目前，用于堤防防滲施工的方法主要有：垂直鋪塑灌漿，多頭小直徑深層攪拌樁，高壓噴射灌漿、充填灌漿等。多頭小直徑深層攪拌樁防滲墻以施工難度小、費(fèi)用低、效果好在堤防防滲設(shè)計(jì)中多被采用。但在砂性土層中施工時(shí)，樁機(jī)鉆桿轉(zhuǎn)動(dòng)困難，功耗大，鉆頭易磨損，甚至出現(xiàn)鉆桿擰斷等難點(diǎn)問題。本文以沂河治理砂堤截滲工程多頭小直徑防滲墻施工為例，介紹如何改進(jìn)多頭小直徑深層攪拌樁施工工藝，解決其在砂堤截滲工程的難點(diǎn)問題。
一、工程概況
沂河是沂沭泗河流域的骨干道之一，沂河源于山東省沂蒙南麓，南流經(jīng)魯南至駱道口進(jìn)入邳州境內(nèi)，再至華沂并入苗圩入駱馬湖，流域面積11138平方公里。沂河在劉家道口辟有分沂入沭水道，分沂河洪水經(jīng)新沂河直接入海；在江風(fēng)口辟有邳蒼分洪道，分沂河洪水入中運(yùn)河。
邳州市境內(nèi)沂河河道長(zhǎng)23公里，兩岸堤防長(zhǎng)37.8公里，堤距自省界700米向下逐漸增加至邳新界1880米，筑堤束水，漫灘行洪。
沂沭邳工程區(qū)地處中朝準(zhǔn)地臺(tái)徐淮拗褶帶與魯西斷塊的分界地帶，分布在郯廬斷裂帶及兩側(cè)。
堤身工程地質(zhì)條件：
（一）堤身概況
堤頂寬度一般在8ｍ，堤頂高程：西堤39—36米，東堤40.8—32.5米，設(shè)計(jì)超高水位2.5米，堤頂寬8.0米，內(nèi)外坡1：3。
（二）堤身土質(zhì)
沂河大堤堤身無明顯裂縫、動(dòng)物洞穴、通道等，從填土的密實(shí)性、滲透性試驗(yàn)數(shù)據(jù)整理分析來看，雖然堤防自填筑以來已經(jīng)歷較長(zhǎng)時(shí)間，在很大程度已完成自重固結(jié)過程，但因其填料的不均勻、土質(zhì)的不同以及施工質(zhì)量缺陷而導(dǎo)致堤身密實(shí)性不均勻和透水性的較差異。沂河左右堤身填土，根據(jù)其組成可分為A類粘性土和A-1類砂性土二種類型；A類堤段堤防總體透水性弱，擋水性能較好，滲漏量小、滲透穩(wěn)定及堤防邊坡穩(wěn)定性較好，但同時(shí)也應(yīng)考慮到堤身局部填料的不均勻而帶來的滲水性不均勻的問題，A-1類堤段為中等透水，堤防抗?jié)B、抗沖能力差，不同程度的存在著沖刷穩(wěn)定、滲漏、滲透變形、滲透穩(wěn)定等問題。
（三）堤身滲透性
二類土均屬弱透水性。
二、工程設(shè)計(jì)
沂河砂堤截滲工程多頭小直徑攪拌樁防滲墻主要設(shè)計(jì)參數(shù)如下：
（一）防滲墻滲透系數(shù)K≤A×10-6cm/s（1≤A≤9）；
（二）防滲墻無側(cè)壓抗壓強(qiáng)度不小于0.3MPa；
（三）防滲墻滲透破壞比降大于200；
（四）防滲墻最小成墻厚度不小于15cm；
（五）水泥采用32.5復(fù)合硅酸鹽水泥，水泥摻入量不少于12%。
三、多頭小直徑防滲墻施工工藝
多頭小直徑防滲墻施工樁機(jī),按鉆桿數(shù)量可分三軸和多軸樁機(jī),按成墻方式可分為一序成墻和二序成墻樁機(jī)。無論哪種樁機(jī)，都是通過主機(jī)的雙驅(qū)動(dòng)力裝置，帶動(dòng)主機(jī)上的多個(gè)并列的鉆桿轉(zhuǎn)動(dòng)，并以一定的推進(jìn)力使鉆桿的鉆頭向土層鉆進(jìn)，同時(shí)鉆頭噴漿，達(dá)到設(shè)計(jì)深度時(shí)，鉆桿提升復(fù)攪，直到設(shè)計(jì)防滲墻頂標(biāo)高時(shí)，停止噴漿。
在上述過程中，通過攪拌系統(tǒng)，用可調(diào)泵速的單作用活塞泥漿泵，將水泥漿分別單獨(dú)向高壓輸漿管均勻輸送到各根鉆桿，經(jīng)鉆頭噴入土體中，在鉆進(jìn)及提升的同時(shí)，使水泥漿和原土充分拌和。
四、沂河砂堤截滲工程難點(diǎn)
沂河砂堤截滲工程，工程地質(zhì)為砂性土。砂性土的顆粒一般較黏土大，強(qiáng)度高，土顆粒之間的凝聚力較小，呈單粒結(jié)構(gòu)，孔隙率比較大，在水或水泥漿的作用下很容易產(chǎn)生流沙現(xiàn)象。傳統(tǒng)的攪拌樁施工工藝是向土層中單一地注入水泥漿，邊注漿邊攪拌，擾動(dòng)周圍土體，在砂土中形成流沙，緊緊包裹著鉆頭、鉆桿，使鉆桿攪動(dòng)困難，功耗增大，當(dāng)流沙嚴(yán)重時(shí)甚至擰斷鉆桿。同時(shí)，由于流沙的作用，鉆頭與砂土顆粒頻繁接觸，砂土顆粒強(qiáng)度高，使鉆頭磨損嚴(yán)重，在施工不到500m2就得補(bǔ)焊一次。以上存在的難點(diǎn)問題，大大降低了施工效率，增加了施工成本，對(duì)工程進(jìn)度也造成了一定的影響。
五、多頭小直徑深層攪拌樁施工工藝的改進(jìn)
由于傳統(tǒng)工藝，存在的主要問題是中間鉆桿受流沙的影響最大，如何改善和減少流沙對(duì)中間鉆桿、鉆頭的影響，是本工藝改進(jìn)的關(guān)鍵技術(shù)。
在另一種截滲墻施工技術(shù)——高壓噴射截滲墻旋噴技術(shù)中，主要是利用高壓空氣和泥漿的混合體形成切割力，沖擊破壞土體，形成防滲墻體。在這種技術(shù)的啟發(fā)下，是否可以通過向多頭小直徑深層攪拌樁機(jī)中間鉆桿中輸送一定壓力的壓縮氣體，讓氣體和鉆頭同時(shí)切削攪拌土層，減少鉆頭磨損和攪拌阻力。在沂河砂堤截滲工程中，我們利用2號(hào)、3號(hào)機(jī)組進(jìn)行了上述改進(jìn)試驗(yàn)，通過調(diào)整壓縮氣體的壓力使攪拌功率發(fā)生了明顯的變化，大大提高了功效。
六、改進(jìn)工藝控制要點(diǎn)
由于該改進(jìn)工藝是多頭小直徑深層攪拌樁的輔助工藝，工藝改進(jìn)后，由于壓縮氣體的壓力大小不一，對(duì)切割的土體范圍也不一樣，形成的截滲墻體范圍也就不一樣。從質(zhì)量和成本控制方面，一定要注意以下幾個(gè)環(huán)節(jié)：
（一）壓力大小應(yīng)該通過試驗(yàn)控制在多頭小直徑深層攪拌樁能保持正常施工狀況即可，即電機(jī)動(dòng)力正常工況下，鉆桿能順利攪拌提升為宜。主要是因?yàn)閴毫Υ罅?，有利于切割土體，但切割范圍大了后，需要消耗的水泥漿也多，不利于成本控制。
（二）壓力確定后，應(yīng)通過開挖，觀測(cè)形成墻體的厚度，驗(yàn)算水泥摻入比是否符合設(shè)計(jì)要求，若不符合應(yīng)該及時(shí)調(diào)整噴漿量或者水灰比，使水泥摻入比符合設(shè)計(jì)要求。調(diào)整方式同傳統(tǒng)施工工藝。
（三）控制好攪拌提升的速度，因?yàn)橹虚g鉆桿由噴泥漿改為噴壓縮空氣，如果不控制好攪拌提升速度，兩側(cè)水泥漿液得不到充分混合，可能導(dǎo)致中間樁體質(zhì)量降低。
七、結(jié)語
本工藝克服了多頭小直徑深層攪拌樁施工技術(shù)在砂性土層中的難點(diǎn)問題。在實(shí)際應(yīng)用過程中，還應(yīng)考慮和注意以下幾個(gè)方面：
（一）本工藝較適合三軸小直徑攪拌樁施工工藝的改進(jìn)。
（二）本工藝適合鉆桿中心距較小的小直徑攪拌樁施工工藝的改進(jìn)。
（三）應(yīng)該通過試驗(yàn)段確定輸送氣體壓力、水灰比、噴漿量、攪拌提升等施工參數(shù)。