地下连续墙深覆盖层加固方案比选

2015-07-25张世泉

山西水利科技 2015年3期

张世泉

（山西水利水电勘测设计研究院山西太原 030024）

1 水库坝基情况

某水库工程坝址附近发育有F10断层，断层走向与坝轴线大致平行，紧临左河床坝段坝趾，河床右侧性状好于左侧。大坝某断面存在深层抗滑稳定问题，要想根本解决问题需要将断层进行固结形成地下连续墙。地下连续墙上部覆盖层厚度约20 m左右，覆盖层多为原来大坝工程弃渣堆积而成，质地松散；地下连续墙设计的孔间距小、密度大。在这种情况下，连续墙施工中槽孔多次出现严重的塌孔、漏浆现象，甚至无法成孔，施工受阻。

2 深覆盖层加固方案

为保证地下连续墙施工进度，我们根据地形、覆盖层地质情况提出高压旋喷桩、振冲碎石桩两种深覆盖层加固方案并进行比较，推荐适合本工程的施工方案。

2.1 高压旋喷桩加固方案

结合现场地层情况，在地下连续墙两侧采用高压旋喷桩对覆盖层进行加固，使地下连续墙两侧胶接成连续的防渗墙体，避免钻孔过程出现漏浆、塌孔等现象。根据现场情况，初步拟定旋喷桩参数：桩径1 m，间距1.0 m，桩顶标高850.2 m，桩底标高830 m，桩长20.2 m。灌浆水泥浆为P.042.5普通硅酸盐水泥，水灰比1.0～1.5，根据现场先导孔钻孔情况，单位水泥注入量按1 000 kg/m。气压0.7～0.8 MPa，浆压35 MPa，提升速度控制在10～15 cm/min，并保持搭接良好。

1）施工设备

施工采用的设备见表1。

2）施工过程

施工过程依次为机具就位、钻孔、pvc管护壁、下入喷射管、喷射灌浆及提升、冲洗管路、孔口回填。钻孔采用潜孔钻机、套管护壁法钻孔，起拔套管前下入特制的花管进行护壁。搅拌灰浆时，先加水再加水泥，每次搅拌时间不小于2 min。喷射管下到设计深度，开始送入符合要求的气、浆，待浆液冒出后，按设计的提升速度，自下而上开始喷射、旋转，直到设计顶标高停止喷射。当注浆管不能一次提升完成需分次拆卸时，拆卸动作要快，拆卸管后继续喷射的搭接长度不得小于20 cm。高喷灌浆结束后，应利用回浆或者水泥浆液进行回灌，直至孔口浆面不下降为止。

表1 施工设备投入表

3）施工中出现问题的解决措施

①高压喷射中发生故障时，若暂时不能注浆必须拔出管清洗。②对于漏浆严重的地段，可回填浓水泥浆、或者添加水玻璃的方法。③施工中注意对周围环境的影响。

4）工期及投资

根据设计图纸，高喷轴线长172.73 m，两侧布置高喷孔，孔数173个，总长3 494.6 m。工期根据施工进度，大约30 d。投资预算356.03万元。

2.2 振冲碎石桩加固方案

振冲碎石桩施工首先要进行振冲区域施工场地平整，另外计划在区域上游侧布置1个400 m2料场，料场布置考虑与装载机运距、振冲施工同步跟进等因素。振冲桩径0.8 m，布置孔距2.0 m，采用等三角形布置，孔深初步定为20 m。振冲试验施工参数见表2。

表2 振冲试验施工参数

1）施工设备

施工设备投入见表3。

2）施工过程

施工工程依次为场地平整、孔位定点、设备就位、造孔清孔、填料自上而下分段振密、全孔加密结束、转移到新的孔位。

吊车就位应平整稳固，然后起吊振冲器使其尖部对准桩位缓慢下降离地面30 cm以内，开启高压供水泵，注入高压水，待振冲器两侧射水口出水的水压、水量达到工艺要求时方启动振冲器，拉紧防扭绳索，下沉振冲器入地层造孔。造孔过程应控制吊机卷扬绳的下放速度，以1～2 m/s为宜，并保持振冲器处于悬挂状态；电流值超过额定电流时，应减速下沉或者上提一段距离，借助高压水冲松土层后再继续。造孔内应充满水量，防塌孔影响施工和成桩质量。造孔完清洗孔1～2遍填料制桩，加密水压采用0.4～0.5 MPa。投料采用连续投料法，每次厚度控制小于50 cm，第一次填料后，注意观察电流值，如果电流值不满足要求，应继续填料振冲挤密，直至达到密实电流值和规定的留振时间。重复上述步骤，自下而上逐段制作桩体。整个加密施工过程中的加密电流、留振时间均由监控仪控制，监控仪放置在吊车驾驶室内，控制系统发出报警声音时，驾驶员可以迅速作出操作。

表3 施工设备投入表

3）工期及投资

根据现有轴线长度，孔数200个，总长4 000 m。工期根据施工进度大约35 d。投资预算100.2万元。

3 方案比选

振冲碎石桩和高压旋喷桩都适用软弱地基处理，针对本工程两种方案施工工期接近，振冲碎石桩比高压旋喷桩的投资较省。振冲碎石桩施工设备配套数量多，设备占地面积大，需要一定的施工场地，但是自动化程度高，施工过程容易控制，施工速度快，费用较低。高压旋喷桩设备少，施工工艺简单，操作容易，但是此方法对环境有一定影响，工程量控制不理想，处理费用较大。综上所述，推荐使用振冲碎石桩加固方案。