江苏水库加固除险多头小直径防渗墙施工试验报告

XX县XX等7座小(2)型水库除险加固工程施工=1\*ROMANI标-XX水库防渗墙施工试验报告XX大学实验中心2012年6月17日多头小直径深层搅拌桩防渗墙试验方案一、工程概况XX水库位于XX县XX镇XX村境内，属XX河流域XX河水系，XX区地形。水库集水面积4.0km2，原设计正常蓄水位79.40m，设计洪水位81.25m（20年一遇），校核洪水位82.50m（200年一遇），总库容92.00万m3。水库设计灌溉面积1600亩，下游保护人口500人、耕地1200亩，是一座集灌溉、防洪及水面养殖等综合利用为一体的国家重点小（2）型水库。XX县位于XX分水岭，属丘陵区地形，气候属南北过渡带，梅雨季节明显，雨季同季，阵雨集中，冷暖气团交锋频繁、进退多变。降雨时空分布不均匀，年际和年内降雨量变化较大，洪旱灾害频繁，主汛期在7~9月。工程由大坝防渗加固，拆除重建溢洪道和放水涵洞等组成。根据招标文件和图纸设计要求，大坝（桩号为0+010－0+274）采用三头小直径深层搅拌桩进行防渗施工。二、试验参数1、水泥掺入比；2、浆液水灰比；3、输浆量输浆的工作压力和与之相应允许电流等施工工艺参数；4、施工过程中其它控制质量的参数，检查水泥土防渗墙成墙效果（均匀性、整体墙体厚度搭接情况、渗透性等）。三、试验依据1、“XX县XX等7座小(2)水库除险加固工程施工I标”招标文件中有关XX水库多头小直径深层搅拌桩防渗墙施工的内容及合同文件；2、施工图纸及监理细则等。3、参照相关的深层搅拌桩防渗墙施工技术规范。四、试验位置试验位置(桩位)初步确定桩号为0+090位置附近，具体位置根据现场情况和业主、设计、监理商定确定在0+080-0+100之间。五、试验时间工艺试验方案经批准后立即实施，初步定在2012年5月18日。六、试验参数确定1、试验施工参数确定（1）、固化剂采用PC32.5复合硅酸盐水泥；（2）、钻头直径φ400mm；桩机调平垂直度偏差不大于0.5%；（3）、水灰比1.5，水泥掺入比15%，被加固土水泥用量105kg/m2。（4）、现状坝顶高程81.7米，底部高程以桩端进入下游坝脚线以下2m左右为准控制，基本在15以内米，确定试桩施工深度5米，墙深5米。2、成墙标准参数（1）、最小墙厚不小于200mm；（2）、水泥土无侧限抗压强度不小于0.3Mpa（28d）；（3）、渗透系数小于1×10-6㎝/s（28d）；按现场施工操作和地质条件确定合适的水灰比，经室内检测确定水泥掺入量能否满足设计要求的无侧抗压强度和渗透系数值。七、试验操作参数1、桩机操作试验施工深度5米，主机机架垂直度偏差不大于0.5%，施工钻头直径φ400mm。喷浆操作根据施工图纸和现场水泥土抗压强度及渗透系数检验报告，本工程选用15%的水泥掺入比，浆液水灰比取1.2、1.5两个参数进行现场试验施工，每个参数试验3根板墙桩为一段(每个单元25根板墙桩)，共2段6根板墙桩。试验拟选用参数如下表。水灰比、水泥掺入比分配表序号段数单元长度水灰比浆液比重掺入比水泥量Kg/m2喷浆量备注Kg/m2L/m2L/m施工时喷浆量每序序桩采用L/m计量110.881.21.44915%105230159143210.881.51.37615%105263191172八、施工方法水泥土搅拌桩截渗墙以水泥浆作固化剂，通过多头小直径深层搅拌桩截渗桩机在地基深处就地将土体和固化剂强制拌和，利用固化剂，土体和水之间所产生的一系列物理、化学反应，使土体硬结成具有良好整体性，水稳定性，不透水性并具有一定强度的水泥土防渗墙。施工程序为：测量放线→场地平整等施工准备→桩机就位→主机调平→成桩→一个单元成墙→质量检验1、测量放线及场地平整等施工准备以坝顶中心线位置为防渗墙体轴线位置，并测出地面高程。桩机就位前在坝顶0+080-0+100平整和清除桩位处地上、地下一切障碍物，为保证桩与桩之间搭接尺寸，机身必须保时水平，施工前场地必须压实。施工时钻头由导向槽顶的地面往下钻进设计深度即可确定墙深。2、桩机就位及调平将多头小直径桩机运至施工现场后，按测量放线位置使之就位，并起始点开始，沿墙体轴线用拉线标定施工方向，用定位标尺标定每一桩位，每一单元桩位偏差不得超过规范规定（±50mm）。桩机的调平通过位于桩机上的三个水准管（三管连通，管内注红颜色水）来调整桩机的四个支脚使三个水准管内的水位同时达到水准线（水准线线预先用带刻度的标尺设置），使桩机水平。三点调平后，可保证导向架垂直度偏差不超过0.5%。为保证墙体的垂直度，整个成墙过程均有人随时查看水准点的变化及吊锤偏差，并随时调正。3、成桩采用一次成墙工艺，即施工一序桩即为一成墙单元墙。施工工艺流程：⑴第一搅拌站按照确定水灰比配制并拌制水泥浆；⑵用泥浆泵把配制好的水泥浆输送到储浆罐；⑶桩机就位并调平；⑷桩机钻头搅拌下沉——同时开启喷浆泵送浆——至设计深度，流量仪记录输浆量；重复搅拌提升，同时喷浆直至设计高程；⑹关闭送浆泵，桩机向前移动880mm，重复⑴-⑸过程；进行下一个成墙单元墙施工。施工工艺流程见图。进水进水安装水泵上灰 搅拌搅拌送浆纵移定位调平下沉提升水泵系统第一搅拌系统第二搅拌系统搅拌桩机施工工艺流程图喷浆量由连接在注射泵上的流量计来控制，按参数中喷浆量确定钻杆下沉、提升速度。施工过程中做好详细记录。4、成墙施工桩三头直径400mm，杆距300mm，则成墙厚度为265mm，大于有效厚度200mm满足设计图纸要求。截渗墙体搭接见示意图。5、质量控制（1）、施工前应定出桩位，挖好导向槽10m×60cm×30cm（长、宽、深）,并量测钻头直径,不是规定尺寸,应及时补焊,方可进行下段施工。（2）、施工时应调平主机,保证垂直度不大于0.5%。（3）、施工过程中,根据所计算的参数随时检查浆量、桩深、桩径、桩机的水平度、桩间搭接长度等，并据实作出详细记录。（4）、水泥浆液配制要严格按照成墙试验的参数进行，配制后应充分搅拌，使用的浆液不得离析。一般自配制至用完不宜超过3个小时，每米用浆量必须满足设计要求，对具有空洞和缝隙的土层，用浆量应以孔口微有翻浆为控制标准。浆液泵送必须连续，用量必须有流量仪计量并有专人记录。喷浆下沉和喷浆提升必须符合施工工艺要求并记录每桩下沉和提升时间。（5）、试验过程中应详细记录深度、水灰比、水泥掺入比、喷浆时间和喷浆量。深度误差不得大于50㎜，时间误差不得大于5S。（6）、对试验过程中发生的问题及处理情况，应详细记录。（7）、试验完成后，对试验区域进行保护，防止重型机械过于靠进，挠动墙体。施工后至少3日才能对试验墙体进行开挖检查。施工机械设备多头小直径截渗墙工程机械设备的选择根据设计要求、质量要求、工程量大小、各种多头小直径防渗桩机的技术参数和工期要求，选择1台BJS-15B型施工机械。机械性能参数如下表所示。主要设备桩机参数一览表型号BJS-15B主动力（kw）55钻头直径（mm）400成墙深度（m）260钻杆升降速度（mm/min）0.32~1.555主机总重（t）16.2主机外形尺寸（mm）5.5×2.3××18.5最小工作宽度（mm）4.5辅助施工设备表名称型号单位数量重量（吨）备注制浆罐台10.85状况良好储浆罐台10.85状况良好电焊机W1.4台10.09状况良好潜水泵台10.04状况良好泥浆泵台10.6状况良好发电机组200KW台15状况良好十、施工试验质量检测方案1、自检试验结束7天，对试验段进行开挖，具体检测内容为：开挖检查，观测墙体的连续性和均匀性，具体包括桩径、桩间搭接长度，最小搭接成墙厚度、桩的倾斜度、搅拌均匀程度等。深度不小于2.5m。2、室内试验采用人工开挖取芯样，在监理签证下本试验室进行室内试验，分别做抗压强度、渗透系数等试验测定。测得28d水泥土无测限抗压强度为一组平均值0.5Mpa不于0.3Mpa，渗透系数为一组平均值8.5×10-7㎝/s小于