攪拌樁防滲墻在橡膠壩基礎工程中的應用

偃師市水利局 閆盈娜

攪拌樁防滲墻在橡膠壩基礎工程中的應用

偃師市水利局 閆盈娜

攪拌樁防滲墻的基本工作原理是運用深層攪拌機在地基一定深度范圍內把水泥漿噴入土體，使水泥和土體產生一系列的物理-化學反應凝結形成具有整體性、水穩性、一定強度和防滲能力的水泥土樁體防滲墻。該法目已廣泛應用于我國大江大河和湖泊的堤壩加固防滲工程，它的主要優點是施工進度快、防滲效果好且造價低。本文，筆者介紹了攪拌樁防滲墻在偃師市橡膠壩基礎工程中的應用。

一、工程概況

偃師市洛河橡膠壩位于偃師市城區段洛河上，壩址距310省道洛河大橋下游1.53 km，工程等別為Ⅳ，地震設防為6度。該程設計正常蓄水位115.4 m，蓄水量480萬m3，橡膠壩總長638.4 m。其中橡膠壩段位于主河槽上，布置5跨，單跨壩長80 m，總長408.4 m，設計壩高3.0 m，壩底板順水流方向長11.5 m，橡膠壩段與控制室之間為灘地寬頂堰，南北岸長度均為93 m；灘地寬頂堰外側為控制室，南、北控制室段長度均為22 m。橡膠壩與上、下游河道主河槽設連接段，連接段長度上游50 m，下游70 m。

二、攪拌樁防滲墻的可行性

偃師橡膠壩工程基礎防滲墻設計采用現澆混凝土墻的施工工藝，即采用兩鉆一抓成槽，然后澆筑混凝土防滲墻，墻厚0.4 m。通過分析認為，該工程防滲墻施工地段地下水水位較高（平均水位高程109.0 m），且該地段主要為砂層地質，地層多樣分布，不利于抓斗成槽，如混凝土澆筑，易發生塌方等不利情況。同時，工期較長，工程施工要經歷汛期，對工程的安全極為不利。

經施工單位、監理單位、設計部門技術人員認真分析偃師橡膠壩壩址處的工程地質情況認為，深層攪拌樁防滲墻在該工程中的應用具有可行性，并確定采用攪拌樁防滲墻施工工藝。

三、攪拌樁防滲墻試驗

1.攪拌樁防滲墻試驗的目的。進行深層攪拌樁試驗的目的是通過實地成樁，對原定的水泥摻入量和水灰比進行修正，以及對試驗段進行開挖檢測，檢查其墻體連續性和滲透性是否能夠滿足工程的需要，即驗證通過攪拌樁防滲墻能否有效地消除壩底板地基地震液化和滲漏問題。

2.攪拌樁防滲墻試驗。此次試驗，施工單位選擇了兩試驗地段，一處位于左岸寬頂堰段，一處位于偏近于主河槽處橡膠壩第三孔右隔墩部位。地質情況自上而下分別為：低液限粉土、級配不良砂、低液限粉土、級配不良砂、級配不良礫。其中自河槽向灘地變化趨勢是，上部級配不良砂深度愈小，低液限粉土厚度愈大。

（1）試驗機具的選定。試驗機械采用1套PH-5D型單頭大扭矩深層攪拌樁機、1臺HB6-3灰漿泵、1臺200 L灰漿拌制機。攪拌樁機具體性能參數為：攪拌軸規格125 mm×125 mm，攪拌葉片外徑500 mm，攪拌軸轉數（正）、（反）分別為40 r/min、60 r/min，最大扭矩55.25 kN·m，電機功率45 kW，提升能力78.4 kN，提升高度18 m，速度（下沉正）、（提升反）分別為1.5 m/min、1.2 m/min。

（2）試驗段施工相關參數。確定樁深12 m，步進0.3 m，水泥摻入比為15%，供漿壓力0.5～0.6 MPa；墻厚0.4 m（以搭接最薄處測量），采用4攪4噴。

（3）攪拌樁防滲墻施工工藝流程。工藝流程：定位、調平、調直樁機→漿液配制→水泥攪拌樁防滲墻施工。操作程序：加水、上灰、拌漿、輸送漿，啟動噴漿泵噴漿→啟動主機，鉆桿開始邊噴漿邊鉆進→攪拌頭下沉到達設計深度后，重復噴漿攪拌提升到設計墻頂標高以上50 cm，然后再復噴復攪1次，即4噴4攪。

（4）攪拌樁防滲墻試驗段施工情況。

①左岸灘地寬頂堰段。段長2.1 m，樁數7棵，孔深12 m；平均鉆進速度1.0 m/min，提升速度1.2 m/min；步進0.3 m，噴漿壓力0.6 MPa；水灰比1.4～1.43，水泥用量4.9 t，平均米耗灰量58 kg。

②臨近主河槽試驗段。段長6.6 m，樁數22棵，孔深12 m；平均鉆進速度1.0 m/min，提升速度1.2 m/min；步進0.3 m，噴漿壓力0.6 MPa；水灰比1.4～1.6，水泥用量14.8 t，平均米耗灰量56.1 kg。

（5）攪拌樁防滲墻的質量檢測。根據建筑地基處理技術規范（JGJ79—2002），施工單位對試驗段墻體進行了開挖，灘地寬頂堰段挖深至地面以下6 m，主河槽段挖深至地下水位以下1.5 m。通過外觀檢查，樁間搭接良好，未發現開叉現象，上部和下部搭接基本一致，樁間連續性較好，鑿除無效樁頭后測得墻體最厚處為52 cm，墻體最窄處為45 cm。主河槽段軸線由于未進行軸線校正，有微弱偏離，經測量，最大偏離為8 cm。此外，為檢測其墻體抗滲效果，在墻體一側灌水后，另一側未出現樁間漏水現象。

四、結論

以上試驗結果表明，應用攪拌樁防滲墻對偃師市橡膠壩基礎工程進行防滲截流處理，施工技術成熟，方案經濟可行，防滲效果良好，達到了防滲截流的目的。截至目前，該壩已順利竣工蓄水，并經受了2009年以來3次汛期不同程度洪水的考驗。