人员应当配带专门的护具,比如电焊工必须配带目镜或者面罩等。进入施工现场的作业人员,不可停留在桩机机头的正对面,而是应当远离送浆管。对于试桩人员而言,应当严格遵守职责,采取严格的交接班制度,而且还要熟知桩机操作规程;具体施工过程中,应当坚守岗位,酒后一律不得上岗作业。建材搬运以及施工设备和工具应用过程中,应当时刻注意个人以及他人的安全;在器材以及工具设备上传和下传过程中,严禁抛掷。恶劣天气条件下,试桩施工可能会受到验证的影响,所以禁止露天高空作业和起重施工操作。此外,切忌在架空电力线的正下方试桩、搭棚以及各种临时的物品和设施堆放。

3结语

随着建筑行业的快速发展,多头搅拌桩防渗墙施工工艺日渐完善和提高,防渗墙的安全可靠性和经济性也大大增强,无论是工程项目建设造价,还是工艺效果都达到了令人满意的程度。虽然多头搅拌桩防渗墙施工技术水平不断提高,但是在未来的发展过程中依然要不断创新和改进,密切结合工况特点和施工建设要求,以此确保防渗墙施工质量。

参考文献

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[2]陈绍英,沈立宏,俞志华.多头深层搅拌水泥土防渗墙施工关键技术与质量控制研究[J].江西建材,2014,(4).

[3]胡静.复合地基堤防水泥深层搅拌桩防渗墙施工设计研究[J].陕西水利,2016,(7).

[4]马骏.多头搅拌桩结合高压旋喷桩施工技术在深基坑防渗帷幕中的应用[J].水运工程,2016,(6).

[5]韦宏奎.混凝土搅拌桩防渗墙在水库围坝防渗中的应用[J].现代物业(上旬刊),2015,(6).

作者:林泽武 单位:广东水电二局股份有限公司

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