水泥土搅拌防渗桩的质量控制研究

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摘 要：当今水泥土搅拌桩的应用范围较为广泛，曾先后参与新建生活垃圾填埋场及老生活垃圾填埋场封场工程的建设，其中均存在用于库区围堤工程中作用为防渗墙功能的深层水泥搅拌桩。 

  关键词：垃圾渗滤液，防渗墙，水泥搅拌桩；渗透系数    1 引言    江都市位于长江上游，为了配合国家南水北调工程的顺利实施，确保源头水源质量，根据国家环保总局及政府的要求，对20世纪70年代初原建于靠近水源处的老垃圾填埋场进行搬迁，同时对其进行环保封场处理。为此我们有幸参加了新垃圾填埋场的建设及老垃圾填埋场的搬迁／封场工程，现就其中作用于防渗墙功能的深层水泥搅拌桩施工质量控制心得感言赘述如下。    2 概况    首先明确的是用于垃圾填埋场用于防渗墙的深层水泥搅拌桩，其功能为防止垃圾渗沥液水平渗出，破坏中水形成污染，进一步渗入运河水系，后果可想而知，由此可见防渗工作在这里的重要，通常垃圾填埋场防渗设计包含水平防渗系统和垂直防渗系统，本文仅水泥搅拌桩作为层垂直防渗体。的施工质量控制工作随笔如下：设计要求桩深平均7.5m，桩径700mm，中心距500mm，防渗墙的最小厚度为490000，深入粉质粘土层2.5m，抗渗透系数为IX10-7。    当然仅靠防渗墙就完全控制渗沥液的外渗还不能达到100％的理想要求，在本工程的防渗工艺中同时考虑到垃圾堆体内地下渗滤液的收集及外运(通过渗滤液导排收集管——渗滤液收集井——渗滤液收集池——槽罐车——污水处理厂)降低库区内地下水位，使其始终低于填埋区防渗墙外侧水位，众所周知水往低处流，为此可确保万一渗滤液有微量渗漏也不会反向流动垃圾填埋场外围污染地下水。 水泥土搅拌防渗桩的质量控制：    (1)材料、设备和仪器的选用与控制：    水泥土搅拌防渗桩原材料：土、水泥、水、外加剂等按规定对其进行现场取样、送检复试、配合比试验、PH值检测等相关项目合格后方可使用，确保桩体形成板墙的抗渗性。    设备和仪器：本工程中所用施工机具包括：SJB-I型深层搅拌机、灰浆搅拌机、集料斗、灰浆泵、电气控制柜等SJC型浆量监测记录仪、泥浆比重称对讲机、备用电源(保证连续运行不停电)、计量器具等。这里重点控制深层搅拌机设备的完好性，搅拌头旋转直径及电源线的富裕(线径及长度)防止线损压降超标，从而保证在施工过程中机械的正常工作，保证桩体间的连续性，确保桩体形成板墙的完整性。    (2)人员的技术与安全交底及工作时间的合理安排，保证施工工艺技术指标的贯彻及施工连续不间断及相邻桩位间的位置与垂直度的控制确保桩体形成板墙的完整性。    (3)前期准备工作，详细研究施工场地的工程地质条件及配合比试验确定水泥掺量、进钻深度、提升速度，浆泵输浆量、喷浆时间等相关工艺参数，并通过试桩，熟悉施工区的土质情况，寻求最佳的搅拌次数，确定水泥浆的泵送压力、搅拌机提升速度、下钻速度以及复搅深度、成桩时间等相关工艺参数，为水泥土搅拌桩的正常施工创造基础条件。    (4)试桩。水泥土深层搅拌桩施工前，钻机要先期进场，在施工现场选择适当位置做试桩，试桩长4米，钻深4米，成型后养护10天以上，待其强度达到70％以上时，将试桩两侧土方挖出，挖除深度2米，然后在试桩一侧砌筑方井，向井内注水以检查成桩质量和抗渗效果。    (5)定位防线，按照设计中防渗墙平面布置尺寸，先测放基线(轴线)及中心控制桩和地面高程，定出第一根桩及其他桩位，放样并做好标志，经自检合格后报监理复核，施工中要确保搅拌桩轴线正确，中心控制桩、桩位允许偏差±2厘米，高程允许偏差±1厘米。    (6)清表，场地整平清除桩位处地上、地下一切障碍物(包括大石块、树根和生活垃圾等)，以防止施工受阻或成桩偏差，场地低洼处用粘性土回填夯实，不得用杂填土回填，根据桩位放线，在搅拌桩部位开挖导槽，开挖宽度宜为设计宽增加0.5m左右，深度一般取桩长的1/10。    (7)深层搅拌桩施工：就位，先将深层搅拌机用钢丝绳吊挂在起重机上，根据设计规定的位置对中，当地面起伏不平时，注意调整整机的垂直度≤1％。应使起重机保持平衡，通过电气控制柜接通电源，预搅下沉：用输浆胶管将储料罐、灰浆泵同深层搅拌机连通，开动电机，启动搅拌机，待搅拌头转速正常后，借深层搅拌机的自重，以0.8m/min的速度，沿导向架边旋转切土边搅拌下沉，直至加固深度将搅拌机略为提升约200mm，开动灰浆泵，把水泥浆压人搅拌桩内。并以0.3～0.5m/min的均匀速度，边提升、边喷浆、边搅拌，使水泥与土体充分拌和，直至设计桩顶标高，此时应注意喷浆速率与提升速度相协调，以确保水泥浆沿桩长均匀市置，并使提升至桩顶后集料斗中的水泥浆正好排空，采用“两喷四搅”施工工艺，第一次下钻为避免堵管可带浆下钻，(正常情况下，不得钻机下沉时喷浆)喷浆搅拌提升速度不宜大于0.5m/min，送浆量宜为总喷浆量的60％，严禁带水下钻，沉钻复搅：再次沉钻进行复搅，复搅下沉速度可控制在0.5～0.8m/min，第二次喷浆提升速度不宜大于0.8m/min，剩余的40％浆量应全部送入桩内，每根桩的正常成桩时间应不少于40min，喷浆压力不小于0.4MPa，重复提升搅拌，边旋转、边提升，重复提升至桩顶标高，并将钻头提出地面，以便移机施工新的桩体，至此完成一组桩的施工，移位开行深层搅拌桩机，进行下一组桩的施工。水泥土搅拌桩施工机械必须配备电脑记录仪及打印设备，以便控制水泥浆用量及喷浆均匀程度，项目部管理人员做到每天收集电脑记录一次，并及时做好签收记录，以备查核，同时现场配备水泥浆比重测定仪，以利随时检查水泥浆水灰比是否符合要求。    (8)施工过程重点控制事项：前台操作应与后台供浆密切配合，联络信号必须明确，前台搅拌机喷浆提升的次数和速度必须符合已定的施工工艺(两喷四搅)，第一次下钻和提钻时一律采用低档操作，复搅时可提高一个档位，后台供浆必须连续，不得中断喷浆，严禁在尚未喷浆的情况下进行钻杆提升作业，一旦因故停浆，必须立即通知前台，为防止断桩和缺浆，宜将搅拌机下沉至停浆点以下0.5m，待恢复供浆时再喷浆提升，施工中水泥浆液要严格按配比进行，且制备好的浆液不得离析、不得停置时间过长，超过２h的浆液应降低标号使用，水泥土搅拌桩开钻前，整个管路应用水清洗并检查有无堵塞现象，以利输送浆液，且必须待水排尽后方可开钻。为保证水泥土搅拌桩体垂直度满足设计要求，在主机上悬挂一吊锤，通过控制吊锤与钻杆上、下、左、右距离相等来进行控制，根据设计要求，垂直度偏差不超过1％，桩位偏差不大于20mm。为确保水泥土搅拌桩桩端、桩顶及桩身的质量，第一次提钻喷浆时应在桩底部停留30秒，进行磨桩端，余浆上提过程中全部喷人桩体，且在桩顶部进行磨桩头，停留时间为30秒，施工中发现喷浆量不足，应按要求进行整桩复搅。复喷的喷浆量不得少于设计用量，如遇停电、机械故障原因，喷浆中断时应及时记录中断深度，在12h内采取补喷处理措施，并将补喷情况在施工日记中记录，超过12h应采取重新补桩或在后施工桩中增加水泥掺量(可增加20～30％)及注浆等施工措施，补喷重叠段应大于100cm，超过12小时应采取补桩措施。严格控制喷浆速率与喷浆提升(或下降)速度的关系，喷浆和搅拌提升速度误差不得大于士0.1m/min。相邻两桩施工间隔时间不得超过6h，经常性、制度性地检查搅拌叶磨损情况，当发生过大磨损时，应及时更换或修补钻头，钻头直径偏差应不超过3％。 (9)成桩质量检验：搅拌桩在成桩7天后，采用浅部开挖桩头，目测检查搅拌的均匀性，量测成桩直径、垂直度，检查数量为总数量的5％。工程竣工验收前检验所有桩位、桩数与桩顶质量，并进行小应变检测，抽查钻芯取样送试验室进行渗透试验和强度试验检测、同时采用试桩时的闭水试验方法抽检渗透情况，验证是否符合设计要求。    3 结语    垃圾处理场建设成败就在于他是否真正能够做到环保，能够将垃圾场对周围人文环境所造成的污染化为最小，而填埋式垃圾处理场在现所建垃圾场中占的比重越来越大，在施工过程中必须认真做好垃圾场的防渗系统，将水泥搅拌桩施工作为所有分部项工程的重点内容进行控制和管理，就笔者在新建垃圾场和老垃圾场封场工程实践情况成果较为理想，故与感获随笔，已求达到抛砖引玉之目的。