水泥土防滲牆及其施工方法
2023-12-09 20:56:46 1
專利名稱：水泥土防滲牆及其施工方法
技術領域：
本發明涉及一種水泥土防滲牆及其施工方法。
水泥土防滲牆是由深層攪拌工法來實現，深層攪拌法是早起源於美國，二戰後引入日本並由日本發展應用於工業與民用建築工程、港口、公路鐵路路基加固。70年代後期引入中國，也主要應用於上述領域，到了90年代，在淮河流域，我國首次把普通深層攪拌工法應用到了水庫壩基防滲成功。由於普通深層攪拌工法是採用單鑽頭，施工工效低，而且直徑大造價高，每平方米成牆造價達200元，每臺班僅能成牆30m2。後來在我國又發明了「多頭小直徑深層攪拌樁截滲牆技術」，其成牆造價只有80元/m2左右，工效提高了四倍。實踐證明截滲效果良好，尤其98年大洪水管湧成群的九江赤心堤用該技術加固後，99年(洪水位比98年低0.34m，高水位持續時間同98年)未發現一處管湧，目前該技術已申請專利，申請號為98110514.9，名為一種堤壩截滲牆及其施工方法。該技術已廣泛應用於長江、黃河、淮河、海河、松花江、太湖等流域幹堤加固工程，應用防滲牆面積已超過100萬m2，為國家節省資金超過億元人民幣。
多頭小直徑深層攪拌樁截滲牆技術是利用普通深層攪拌樁固化機理，在原來成樁工藝的基礎上發展研製而成，技術方法是，用水泥漿作固化劑，通過多頭小直徑深層攪拌樁機(專利號為98235301.4)將水泥漿噴入土層，同時鑽頭攪拌，利用固化劑、土體和水之間產生的一系列物理化學反應，使水泥土硬結成具有良好整體性、穩定性、不透水性，並具有一定強度的水泥土防滲牆。主要工藝流程有拉線放樣，用標尺定出樁位；攪拌制水泥漿；主機就位、調平主機；操作輸漿泵向主機鑽杆輸漿；啟動主機，使鑽頭旋鑽入土並噴射水泥漿，鑽進到設計深度後，提升鑽杆的同時鑽頭仍然攪拌噴漿至施工地面，完成一個單元牆的施工，然後按設計要求的搭接尺寸向前移動，搭接施工重複前述過程。
多頭小直徑深層攪拌樁截滲技術存在的主要問題是單元牆之間的搭接問題。由於鑽杆在施工時有一定的傾斜度，隨著施工深度的增大深部搭接偏差會增大，甚至會造成開叉現象，嚴重影響截滲效果。目前，通常的處理方法是用增大多頭中所有鑽頭的直徑來增大搭接尺寸。這種處理方法加大了造牆成本。使成牆造價提高了50％以上。因而改變了多頭小直徑深層攪拌樁截滲牆技術最初的發明思想，只保留了多頭而取消了小直徑(200-300mm)的技術方案，也就是說只提高了工效，未降低造牆本身成本。據試驗研究，內外河水位差達10m時，水泥土防滲牆只需要100mm厚，就可達到防滲要求。經調查，我國江河堤壩河內外防洪水位差一般都不超過10m，因此過多的加厚防滲牆是一種浪費。
本發明的目的是提供一種水泥土防滲牆及其施工方法，該水泥土防滲牆的單元牆接頭不開叉，截滲效果好，其施工方法可靠、簡單、易行、成本低。
為實現上述目的，本發明採取以下技術方案這種水泥土防滲牆由水泥漿與堤壩原土充分拌合形成的樁，並以二根以上且相割搭接的樁為單元牆，由多單元牆構築而成，在相鄰兩單元牆的兩樁之間相割搭接一單孔樁，該單孔樁的孔徑大於單元牆中的樁的孔徑。
在多頭小直徑深層攪拌樁截滲單元牆之間加一個較大直徑的水泥土樁，連接前後兩單元牆，在不增加其它樁的直徑的情況下，增大了搭接尺寸。使單元牆接頭不開叉。
本發明的水泥土防滲牆的施工方法是在原有的多頭小直徑深層攪拌樁截滲牆的施工方法基礎上進行改進的，原方法是採用深層攪拌工法按順序分單元牆施工，每一個單元牆同時施工的樁為二根以上且各樁之間相割，本發明的施工方法是在單元牆之間增加了一個單孔樁，按照單元牆與單孔樁的施工不同順序有以下四種方法第一種方式方法(1)先進行一單孔樁的施工，該單孔樁的孔徑大於單元牆中的樁的孔徑；(2)然後再進行第一單元牆的施工，並使第一單元牆中的尾端的樁與單孔樁相割搭接；(3)再進行第二單元牆的施工，並使該單元牆內的頭端的樁與單孔樁相割搭接；重複上述單孔樁施工、再搭接單元牆的施工過程，直至全部樁連成所需的水泥防滲牆。
第二種施工方法(1)先進行第一單元牆的施工；(2)然後再進行一單孔樁的施工，該單孔樁的孔徑大於單元牆中的樁的孔徑，並使該單孔樁與第一單元牆中的尾端的樁相割搭接；(3)再進行第二單元牆的施工，並使該單元牆內的頭端的樁與單孔樁相割搭接；重複上述在兩單元牆之間搭接一單孔樁的施工過程，直到合部樁連成所需的水泥防滲牆。
第三種施工方法(1)先按順序進行各單元牆的施工，且各單元牆之間予留出用於搭接單孔樁的間隔；(2)再在各單元牆之間的間隔上分別進行一單孔樁的施工，單孔樁的孔徑大於單元牆中的樁的孔徑，並使每個單孔樁分別與兩側單元牆中的尾端的樁、頭端的樁相割搭接，以使全部單元牆連成所需的水泥防滲牆。
第四種施工方法(1)先按順序進行各單孔樁的施工，且各單孔樁之間予留出用於搭接單元牆的間隔；(2)再在第一單孔樁的前部，最後一單孔樁的後部，及各單孔樁之間的間隔上分別進行單元牆的施工，且單元牆中的樁的孔徑小於單孔樁的孔徑，並使每個單元牆中的尾端的樁、頭端的樁與所相鄰單孔樁相割搭接，以使全部樁連成所需的水泥防滲牆。
本發明的水泥土防滲牆的施工方法，在一方面增大了搭接尺寸，在考慮鑽杆傾斜後，確保了成牆最小厚度，另一方面又未大量增加成牆造價。
下面用實施例結合附圖對本發明作進一步說明。
圖1為單元牆與單孔樁的相割搭接示意圖實施例。
先進行拉線放樣，用標尺定出樁位，然後攪拌制水泥，採用普通單頭深層攪拌樁機，該機的鑽杆的直徑要比打單元牆的多頭小直徑深層攪拌樁機的鑽杆的直徑要大。先將該機就位，並調平該機，操作泥漿泵向該機的鑽杆輸漿，鑽進到設計深度後，提升鑽杆的同時鑽頭仍然攪拌噴漿至施工地面完成單孔樁的施工，如圖1所示，該單孔樁為圖中的5號樁5，在24小時內再採用多頭小直徑深層攪拌樁機(專利號為98235301.4)，該樁機底架上的立架設有四根與轉盤連接的鑽杆，每根鑽杆下設鑽頭，每根鑽杆均與泥漿泵出口連通。將該機就位，並調平該機，使該機的位於尾端的鑽杆與5號樁5相割，然後，操作泥漿泵向該機的鑽杆輸漿，鑽進到設計深度後，提升鑽杆的同時鑽頭仍然攪拌噴漿至施工地面，完成第一單元牆的施工，如圖1所示，該單元牆有四根樁，分別為1號樁1、2號樁2、3號樁3、4號樁4，每根的直徑為300mm，每根樁的圓心距為250mm，四根樁相割搭接。與4號樁4相割搭接的5號樁的直徑為500m。然後按上述順序先用普通單頭深層攪拌樁機打10號樁，再用多頭小直徑深層攪拌樁機打第二單元牆，即6號樁、7號樁、8號樁、9號樁。如圖1所示，第二單元牆的6號樁6與5號樁5相割搭接。按此打樁順序進行施工，直至全部樁連成所需水泥防滲牆。在工藝上簡單易行。
上述僅為本發明施工方法的一個實施例。在實際施工現場中，可根據設備，地理等條件，可調整單孔樁與單元牆的施工順序。
本發明的水泥防滲牆在單元牆內的樁之間的搭接厚度、及單元牆之間的搭接從技術上分析是可行的。如圖1所示，單元牆內的樁之間的搭接厚度經計算最小厚度為166mm，大於100mm，滿足設計要求，由於採用多頭小直徑深層攪拌機，其1-4號鑽頭之間有約束連接，使樁之間可連續搭接一次成牆，因此搭接是有保證的，單元牆之間的搭接經計算Y方向最小搭接厚度為286mm，X方向搭接尺寸為150mm。在最大牆深達15m時，若考慮到0.8％(經大量工程測試統計得到)的鑽杆傾斜後，則仍能滿足增厚100mm的要求，若把5號樁直徑加大到600mm，甚至700mm，則搭接尺寸還會更大，成牆深度可增大到20m以上。這樣單元牆的接頭不開叉，截滲效果好。
本發明的施工方法在工藝上是可以的，如圖1所示，1號至4號樁1、2、3、4是採用多頭小直徑深層攪拌樁機來實現，5號樁5是由普通型深層攪拌樁機來實現，施工時由普通深層攪拌樁機在前面先施工5號樁5,24小時內再由特製的多頭小直徑深層攪拌樁機施工1-4號樁1、2、3、4，如此相繼施工便形成連續的水泥土截滲牆。工藝上簡單易行，可靠。
經分析，在水泥單位300元/t，水泥摻入量不超過15％時，1-4號成牆造價在80元/m2左右。考慮到5號樁的因素後，成牆綜合造價為110元/m2，比全部用500mm直徑的牆，可節省造價40％以上。
綜上所述，本發明的水泥土防滲牆的單元牆的接頭不開叉，截滲效果好。本發明的施工方法技術上可靠、工藝簡單、易行、經濟上造價低。
權利要求
1.一種水泥土防滲牆，是由水泥漿與堤壩原土充分拌合形成的樁，並以二根以上且相割搭接的樁為單元牆，由多單元牆構築而成，其特徵在於在相鄰兩單元牆的兩樁之間相割搭接一單孔樁，該單孔樁的孔徑大於單元牆中的樁的孔徑。
2.權利要求1所述的水泥土防滲牆的施工方法，是採用深層攪拌工法按順序分單元牆施工，每一個單元牆同時施工的樁為二根以上且各樁之間相割，其特徵在於該方法包括下述步驟(1)先進行一單孔樁的施工，該單孔樁的孔徑大於單元牆中的樁的孔徑；(2)然後再進行第一單元牆的施工，並使第一單元牆中的尾端的樁與單孔樁相割搭接；(3)再進行第二單元牆的施工，並使該單元牆內的頭端的樁與單孔樁相割搭接；重複上述單孔樁施工、再搭接單元牆的施工過程，直至全部樁連成所需的水泥防滲牆。
3.權利要求1所述的水泥土防滲牆的施工方法，是採用深層攪拌工法按順序分單元牆施工，每一單元牆同時施工的樁為二根以上且各樁之間相割，其特徵在於該方法包括下述步驟(1)先進行第一單元牆的施工；(2)然後再進行一單孔樁的施工，該單孔樁的孔徑大於單元牆中的樁的孔徑，並使該單孔樁與第一單元牆中的尾端的樁相割搭接；(3)再進行第二單元牆的施工，並使該單元牆內的頭端的樁與單孔樁相割搭接；重複上述在兩單元牆之間搭接一單孔樁的施工過程，直到合部樁連成所需的水泥防滲牆。
4.權利要求1所述的水泥土防滲牆的施工方法，是採用深層攪拌工法按順序分單元牆施工，每一單元牆同時施工的樁為二根以上且各樁之間相割，其特徵在於該方法包括下述步驟(1)先按順序進行各單元牆的施工，且各單元牆之間予留出用於搭接單孔樁的間隔；(2)再在各單元牆之間的間隔上分別進行一單孔樁的施工，單孔樁的孔徑大於單元牆中的樁的孔徑，並使每個單孔樁分別與兩側單元牆中的尾端的樁、頭端的樁相割搭接，以使全部單元牆連成所需的水泥防滲牆。
5.權利要求1所述的水泥土防滲牆的施工方法，是採用深層攪拌工法按順序分單元牆施工，每一單元牆同時施工的樁為二根以上且各樁之間相割，其特徵在於該方法包括下述步驟(1)先按順序進行各單孔樁的施工，且各單孔樁之間予留出用於搭接單元牆的間隔；(2)再在第一單孔樁的前部，最後一單孔樁的後部，及各單孔樁之間的間隔上分別進行單元牆的施工，且單元牆中的樁的孔徑小於單孔樁的孔徑，並使每個單元牆中的尾端的樁、頭端的樁與所相鄰單孔樁相割搭接，以使全部樁連成所需的水泥防滲牆。
全文摘要
一種水泥土防滲牆及其施工方法,該防滲牆是由水泥漿與堤壩原土充分拌合形成的樁,並以二根以上且相割搭接的樁為單元牆,由多單元牆構築而成,在相鄰兩單元牆的兩樁之間相割搭接一單孔樁,該單孔樁的孔徑大於單元牆中的樁的孔徑。其施工方法是採用多頭小直徑深層攪拌樁機與普通單頭深層攪拌樁機分別進行單元牆和一單孔樁的相繼施工,以形成連續的水泥土截滲牆。工藝簡單、易行,成本低、截滲效果好。
文檔編號E02D5/02GK1320745SQ00106109
公開日2001年11月7日 申請日期2000年4月25日 優先權日2000年4月25日
發明者韋偉 申請人:北京振衝工程股份有限公司