关于船闸基坑防渗墙的施工措施研究

【关键词】船闸基坑；防渗墙；施工措施 

中图分类号：tu74文献标识码：a 文章编号： 

引言 

防渗墙施工在20世纪50年代起源于意大利，我国大致从1958年开始接触这门技术，后来形成了一整套完整的施工技术和工艺。防渗墙的施工要求比较高，对于大型机械、地质、水文等方面的技术要求均很高。深层搅拌水泥土防渗墙在船闸基坑的防渗处理中主要是以水泥作为固化剂，通过特制的深层搅拌机械将水泥固化剂与地基的土层进行原位强制拌合形成水泥土，并通过水泥和软土之间的物理化学反应，使软土硬化成为具有一定强度的防渗墙。 

一、防渗墙的主要施工方法介绍 

1.1 测量放样 

根据断面桩号和施工图纸中防渗墙中心线位置确定轴线。 

1.2 高程测放。 

①根据高程资料，每段沿防渗墙轴线每50m施测一个点，建立轴线标高控制网。 

②测量记录用专门的记录手簿，并统一编号，手簿中记录应准确规范，填写齐全，不得随意涂改。 

③定位：采用的多头小直径搅喷式水泥土防渗墙桩机，每幅施工成墙长度130cm。每幅定位以钻杆中心进行控制。放样时每130cm测放—个桩位控带ⅱ点。该控制点是沿防渗墙轴线的平行线用钢尺量距进行测放，平行线距离1．5m。每点用顶端涂有红漆的30cm长竹签垂直插标，标志点高出地面5cm左右。 

1.3 材料试验 

防渗墙主要材料为水泥，材料进场后每批按规范要求进行试验，合格后方可使用。 

1.4 浆液配比 

现场浆液配置按照搅拌桶使用体积进行掺量计算。制浆时电子读数器控制用水计量，然后放入计算得出的掺量水泥进行搅拌，每桶进行正反方向搅拌不少于2分钟。搅拌桶出浆口，安置筛网进行浆液过滤，清除水泥渣质，确保供应的水泥浆液优质，不堵塞输浆管路和搅头上的喷浆眼。 

1.5 搅拌喷浆 

搅拌下沉速度是决定土层能否破碎到预想效果的关键，因此必须确保下沉及提升速度与原状土各点搅拌次数相匹配，可在每层搅拌叶片不对称焊接耙齿，确保能够把土层粉碎，达到预想的效果。搅拌下沉深度确保达到设计要求，偏差不大于50mm。喷浆时应保持浆压稳定、供浆连续，量均匀连续，确保整个桩体喷浆。 

二、施工过程的质量控制措施 

2.1 定位控制 

根据5轴掘削搅拌轴幅间中心距，在墙体中心线的一侧划定每幅间的套接的位置，并按标准规定做好施工模具定好桩位，控制平面偏差在±3cm以内。 

2.2 垂直精度控制 

采用经纬仪作桩架垂直度的初始零点校准，并用两侧垂直角度仪跟踪调整导杆立柱的垂直度，用五支点导秆立柱的垂直度控制钻具垂直度偏差在±0．3％以内。搅拌掘进过程中，随时检测搅拌轴的垂直度，以保证搅拌桩的偏倾率不大于0．5％。 

2.3 钻进搅拌控制 

采用一次钻进一次提升的方法完成单幅造墙。开动搅拌主机，并徐徐下降钻头与基土接触，按规定要求送浆、供气；先开始慢速搅拌进尺，当钻进—定深度后改为快速钻进，用桩架导柱标尺和计时器联合控制钻进搅拌速度在0．5～1．0m／min；钻进搅拌时，通过在导杆立柱上划分标尺来量测钻具钻进速度。挖掘搅拌前，先调试好深度记录仪，以钻头接触地面时定为0深度，以确保深度记录仪与钻头深度的同步性和准确性，控制钻进深度不小于设计深度，时间记录误差不得大于5s，施工中发生的问题以及处理情况均应在记录中注明。 

此后慢速回转提升转杆，调整转速和提速以减缓耗用功率的突变，提升速度一般控制在1．0～1．5m／min。严格控制喷浆下沉和喷浆提升的速度，须符合施工工艺要求，有专人记录每桩下沉或提升时间。对粘性比较大的土层可进行必要的复搅，以保证搅拌均匀。 

水泥土防渗墙施工时，土体搅拌次数越多，则拌和越均匀，水泥上防渗效果越能达到最佳状态。试验证明，当加固范围内土体任一点的水泥土每遍经过20次的拌和，其强度即可达到较高值，每遍搅拌次数n由下式计算： 

式中：h——搅拌叶片的宽度(m) 

β——搅拌叶片与搅拌轴的垂直夹角(°) 

∑z——搅拌叶片的总枚数 

n——搅拌头的回转数(rev／min) 

v——搅拌头的提升速度(m／min) 

刀片为6～8片，叶片宽度为10cm，搅拌叶片与搅拌轴的垂直夹角约60。，搅拌头的回转数为50 rev／rain，本次施工，在预搅下沉过程中就开始喷浆，按搅喷下沉速度为1．0米／分钟、搅拌提升速度为1．0m／min，则每遍搅拌次数n为：n=2×0．1×cos60°×6×so／1=30次>20次。 

2.4 水泥检验 

根据设计要求选用p．c．32．5级复合硅酸盐水泥，验证到场材料的发货单、合格证、化验单等，并将上述证件的复印件报总包方。水泥应新鲜无结块，水泥应按规范要求的批量进行检验，分批号储存。水泥浆液应进行与地层土体搅拌成混合体的物理及力学性能试验。 

2.5 浆液配制 

采用电子计数器控制水量及水泥量，严格按预定配合比制作浆液，用比重计量测控制浆液的质量。放浆前必须搅拌2分钟再倒入存浆桶；现场质检员对水泥浆液进行比重检验，监督浆液质量存放时间，水泥浆液随配随用，为防止水泥浆液离析，搅拌机和料斗中的水泥浆液不断搅动。施工水泥浆液严格过滤，在灰浆搅拌机与集料斗之间设置过滤网。浆液存放的有效时间符合下列规定： 

①当气温在100℃以下时，不宜超过5h。 

②当气温在10。c以上时，不宜超过3h。 

③浆液温度应控制在50～400℃以内，超出规定应予以废弃。浆液存放时间过超过以上规定的有效时间，作废浆处理； 

2.6 注浆控制 

严格按预定配合比制作浆液，用比重计量测，控制水泥浆液的比重偏差在±0.02g／cm 3内。为防止离析，水泥浆液随配随用，并不断搅动；放浆前必须充分搅拌并经过滤后再倒入存浆桶，存放的有效时间符合规定要求。挖掘搅拌时按规定钻进下沉注浆达到70％左右，提升复搅达到30％。浆液由注浆泵经管路送至挖掘头，注浆量由无级电机调速器和自动瞬时流速计及累计流量计监控；若中途出现堵管、断浆等现象，应立即停泵，查找原因进行修理，待故障排除后再掘进搅拌。当因故停机超过半小时，应对泵体和输浆管路妥善清洗。注浆的同时全程不问断供气，气体经管路压至钻头，供气量由手动阀和气压表配给；一般控制压力为0.3～0.4mpa左右。 

三、防渗墙易出现的质量通病及防治 

3.1 施工过程中喷浆突然中断 

主要原因：注浆泵故障；喷浆口和管道堵塞；水泥浆的水灰比稠度不适合。防治措施：机械设备在施工前应进行维修、试运转，保证各项功能正常发挥，运转正常；为防止水泥浆倒灌，在喷浆口安装逆止阀；一旦开始注浆，就必须连续进行，不得中断；输浆高压胶管应连接可靠；在钻头喷浆管上方设置越浆板，防止杂物、硬块进入管路，造成堵塞；选用合适的水灰比。 

3.2 搅拌桩体水泥分布不均匀，或出现无水泥现象 

主要原因：工艺不合理；搅拌机械、注浆机械操作中发生故障、土体扰动范围扩大，造成注浆不连续、供浆不均匀、土体中无水泥；搅拌机钻头提升不匀速。防治措施：通过试验选择合理工艺；施工前对各种机械设备等进行检查、维修、试运转；严格控制灰浆拌和时间，不得少于2min，增加拌和次数、保证拌和均匀，使浆液不沉淀；提高搅拌转数、降低钻进速度，边搅边提等措施确保拌和的均匀性；单位时间内的注浆量要相等，不可或多或少，更不可中断；实施二次搅拌下沉及提升各一次，以反复搅拌的办法解决钻进速度快和搅拌速度慢的矛盾，即采取一次喷浆二次补浆或重复搅拌的施工工艺；拌制的固化剂应严格配比进行，不得任意加水，以防改变水泥浆的水灰比，降低搅拌体强度。