水泥攪拌樁防滲墻質量控制研究論文
摘要:文章論述了小直徑水泥攪拌樁在堤防防滲工程中的運用。現場監理人員應如何控制工程施工質量，以及如何簡易、快速的計算出每米水泥的摻入量、泥漿比重、每米水泥漿的用量、每公斤水泥可拌制水泥漿的量等參數，為小直徑水泥攪拌樁防滲墻的施工質量控制提供監理經驗。
關鍵詞:小直徑;水泥攪拌樁;防滲墻;質量控制;參數計算
1工程概況、設計指標
1)黑龍江省松花江干流治理工程施工第四標段小直徑深層水泥攪拌樁防滲墻防滲處理10處，總長度3350m，共56318m2。布置在樁號59+600－59+800、70+600－70+900、71+200－71+800、71+800－72+400、72+400－72+900、73+900－74+050、74+700－75+000、76+300－76+600、76+600－76+800、76+800－77+000。
2)小直徑深層水泥攪拌樁防滲墻采用42.5號普通硅酸鹽水泥，要求防滲墻厚度≥30cm，抗壓強度≥1.0MPa，滲透系數＜A×10－6cm/s(1＜A＜10)，滲透破壞比降＞200，水泥摻入量7%－20%，實際打樁時根據試驗確定。
3)設計水灰比取值范圍為0.8－2.0，實際情況可根據土料性質、孔隙率、土層含水量及室內試驗數據初步確定水灰比，施工時應根據現場實際情況修正后確定最終水灰比。
4)樁與樁的交合搭接長度≥5cm，且垂直偏差≤0.3%。
5)如果施工過程中因特殊情況而造成停漿的，應如實記錄停漿原因、時間和深度。若中斷供漿后24h內恢復輸漿，重新噴漿時應將樁機鉆頭下沉到停漿面以下50cm處噴漿并攪拌;如果停止供應水泥漿液超過24h的，則應按施工縫進行處理，即和前一根樁進行對接，待墻體具有一定強度后，先在接頭處鉆孔，然后再灌注水泥漿進行連接處理。
6)防滲墻檢測應按《深層攪拌法技術規范》(DL/T5425—2009)規定的檢測方法和質量檢驗標準進行。
2監理審查開工條件及控制程序
1)監理督促施工單位對原材料進行取樣試驗，經有資質的'單位檢驗合格后方可在本工程中使用，監理進行平行試驗。
2)施工單位先確定室內試驗參數，然后再上報試打樁方案。
3)根據試打檢測結果上報打樁工藝方案，監理進行審查、批復。
4)承包人必須根據監理批準的施工方案組織技術交底和施工。
5)測量控制網點移交。
6)督查施工單位的人員、材料、機械設備、施工措施、環境等方面的落實情況。
7)下達工程開工令。
3施工過程控制
3.1樁(孔)位、樁直徑、樁機架垂直度等質量控制1)承包人應及時向監理機構上報測量放線結果，監理工程師及時審查、復測，復測合格后才能同意進入下道工序施工。
2)樁機就位或開轉前，施工單位質檢員、機組負責人、各操作工人必須到位，不然不得開工。3)監理機構督促施工單位定期檢查、維護機械設備，發現問題時要求施工單位及時處理或更換零件。每個班次應對攪拌鉆頭外徑進行檢測，凡樁徑負偏差大于3%的必須更換，對生產不到一個班次就磨損達4%的攪拌鉆頭不得使用。
4)監理應隨時檢查、測量樁(孔)位及樁架垂直度，并把樁(孔)誤差控制在20mm范圍內，樁架垂直度誤差控制在0.3%以內，若超出偏差范圍則不得開工或立即停止鉆進進行調整。
3.2漿液質量控制
3.2.1原材料質量控制監理應要求施工單位建立原材料理化檢測、進場報驗和使用登記制度。本工程使用的袋裝水泥，施工單位自檢按同批次、同品種、同規格每200t取樣檢驗一次，不足200t的也應取樣檢驗。施工中，監理對承包人的自檢進行見證取樣、送樣封存，凡是見證取樣、送樣封存的應在送檢單上簽字確認;同時結合監理取樣平檢進行復查，監理平檢取樣頻率為施工單位的5%，對于不足200t的也應抽樣試驗。本工程所使用的水泥不得超過3個月，且施工過程中不得有結塊現象。任何未按合同規定的程序、方式、方法、檢測項目、檢測頻率取樣檢驗的材料和經驗測不合格的材料，均不得在本工程中使用。
3.2.2漿液性能控制水泥漿的配制按試打樁方案中的參數且經監理工程師審核批準的配比數據執行。水泥稱量誤差控制在1%之內，每次調配的水泥漿均須用比重計測定其比重，并作好記錄。水泥漿液使用過程中應不間斷攪動，保證其均勻性，避免沉淀。水泥漿存放溫度和使用的有效時間應符合如下規定:
①水泥漿溫度宜控制在5－40℃范圍內;
②當氣溫＜10℃時，不宜超過5h;
③當氣溫＞10℃時，不宜超過3h。施工中有超出以上規定的應按廢水泥漿處理。
3.3施工工藝控制
1)本工程選用單頭鉆機，鉆頭直徑為450mm，鉆頭直徑葉片每班次或每單元均進行檢測一次，偏差控制在負3%以內。根據設計要求計算出樁間搭接長度≥12cm，即樁鉆孔圓心距為33cm。
2)本工程鉆進(或提升)速度控制在1.0－1.2m/min，輸漿量35－45L/min。實際施工中鉆頭下沉速度、提升速度、攪拌次數應符合試打樁方案確定的并經監理工程師批準的施工工藝要求，偏差控制在5%以內。
3)當樁機鉆頭鉆進到設計深度后，應保證在樁底噴漿并攪拌≥30s，使水泥漿完全且均勻達到樁端，確保樁端頭質量;實際打樁時停止噴漿面應高出設計樁頂標高50cm，但是當噴漿口提升到設計樁頂標高時，應停止提升，保證正常噴漿并攪拌10s以確保樁頂質量。
4)水泥漿使用過程中應嚴格過濾，保證其質量。噴漿壓力應穩定在0.4－0.7MPa，且噴漿過程必須連續均衡。如果水泥漿因故中斷供應，應及時查明原因并將噴管下沉至停供點以下50cm，待恢復供漿時再旋噴提升。當停止噴漿超過30min時應對噴漿泵和輸漿管路進行清洗。5)打樁中監理人員應隨時檢查水泥漿質量和比重(≤0.02g/m3)、樁(孔)位偏差(≤20mm)、垂直度(≤0.3%)、樁深(不小于設計深度)、各種自動記錄儀器和施工人員記錄的數據應真實、準確、可靠，并保證其及時性、連續性、完整性。
3.4小直徑深層水泥攪拌樁防滲墻接頭部位質量控制以及施工不良的情況處理
1)樁間先后搭接時間不應超過24h，如因特殊情況超過24h時應對此樁先進行空鉆留出榫頭作為施工縫處理。如果中斷施工時間過長，與其后續樁無法搭接，承包人應上報處理方案并得到監理工程師核準后，才能采用局部補樁或注漿辦法。
2)在打樁過程中，若碰到地下管涵、電纜、漂石等構筑物或障礙物時，應及時查明詳細情況，在其兩邊的攪拌樁完成后，采用高壓噴漿法或其他處理方法對其周圍及上下地層進行封閉，確保防滲效果。
3)在打樁過程中假如出現大量溢漿情況，則應在保證水泥摻入量的前提下適當變動水灰比、輸漿壓力、下沉速度。如經上述調整仍然達不到設計或規范要求，則施工單位應及時報告監理機構，必要時由設計方提出處理方案。
4)假如在打樁過程中出現鉆頭未達到設計深度、旋轉速率過快或過慢、提升過快等不良情況，均作為不合格樁，必須重新補孔打樁，補漿辦法和補樁情況應及時報監理工程師審批。
5)承包人不論何種原因造成樁的誤差超過設計或規范要求時都必須加補攪拌樁或采取其他工法補樁，加補工藝必須報監理工程師審批。
3.5施工及監理記錄
1)在施工過程中，承包人應按規范要求批準或監理統一制定的表式記錄打樁過程，記錄應保證及時性、有效性、真實性。樁高程記錄誤差不得超過10cm，鉆頭下沉速率和提升速度記錄誤差不得超過5s。
2)現場監理人員應及時檢查工程質量情況并按監理記錄表要求填寫打樁記錄，同時對相關參數進行平行檢測、記錄。
4水泥摻入量、水泥漿比重等參數的確定
4.1計算理論
1)土的質量根據勘探報告數據取值，如無勘探數據(土的質量一般為1.6－2.0t/m3)，工程中常取1.8t/m3;水泥摻入量=土的質量×水泥摻入量百分比(t/m3)。
2)每米水泥用量=水泥摻入質量×樁截面積×1m(單樁截面積=πR2)。
3)水泥漿比重=水泥漿質量÷水泥漿體積4)每米段水泥漿用量=每米水泥用量×水泥漿單位體積4.2本工程示例
1)本工程水泥摻入量為14%，土質量取1.8t/m3，水灰比取1.0，單頭小直徑鉆機，樁直徑450mm。
2)水泥摻入質量=1.8×14%=0.252t/m3=252kg/m3;
3)換算成每米水泥用量=252×(3.14×0.225×0.225)×1=40.06kg
4)水密度取1t/m3，水泥密度取3t/m3。當水灰比為1.0時，水與水泥混合物質量=1+1=2t，水與水泥混合物體積=1/1+1/3=1.333m3，所以水泥漿密度=2/1.333=1.500t/m3。
5)每米段水泥漿用量=40.06×1.333=53.40L
6)結論:當水泥摻入量為14%、土質量1.8t/m
3、水灰比為1.0時，水泥漿比重為1.500g/cm3，每米(按樁深方向)水泥用量為40.06kg，每米段水泥漿用量為53.40L;1kg水泥可以拌制水泥漿1.333L，即1t水泥可拌制水泥漿1.333m3。
5質量檢驗和實驗檢測成果剖析
5.1質量檢驗
1)施工前在樁中心插樁位標，施工后將其復位，以便驗收，樁位偏差不超過20mm。
2)樁頂(底)高程根據鉆桿入土深度及平臺高程測量、推算，本工程樁頂高程均超過樁頂設計標高0.5m，樁底標高均不應高于設計高程。
3)施工前，每根樁均用線垂或測斜儀檢查導向架和攪拌軸的垂直度，偏差不均未超過0.3%。
4)墻體連續性、滲透系數、抗壓強度、墻體厚度檢測頻率為300m－500m取樣一組，采取開挖檢查和鉆孔取芯。
5.2檢測實驗結果剖析
成樁28天后，對墻體進行開挖檢驗，墻體無蜂窩、孔洞現象，墻體連續性、成墻最小厚度、墻體搭接尺寸、樁位偏差等指標均要滿足設計要求。施工單位自檢水泥土抗壓強度12組，檢測數據在2.4MPa－4.3MPa范圍內;監理單位抽檢3組，檢測數據在1.9MPa－2.6MPa范圍內。水泥土抗滲施工單位自檢13組，檢測數據在
5.34×10－7－6.08×10－7cm/s范圍內;監理單位抽檢3組，檢測數據在3.35×10－7－3.67×10－7cm/s范圍內。根據檢查、檢測試驗，可以得出工程質量滿足設計規范要求，參數確定正確可行。
6結語
小直徑深層水泥攪拌樁防滲墻水泥摻入量、水泥漿比重等參數的確定是以單頭鉆機施工為基礎的，每幅樁的截面積為πR2。如果采用同軸雙頭鉆或同軸多頭鉆時每幅樁的截面積應扣除雙頭或多頭的交叉面積，即采用SMW工法計算每幅樁的截面積，但此法計算比較繁雜，為有效截面積理論計算參數，未考慮工程地質條件的復雜性、施工的稱量誤差、施工損耗、以及冒漿浪費等。所以建議在實際施工中，同軸雙頭鉆(或同軸多頭鉆)每幅樁的截面在單頭樁截面積基礎上直接乘以倍數，即雙頭樁截面積為2πR2(多頭鉆樁截面積為nπR2)，不扣交叉截面積。此法雖然與采用SMW工法計算數據相比稍大，成本相對較高，但是從監理控制和確保工程質量角度出發，更能保證工程質量。
參考文獻:
［1］韓震，王廷華，周北才.水泥攪拌樁防滲技術在黃家河水庫的應用［J］.山東水利，2010(08):36－37.
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