一种砂土地质防渗墙施工方法
技术领域
本发明涉及到建筑工程领域的防渗墙，具体的说是一种砂土地质防渗墙施工方法。
背景技术
防渗墙因其结构稳定性强、防渗性能好、施工受地质条件限制小、用途广泛等优点，广泛应用于建筑的地下部分施工。现有技术中防渗墙的施工，一般是采用地面钻孔后注浆形成一段墙体，之后再隔一段的距离钻孔、注浆形成另一段墙体，最后在相邻两段墙体之间钻孔注浆，将分隔开的墙体连接起来，从而形成连续的防渗墙。
但是在砂土地质条件下，由于砂土层的颗粒较大、彼此之间缺乏胶结，在砂土层中施工建设的防渗墙，成槽过程中极易产生槽壁坍塌事故，影响施工进度和施工质量，即使成墙之后也容易出现墙面露筋的问题，加上砂土层的渗透系数较大，在地墙的接缝处极易产生漏水现象，影响墙体的稳定性和施工质量。
因此，在砂土地质条件下施工防渗墙，一般采用预制桩方式施工，即预先浇筑出水泥混凝土桩，在钻孔后将水泥混凝土桩下到孔内，最后将所有的水泥混凝土桩体连接形成防渗墙。这种预制桩施工方法，不仅运输麻烦、施工效率低，更重要的是，下桩的时候很容易造成桩体破损，导致最后的防渗墙出现缺损等缺陷，影响施工质量。
发明内容
为了解决现有在砂土地质下施工防渗墙存在的施工效率低、施工质量差的问题，本发明提供了一种砂土地质防渗墙施工方法，该方法利用砂土地质本身渗透性能好的特点，将其与注浆法配合，最终形成砂土和水泥混合形成的防渗墙，虽然防渗墙的墙体强度低于现有施工方法（防渗墙内未掺杂钢筋或碎石等基体，导致其强度低于现有水泥混凝土浇筑的防渗墙），但是施工简单，效率高，防渗效果好。
本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种砂土地质防渗墙施工方法，包括以下步骤：
1）沿规划的防渗墙长度方向，在砂土地质层上画出防渗墙的宽度边界，从而形成两条平行的预设线；
2）在两条平行的预设线上对称进行钻孔，从而形成一排注浆孔和一排负压孔，注浆孔和负压孔等深，两者的深度为防渗墙的高度，两者的间距为防渗墙的宽度，且每一个注浆孔和一个负压孔沿防渗墙宽度的中心对应分布，形成一个注浆孔组；
3）在每一个负压孔内插入一根两端开口的PC管，且PC管的外壁与负压孔的内壁等直径；
4）沿防渗墙的长度方向，将一个注浆孔和其对应的负压孔组成的注浆孔组按顺序进行编号，并依据编号分成奇数注浆孔组和偶数注浆孔组；
5）按标记顺序，将相邻奇数注浆孔组的两个注浆孔组进行注浆，注浆时，同时向两个注浆孔内泵送水泥浆体，并对两个负压孔内的PC管顶部管口施加负压，从而使注浆孔内注入的水泥浆体渗透穿过砂土地质后，从两根PC管底部进入管体内；
6）检测从两根PC管抽出浆液的水灰比，当浆液的水灰比稳定不变时，停止向两个注浆孔内注浆，完成这两个奇数注浆孔组的注浆；
7）按标记顺序，将相邻偶数注浆孔组的两个注浆孔组进行注浆，注浆时，同时向两个注浆孔内泵送水泥浆体，并对两个负压孔内的PC管顶部管口施加负压，从而使注浆孔内注入的水泥浆体渗透穿过砂土地质后，从两根PC管底部进入管体内；
8）检测从两根PC管抽出浆液的水灰比，当浆液的水灰比稳定不变时，停止向两个注浆孔内注浆，完成这两个偶数注浆孔组的注浆；
9）重复步骤5）-步骤8），直至所有的注浆孔组均完成注浆，即完成整个防渗墙的注浆施工；
10）等待7-10天，即形成防渗墙。
作为上述防渗墙施工方法的一种优化方案，所述注浆孔和负压孔的直径均为0.1m，相邻两个注浆孔或相邻两个负压孔的孔间距为0.5m，任意一个注浆孔组中，注浆孔和负压孔的孔间距为0.8m。
作为上述防渗墙施工方法的另一种优化方案，所述步骤9）中，完成整个防渗墙的注浆施工后，再进行补孔注浆，所述补孔注浆的操作为：在施工完成七天后，先以无损检测的地质雷达测定防渗墙的成墙质量，对于强度不符合设定要求的区域，重复步骤5）-8）的注浆施工工艺并在七天后再次检测，直至符合要求；对于强度符合设定要求的区域，向注浆孔、负压孔以及PC管内进行水泥浆体填充封孔，防止杂物以及雨水的冲刷。
作为上述防渗墙施工方法的另一种优化方案，所述步骤5）和步骤7）中注浆时所用水泥浆体的成分为水泥、水玻璃和水混合而成，其中，水泥和水先混合形成水灰比为0.75-1:1的浆体，之后再向浆体中加入水玻璃搅拌均匀，且水玻璃的加入量为浆体总质量的2-4%；当从PC管抽出浆液的水灰比稳定在0.5:1时判定注浆完成。
作为上述防渗墙施工方法的另一种优化方案，所述步骤5）和步骤7）中注浆时所用水泥浆体的成分为水、水泥、粉煤灰和水玻璃，且四者的质量比为0.75:1:1:0.3；当从PC管抽出浆液的水灰比稳定在0.5:1时判定注浆完成。
作为上述防渗墙施工方法的另一种优化方案，所述砂土地质是指渗透系数不低于0.1的砂土层。
作为上述防渗墙施工方法的另一种优化方案，所述步骤5）和步骤7）中泵送水泥浆体的的压力为1.5-2.0MPa，PC管顶部管口施加负压的压力为1-1.5MPa。
本发明的机理为：在注浆施工过程中，具有一定压力的浆体被注射进入注浆孔，并由负压孔一侧进行抽气，两者结合从而产生一定的导向力，由于砂土的渗透性较高，注入的水泥浆从而充填在砂土的空隙内，并在逐渐固化形成地下防渗墙。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1）本发明利用砂土地质本身渗透性能好的特点，将其与注浆法配合，最终形成砂土和水泥混合形成的防渗墙，虽然防渗墙的墙体强度低于现有施工方法防渗墙内未掺杂钢筋或碎石等基体，导致其强度低于现有水泥混凝土浇筑的防渗墙），但是施工简单，效率高，防渗效果好；在施工时，采用一侧注浆，另一侧负压与其配合形成导向力引导浆体成墙，这种导向成墙由水泥浆体固化了砂土地层，有效利用了砂土的地层渗透率高，从而在不扰动的地层情况下，筑成地下防渗墙，有利于环境保护，且能够有效提升墙体的强度；
2）本发明在注浆施工时，采用注浆孔和负压孔配合导向成墙，减小了成槽的尺寸，而且由于导向成墙，注浆孔比较小，在施工时更加方便施工，也不容易塌孔；由于负压孔在施工时具有很大的负压，为了防止出现塌孔，在里面设置PC管，PC管的设置，不仅能够起到稳固负压孔的作用，而且还能在成墙厚留存在墙体内作为骨架，更主要的是，由于PC管的存在，隔断了水泥浆体的水平横移，使注浆孔渗出的水泥浆体在砂土中呈弧形逐渐向下移动至PC管底部的开口，从而大幅度提升了注浆成墙时的均匀性和一致性；
3）本发明在注浆施工时，采用先浇筑相邻两个奇数注浆孔，再浇筑相邻两个偶数注浆孔的隔孔注浆方法，注浆成墙效率更高，而且也提升了墙体的质量，由于这种隔孔浇筑成墙的方式，其注浆影响范围逐渐交叉，消除了接缝，解决了防渗墙的接缝处易漏水的问题；
4）本发明的注浆材料中加入有水玻璃，从而改善了浆体的流动性，更重要的是，含有水玻璃的浆体与砂土混合后，能够在一定时间内实现砂土与浆体的固结，而且还能够利用水泥遇水之后的膨胀特性，与相应的级配较差的砂土混合，有效降低堤岸砂土的渗透性。
附图说明
图1为本发明的施工原理图；
图2为本发明导向成墙的原理图；
附图标记：1、砂土地质层，2、注浆孔，3、负压孔，4、PC管。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明的技术方案做进一步的阐述和说明。本发明工艺所用到的设备，比如注浆设备，产生负压的设备等，都是现有技术，在此不进行赘述。
实施例1
如图1和2所示，一种砂土地质防渗墙施工方法，包括以下步骤：
1）沿规划的防渗墙长度方向，在砂土地质层1上画出防渗墙的宽度边界，从而形成两条平行的预设线；
2）在两条平行的预设线上对称进行钻孔，从而形成一排注浆孔2和一排负压孔3，注浆孔2和负压孔3等深，两者的深度为防渗墙的高度，两者的间距为防渗墙的宽度，且每一个注浆孔2和一个负压孔3沿防渗墙宽度的中心对应分布，形成一个注浆孔组；
3）在每一个负压孔3内插入一根两端开口的PC管4，且PC管4的外壁与负压孔3的内壁等直径；
4）沿防渗墙的长度方向，将一个注浆孔2和其对应的负压孔3组成的注浆孔组按顺序进行编号，并依据编号分成奇数注浆孔组和偶数注浆孔组；
5）按标记顺序，将相邻奇数注浆孔组的两个注浆孔组进行注浆，注浆时，同时向两个注浆孔2内泵送水泥浆体，并对两个负压孔3内的PC管4顶部管口施加负压，从而使注浆孔2内注入的水泥浆体渗透穿过砂土地质后，从两根PC管4底部进入管体内；
6）检测从两根PC管4抽出浆液的水灰比，当浆液的水灰比稳定不变时，停止向两个注浆孔2内注浆，完成这两个奇数注浆孔组的注浆；
7）按标记顺序，将相邻偶数注浆孔组的两个注浆孔组进行注浆，注浆时，同时向两个注浆孔2内泵送水泥浆体，并对两个负压孔3内的PC管4顶部管口施加负压，从而使注浆孔2内注入的水泥浆体渗透穿过砂土地质后，从两根PC管4底部进入管体内；
8）检测从两根PC管4抽出浆液的水灰比，当浆液的水灰比稳定不变时，停止向两个注浆孔2内注浆，完成这两个偶数注浆孔组的注浆；
9）重复步骤5）-步骤8），直至所有的注浆孔组均完成注浆，即完成整个防渗墙的注浆施工；
10）等待7-10天，即形成防渗墙。
以上为本发明的基本实施方式，可在以上基础上做进一步的改进、优化和限定，从而得到以下各实施例：
实施例2
本实施例是在实施例1的基础上所做的一种改进方案，其主体与实施例1相同，改进点在于：所述注浆孔2）和负压孔3）的直径均为0.1m，相邻两个注浆孔2）或相邻两个负压孔3）的孔间距为0.5m，任意一个注浆孔组中，注浆孔2）和负压孔3）的孔间距为0.8m。
实施例3
本实施例是在实施例1的基础上所做的另一种改进方案，其主体与实施例1相同，改进点在于：所述步骤9）中，完成整个防渗墙的注浆施工后，再进行补孔注浆，所述补孔注浆的操作为：所述补孔注浆的操作为：在施工完成七天后，先以无损检测的地质雷达测定防渗墙的成墙质量，对于强度不符合设定要求的区域，重复步骤5）-8）的注浆施工工艺并在七天后再次检测，直至符合要求；对于强度符合设定要求的区域，向注浆孔2、负压孔3以及PC管4内进行水泥浆体填充封孔，防止杂物以及雨水的冲刷。
实施例4
本实施例是在实施例1的基础上所做的另一种改进方案，其主体与实施例1相同，改进点在于：所述步骤5）和步骤7）中注浆时所用水泥浆体的成分为水泥、水玻璃和水混合而成，其中，水泥和水先混合形成水灰比为0.75-1:1的浆体，之后再向浆体中加入水玻璃搅拌均匀，且水玻璃的加入量为浆体总质量的2-4%；当从PC管4）抽出浆液的水灰比稳定在0.5:1时判定注浆完成。
实施例5
本实施例是在实施例1的基础上所做的另一种改进方案，其主体与实施例1相同，改进点在于：所述步骤5）和步骤7）中注浆时所用水泥浆体的成分为水、水泥、粉煤灰和水玻璃，且四者的质量比为0.75:1:1:0.3；当从PC管4）抽出浆液的水灰比稳定在0.5:1时判定注浆完成。
实施例6
本实施例是在实施例1的基础上所做的另一种改进方案，其主体与实施例1相同，改进点在于：所述砂土地质是指渗透系数不低于0.1的砂土层。
实施例7
本实施例是在实施例1的基础上所做的另一种改进方案，其主体与实施例1相同，改进点在于：所述步骤5）和步骤7）中泵送水泥浆体的的压力为1.5-2.0MPa，PC管4）顶部管口施加负压的压力为1-1.5MPa。
