序列式柔性振動沉模板樁防滲牆施工工法

《序列式柔性振動沉模板樁防滲牆施工工法》是浙江海天建設集團有限公司、中國水電建設集團十五工程局有限公司完成的建築類施工工法，完成人是盧錫雷、胡新峰、王東、何小雄、杜立紅、喬勇。適用於以砂、砂性土、砂質黏土、淤泥質土及砂礫地層為主的防滲牆施工。

《序列式柔性振動沉模板樁防滲牆施工工法》主要的工法特點是建造的牆體垂直連續，無接縫，無縱橫向開叉等缺陷，牆面平整，厚度均勻，防滲效果好；工藝簡單，一次連續成牆，易於控制施工質量；施工速度快，工程造價低。

2011年9月，《序列式柔性振動沉模板樁防滲牆施工工法》被中華人民共和國住房和城鄉建設部評定為2009-2010年度國家二級工法。

基本介紹

• 中文名：序列式柔性振動沉模板樁防滲牆施工工法
• 工法編號：GJEJGF302-2010
• 完成單位：浙江海天建設集團有限公司、中國水電建設集團十五工程局有限公司
• 主要完成人：盧錫雷、胡新峰、王東、何小雄、杜立紅、喬勇
• 套用實例：青山熱電廠貸家湖灰堤危險段加固工程
• 主要榮譽：國家二級工法（2009-2010年度）

形成原因

序列式柔性振動沉模板樁防滲牆技術，是在總結2009年前已有建造混凝土防滲牆工法的基礎上研製成功的一項構築柔性防滲牆的新型工法，在成槽、成牆工藝和設備及材料等方面均有所創新，利用高頻振動樁錘將鋼模板交替將序列Ai樁和序列Bi樁沉入土中的新工法，建造防滲牆，比單板工藝更具有獨特的優越性，有效地保證了防滲牆體連續、完整、牆厚均勻，垂直度易控制，不僅不存在接縫、夾泥、斷牆、縮板和縱橫向開叉等缺陷，而且單板間接頭處得到加厚加強。

工法特點

《序列式柔性振動沉模板樁防滲牆施工工法》的工法特點是：

1.該工法建造的牆體垂直連續，無接縫，無縱橫向開叉等缺陷，牆面平整，厚度均勻，因擠土、滲透、振動等因素所致的綜合效應，防滲效果好。

2.該工法造牆工效高，每台班可造牆約400-500平方米無縫連線防滲牆。

3.該工法工藝簡單，充分利用了空腹鋼板的造槽、導向、護槽、灌注、振搗等功能一次連續成牆，易於控制施工質量。

4.該工法施工速度快，工程造價低，每平方米防滲牆造價較其他混凝土連續牆便宜1/3左右。

5.由於成牆漿材具有較大的可變形特性，具有一定的柔性，適合堤壩等有一定變形特點防滲要求的工程。

操作原理

適用範圍

《序列式柔性振動沉模板樁防滲牆施工工法》適用於以砂、砂性土、砂質黏土、淤泥質土及砂礫地層為主的防滲牆施工。有較大體積的孤石、地下障礙物等地質條件時，需要其他方法配合預先處理，否則對沉樁效率有所影響。

工藝原理

《序列式柔性振動沉模板樁防滲牆施工工法》的工藝原理敘述如下：

序列式柔性振動沉模板樁防滲牆技術，是利用大功率、高頻振動錘產生的激振動力將工字形空腔的鋼板模板沉入土體中，達到設計深度，在起拔模板的同時向空腔內連續灌注漿液（漿材根據具體防滲要求設計，砂漿適用於10~20厘米厚的防滲牆，塑性混凝土適用於大於20厘米厚的防滲牆），邊振動邊拔模邊灌液，漿液在重力作用下留於槽孔中形成單塊板牆，將單板連線起來，即形成連續、完整的防滲板牆帷幕；而且鋼板模在振動沉入和振動提拔過程中，對土體進行了有效擠土，並對已注入模板和槽孔內的漿液有連續振搗作用，使牆體內漿液充分振動密實，同時又使漿液向兩側擠壓、滲透，增大了板牆防滲的有效厚度。

施工工藝

《序列式柔性振動沉模板樁防滲牆施工工法》的施工工藝流程及操作要點敘述如下：

• 工藝流程

工藝流程見圖1。

圖1 工藝流程

操作要點

一、測量定位、放線

採用全站儀根據地面控制點進行實地放樣，並做好定位樁，拉好用普通鋼絲做標誌的基線，作為防滲牆的位置控制線。

二、模板就位

先將樁機調平，使立柱垂直，再將A模板對準孔位，靠振動體系的自重落下，檢測調整模板的垂直度達到工法要求。

三、振動沉模

1.啟動振捶，先將A模板沿施工軸線沉入地層，達到設計深度。A模板為先導模板，有起始、定位、導向作用，故其垂直傾斜度要求小於3‰~5‰；A模板帶陰連線。

2.再將B模板沿施工軸線緊靠A模板前沿沉入地層中，達到設計深度。B模板為前接模板，起到延長板牆長度的作用；B模板帶陽連線。

3.根據設計要求檢測樁牆的沉樁深度，並記錄沉模深度和時間。

四、灌漿拔模

向A模板空腹內灌注漿液，然後邊振動、邊拔升、邊灌注，直至將A模板拔出地面，漿液留於槽孔內，凝固後形成密實的單板牆體，並記錄灌拔時間。

五、再沉A模

當A模板灌漿拔模至地面後，移至B模板前沿沉模時，B模板也起到定位、導向作用。此時A模板為前接模板，起到加長板牆的作用，A、B模板的定位、導向作用互換。

重複二~五工序，連續不斷地施工，即可形成一道豎直連續的整體板牆，見圖2。

圖2 施工工序示意圖

關鍵技術

一、為了保證防滲牆的垂直度及能為後續模板正確導向，故模板沉模時的垂直度要求不超過3%。垂直度採用全站儀和樁機的垂直度尺來檢測，通過調整樁機的底盤和樁架來達到要求。

二、施工中的特殊情況處理。

1.在振動沉模及拔模過程中，樁體周圍一定範圍內，地表面將產生一些裂縫和擠壓變形，在灌漿過程中，樁體周圍應有漿液冒出，若發現無漿液冒出，說明拔樁速度過快，應停止拔模，待有漿液冒出時再拔模。

2.在振動拔模過程中，由於漿液充填與槽孔相連的裂縫、空洞、漏水通道，使漿液的灌入量遠遠大於該板樁所需的灌漿量，形成漏漿，如遇到漏漿現象，這時要停止模板提升，直到漿液注滿空洞，再繼續拔模。如發現特別異常，應查明原因後再行施工。

3.新、老闆樁牆的處理方法：

分段施工或施工如遇到特殊情況停止施工後再次施工時，會遇到新、老闆樁牆的連線問題，處理該問題的方法可參照圖3施工。即與成牆部分平接，再在接縫處內側平接一根樁，該樁施工時先振動注漿拔樁，再原位沉模，靜拔並注漿。

圖3 新、老闆樁牆連線示意圖

4.板樁牆開天窗的處理：

在每一施工段過程中，遇到特殊情況停工，造成板樁牆開天窗，處理措施按圖4進行施工，即在開天窗處內側面平接兩根或數根板樁，封堵該天窗。

圖4 板樁牆開天窗處理示意圖

5.障礙物時的處理：

當施工時遇到沉模困難時，即將模板越過障礙物後再繼續施工，留下的空缺處，用高噴灌漿造牆修補，高噴灌漿板牆與樁牆搭接長度為30~50厘米；如圖5施工。

圖5 遇障礙物時的處理示意圖

三、無縫連線的關鍵。

首先是成樁設備的獨特性，可參見該工法相關的專利。其次是成牆工藝上，採用雙序列鋼模板。再次是漿材採用可塑性大的流態或凝塑性配合比。以保證連續施工，牆體材料固化形成整體。

材料設備

《序列式柔性振動沉模板樁防滲牆施工工法》所用的材料及設備明細如下：

1.主要機具設備（表1）

2.施工人員安排表（表2）

參考資料：

質量控制

《序列式柔性振動沉模板樁防滲牆施工工法》的質量控制要求如下：

1.樁牆定位控制

以設計的防滲牆中心線為放樣基準，施工中每次移動樁機時，都用經緯儀校正，使夾頭中心線、模板中心線與基準線吻合，控制樁牆定位誤差在3厘米以內。

2.垂直精度控制

防滲牆施工作業前，調整樁架轉盤及樁架斜撐，使模板中心與施工軸線的偏差不超過3厘米，模板鉛垂傾斜度不超過3‰；垂直度採用全站儀和樁機的垂直度尺來檢測，通過調整樁機的底盤和樁架來達到要求。

3.牆體質量控制

使用合格的原材料，現場嚴格控制每個樁的材料用量，嚴格掌握漿液的配比和均勻性，保證漿液具有良好的流動性，並在防滲牆體灌注漿料前，應備足一塊單元板體所需的漿料確保漿液能連續灌注直至整個樁體飽滿；灌注時，做到泵送量與模板提升速度相協調，保持模板內一定高度的漿面，不出現脫光現象，灌注時保證漿料灌注充盈係數大於1.100，為防止提拔模板時有土塊掉入已灌注漿料的槽孔中而影響牆體質量，在新澆築漿料的單元中沿未拔模板側壁沉入護板後再沉下一模板。

4.牆體接縫質量控制

該工法採用雙模板交叉套接連續施工法，先沉入的模板作為後沉入模板的導向，由於單塊牆體施工時間短，在漿料初凝前，相鄰槽孔中的漿料在振動力作用下相互混合，可連續完成多塊牆體，實現無縫連線。因採用了雙模組施工工藝，能夠保證定位的準確性，從而確保了單元牆體在一個平面內緊密結合，相鄰牆體不分叉，加上高頻振動力的作用，使施工冷接縫無夾泥現象，質量得到保證，在弧線段上採用改進的帶轉角的鋼模板（專利申請中）套接打施工，保證了牆體的連續性。

5.柔性振動沉模板樁防滲牆質量檢驗標準見表3。

參考資料：

安全措施

採用《序列式柔性振動沉模板樁防滲牆施工工法》施工時，除應執行國家、地方的各項安全施工的規定外，尚應遵守注意下列事項：

1.施工現場用電統一規劃，由專職電工統一管理，嚴禁亂接、亂拉電纜和電線，電器設備做好三級漏電保護，保證用電安全；

2.設備運行前，各種機械應進行調試運轉，檢查工作是否正常，對各管路、接頭要認真檢查是否暢通；

3.各種施工機械要定期保養檢修，經常檢查，保證運轉中不發生故障，嚴禁私自拆卸；

4.吊、放施工機具時，嚴禁下面站人；

5.正常施工時，要密切注視各機械的運轉情況，如發現異常立即停機處理；

6.夜間照明要充分，運轉樁機、振頭、管路、攪拌系統、灌漿系統均應有充足的照明；

7.所有進入工地人員必須戴好安全帽；登高作業必須系安全帶；

8.施工人員必須按規程操作，嚴禁違章作業。

環保措施

《序列式柔性振動沉模板樁防滲牆施工工法》的環保措施如下：

1.該方法施工時因衝擊振動產生噪聲，因此夜間施工時，應取得當地政府部門頒發的夜間施工許可證並嚴格遵守不擾民制度；

2.多台機械施工時須合理安排時間，防止群機施工時造成噪聲超標；

3.施工機械維修、保養時產生的廢油等應合理收集，防止對土體產生污染；

4.施工過程中產生的廢漿須沉澱後排放。

效益分析

《序列式柔性振動沉模板樁防滲牆施工工法》的效益分析是：

1.社會效益

序列式柔性振動沉模板樁防滲牆施工速度快，工效高、造牆質量好、防滲性能好、施工安全有保障，利於創造良好的外部形象。

2.經濟效益

序列式柔性振動沉模板樁防滲牆技術具有較好的經濟效益：漿液可以根據具體需要，採用粉煤灰+水泥；粉煤灰+水泥+砂；粉煤灰+水泥+砂+石；水泥+砂+石等多種備選方案，因此具有良好的經濟性。工程實踐證明，其防滲成牆的綜合成本，是大型機械成牆如深層攪拌、高壓旋噴、銖挖等工藝的60%~70%；是鋪塑、薄壁、射水法的90%，但其防滲效果優於該類方法。

套用實例

《序列式柔性振動沉模板樁防滲牆施工工法》的套用實例如下：

• 實例1：青山熱電廠岱家湖灰堤危險段加固工程

一、概況

岱家湖儲灰場用於儲存武漢市青山熱電廠排放的粉煤灰及爐渣。由於發電能力的不斷擴展，灰堤不斷加高。在原灰堤部夾有許多粉煤灰及透水砂層，未予清除。儲灰量加大後，原堤經常出現管涌、滲水、漏灰，嚴重影響大堤的安全、周圍居民和工廠的正常生活，生產也受到相當的影響。因此，武漢市青山區政府、青山熱電廠決定根治隱患。

二、工程方案

該方案主要採用堤內打設防滲板樁牆，堤坡鋪設複合土工膜隔水，膜與防滲牆用瀝青粘合，形成隔水體系。上覆黏土加厚堤身，乾砌塊石護坡，灰場中排水通過排水箱涵排至堤外。其中防滲牆長1.6千米，深度7~9米，計約15000平方米，工期8個月。

三、施工技術要求

工程先進行試驗段施工，後正式施工。施工主要參數：

1.防滲牆要求：深度7~9米，厚度20厘米；滲透係數K<1.0×10厘米/秒；抗壓強度R₂₈>5.0兆帕。

2.施工機械：ZCB-1型靜壓振動兩用打樁機4號機施工，振動錘功率20千瓦，靜壓力80千牛，激振力200千牛。

3.配合比：水泥:粉煤灰:水:PN-2:早強劑=1:1:1.65:0.5‰:3%。

4.灌漿壓力：灌漿壓力0.2兆帕；灌漿速率>0.35立方米/分鐘。

5.沉樁拔樁速率：沉樁速率1~2米/分鐘；拔樁速率<2米/分鐘。

四、竣工後情況

工程完工後，徹底根治了滲灰漏水、管涌等現象。

• 實例2：湖北省洪湖長江乾堤套口段處理工程

一、工程概況

工程所在地位於洪湖市龍口鎮，長江北岸工程起訖樁號458+000——458+000，長800m。長江乾堤該堤段有兩個近“Z”字形彎點，形成“回水灣”的水文特點，堤外有沉積形成的外灘，灘上458+000——458+000段種有防浪林。在1998年的特大洪水中，該堤段多處出現管涌等險情，嚴重威脅著長江乾堤的安全，湖北省各級政府決定採用地下防滲牆對該堤段進行綜合整治。

二、工程方案

中標方案為柔性振動沉樁板樁灌注防滲牆，簡稱板樁防滲牆。地下防滲牆設計深度18.15米，防滲牆厚度20米，成牆材料為水泥、粉煤灰混合液，固化後形成連續防滲牆體。其中防滲牆14400平方米，工期6個月。

三、施工技術要求

施工時間為1999年4月一1999年7月。施工主要參數：

1.防滲牆：

1）施工深度（H）≥18.15米；

2）成牆厚度（B）≥20厘米；

3）牆體強度（R₂₈）≥6.0兆帕（實際>7.0兆帕）；

4）滲透係數（K₂₈）≤1.0×10厘米/秒（實際<10厘米/秒）；

5）搭接長度（L）≥5厘米。

2.施工機械：ZCB-1型振動打樁機3號機施工，振動錘功率60千瓦，激振力630千牛。

3.配合比：水:水泥:粉煤灰:外加劑=0.5:1:1:2%。

4.灌漿壓力（P）≥0.2兆帕；灌漿速率（V）≥0.35立方米/分鐘。

5.沉樁速率（V₁）≤2米/分鐘；拔樁速率（V₂）≤2米/分鐘。

四、竣工後情況

工程竣工後，正值1999年汛期，最高水位達歷史第3，汛期項目部派人巡視現場，管湧現象未再發生，抗洪壓力明顯減小。

榮譽表彰

2011年9月，中華人民共和國住房和城鄉建設部發布《關於公布2009-2010年度國家級工法的通知》建質[2011]154號，《序列式柔性振動沉模板樁防滲牆施工工法》被評定為2009-2010年度國家二級工法。