防滲墻施工中水泥摻入量算法的探討摘要：結(jié)合長(zhǎng)江堤防防滲工程的施工情況，對(duì)垂直防滲墻中水泥摻入量的計(jì)算方法作以分析，列舉出了幾種不同的計(jì)算方法，并對(duì)幾種計(jì)算方法的適用性加以分析，確定了幾種不同類型的鉆機(jī)在實(shí)際施工中應(yīng)該采用的計(jì)算方法，以確保防滲墻施工的經(jīng)濟(jì)、高效以及防滲墻的質(zhì)量。關(guān)鍵詞：防滲墻；水泥摻入量；算法；探討1.前言水泥土防滲墻是通過(guò)深層攪拌截滲樁機(jī)，利用水泥漿作為固化劑，在地基深處將天然原土和固化劑強(qiáng)制攪拌，使固化劑和含水土體發(fā)生一系列的物理化學(xué)反應(yīng)，把被加固土體硬結(jié)成具有整體性、水穩(wěn)定性并具有一定強(qiáng)度的水泥土樁，多樁相割搭接即形成連續(xù)密實(shí)的水泥土防滲墻。九八年我國(guó)長(zhǎng)江大洪水之后，水泥土防滲墻更是以其造價(jià)低、效果好、工效高等優(yōu)點(diǎn)在江河大堤防滲加固中得到了廣泛的應(yīng)用。攪拌樁機(jī)根據(jù)其所具有的攪拌頭數(shù)目的不同分為單頭、多頭（包括雙頭、三頭、六頭）。鉆機(jī)類型的多樣化產(chǎn)生了不同的施工工藝，有單樁套打成墻、分序成墻等，這就導(dǎo)致了水泥摻入量的計(jì)算上也存在一些不同的看法。在進(jìn)行防滲墻施工時(shí)，由于防滲墻所要求達(dá)到一定的防滲效果，加上長(zhǎng)江汛期，？所以其施工時(shí)間及質(zhì)量都有一定的要求。所以在施工時(shí)就必須考慮水泥摻入量的計(jì)算方法與鉆機(jī)類型的匹配問(wèn)題，以確保工程質(zhì)量和施工的經(jīng)濟(jì)、高效。在長(zhǎng)江荊南干堤水泥土防滲墻加固工程施工中要求水泥摻入量不小于15%，墻厚20～30cm，墻深一般不超過(guò)18m。劉秉軍，男，漢，鄭州，河南省地質(zhì)工程公司，高級(jí)工程師。劉秉軍，男，漢，鄭州，河南省地質(zhì)工程公司，高級(jí)工程師。2幾種不同水泥摻入量的算法一般防滲墻是以平方米來(lái)作為計(jì)量單位的，水泥摻入量αw＝單位水泥重量/單位土重量，我們可以這樣理解：把施工所產(chǎn)生的防滲墻（剖面）看作是一個(gè)面，而單樁的圓面可以看成一條線。體積＝圓面積（平方米）×深度（延米），折算為面積（平方米）＝深度（延米）×寬。我們把每平方米認(rèn)為單位面積（也可以認(rèn)為是單位體積），由此可以計(jì)算出每平方米的水泥摻量。2.1單樁計(jì)算方法單樁計(jì)算方法，是按單樁相互獨(dú)立進(jìn)行確定水泥耗量。一個(gè)單元6根樁每米水泥用量：M=3ρ土πD2γ/2------（1）式中：ρ土---土的容重取ρ土=1.7t/m3；D---成樁直徑取D=350mm；γ---水泥摻入比取15%。由式（1）計(jì)算得：M=147.2kg；折算成單位面積水泥用量為109kg/m2（M/6l，l為樁間距）。單頭樁機(jī)施工順序圖（2－2）2.2取有效截面積的計(jì)算方法有效截面積計(jì)算方法，是指在防滲墻施工中，樁間的搭接尺寸為l1，去除樁位搭接的重疊面積來(lái)計(jì)算一個(gè)單元墻體的截面積的計(jì)算方法。如圖2－3：一個(gè)單元每米水泥用量為：M=6ρ土（πD2/4－S1）γ----（2）圖2－3式中ρ土、D、γ同上，S1為樁間搭接重疊面積S1=（πD2×β/360×4－l1×l2/4）×2式中l(wèi)1---樁間搭接尺寸取225mm；l2---最小墻體厚度取268mm；β----墻體厚度與樁中心之間的夾角，β=2arccos225/350=1000。由式（2）計(jì)算得M=112kg，折算成單位面積水泥用量為83kg/m2。2.3取墻體截面積為長(zhǎng)方形的計(jì)算方法取墻體截面積為長(zhǎng)方形的計(jì)算方法，是指將一單元墻的墻體截面取成長(zhǎng)方形，寬度為鉆頭直徑,長(zhǎng)為單元成墻長(zhǎng)度,按截面積計(jì)算每單元每米水泥用量，如圖2－4：M=ρ土DLγ----（3）圖2－4式中ρ土、D、γ同上，L----單元長(zhǎng)度取1.35m由式（3）計(jì)算得M=120.5kg；；折算成單位面積水泥用量為：89.3kg/m2。3.不同類型樁機(jī)所需水泥用量算法的選擇由于長(zhǎng)江堤防工程水泥土防滲墻設(shè)計(jì)要求水泥的摻入量不小于15%，而并非是平均15%，也就是說(shuō)防滲墻任何一個(gè)部位的水泥摻入量都要保證15%。所以我們就應(yīng)該保證在施工時(shí)防滲墻的水泥摻入量不小于15%。這就要求我們根據(jù)鉆機(jī)類型及施工工藝的不同選擇合適的計(jì)算方法來(lái)保證。三種方法對(duì)比表表3－1單樁計(jì)算方法有效截面積計(jì)算方法長(zhǎng)方形計(jì)算方法分序成墻（單頭、三頭）一次成墻（雙頭、六頭）3.1單頭樁機(jī)所需采用計(jì)算方法在單樁計(jì)算方法中，由于樁間搭接相互重疊原因，水泥平均摻入量會(huì)大于15%。兩樁重疊部分占單樁面積的百分為23.95%。對(duì)于施工的第一根樁，水泥平均摻入比為15%；而對(duì)于第二根樁，由于和第一根樁重疊部分已經(jīng)有15%的水泥摻入量，經(jīng)過(guò)復(fù)攪，則第二根樁的實(shí)際水泥摻入比肯定大于15%；下一根樁又會(huì)再高一些。排除樁位偏差等外界因素的影響，再加上一定的保險(xiǎn)系數(shù)，對(duì)于單個(gè)樁而言施工中水泥（水泥漿）用量完全滿足水泥摻入比大于15%的要求。由此我們可以看出，單樁計(jì)算方法在單頭鉆機(jī)施工中是可行的。在實(shí)際施工完后進(jìn)行的開挖檢查和取芯檢驗(yàn)中，防滲墻的外觀、質(zhì)量都符合設(shè)計(jì)要求。3.2多頭樁機(jī)所需采用計(jì)算方法3.2.1三頭樁機(jī)所需采用計(jì)算方法在保證水泥摻入比15%的情況下，有效截面積計(jì)算方法是比較節(jié)省水泥的。有人認(rèn)為在三頭樁機(jī)施工中，應(yīng)采取它來(lái)計(jì)算水泥的摻入量，但是三頭樁機(jī)的施工工藝是兩序成墻(見圖二)，每序所成的樁是相互獨(dú)立的，而并非是相互咬合的，所以截面積計(jì)算方法對(duì)于三頭樁機(jī)來(lái)說(shuō)是不合適的。若采用截面積來(lái)計(jì)算三頭樁機(jī)的水泥摻入量，保證不了防滲墻的水泥摻入量不小于15%。圖3－13.2.2雙頭、六頭樁機(jī)所需采用的計(jì)算方法雙頭、六頭樁機(jī)的施工工藝為一次成墻，所以其計(jì)算方法應(yīng)該按照墻體形成的實(shí)際截面形狀計(jì)算，這樣就應(yīng)該采用有效截面積來(lái)計(jì)算。雙頭樁機(jī)六頭樁機(jī)一次成墻的施工工藝，就象是單樁成墻一樣，所以采用有效截面積的計(jì)算方法來(lái)計(jì)算是比較合適的，這樣既保證了防滲墻水泥摻入量不小于15%，又可以節(jié)省水泥，并且節(jié)省了施工時(shí)間?？梢哉f(shuō)是一種經(jīng)濟(jì)、高效的施工工藝，當(dāng)然，在施工中輸漿量要準(zhǔn)確。長(zhǎng)方形截面積計(jì)算方法增加了單元墻內(nèi)的水泥耗用量，不適合一次成墻工藝。4.結(jié)論水泥摻入量的計(jì)算方法一定要與之相適應(yīng)的施工工藝相結(jié)合，否則會(huì)造成不必要的浪費(fèi)或水泥摻入量達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。通過(guò)以上分析及表，我們可以看出，單頭及三頭這種分序成墻的鉆機(jī)，必須采用單樁計(jì)算方法才能保證其水泥摻入量不小于15%，而對(duì)于雙頭及六頭一次成墻的鉆機(jī)，在滿足水泥摻入量不小于15%的情況下，采用有效截面積計(jì)算方法是比較經(jīng)濟(jì)合理的；長(zhǎng)方形計(jì)算方法對(duì)于分序成墻的鉆機(jī)來(lái)說(shuō)滿足不了水泥摻入量的要求，對(duì)于一次成墻的鉆機(jī)來(lái)說(shuō)又顯得不