1 前言
深攪水泥土防滲墻技術是在深層攪拌樁原理基礎上發(fā)展起來的一種江堤截滲新技術。最初的水泥土攪拌樁技術僅用于加固軟基。在我國，水泥土深層攪拌樁技術用于軟基加固始于二十世紀七十年代，迄今已有三十年的歷史，其技術和應用也較為成熟，國內(nèi)已頒布了相應的技術規(guī)范。將用于軟基加固的深層攪拌樁技術移植到水利工程中進行地下防滲墻（本文簡稱深攪水泥土防滲墻）的構筑是近幾年才起步的工作，目前還沒有相應的技術規(guī)范。因此，在深攪水泥土防滲墻應用中還存在一些有待研究的技術問題。
在長江重要堤防隱蔽工程的垂直防滲施工工法中，深攪水泥土防滲墻工法占多數(shù)。由于隱蔽工程建設時間緊、任務重，在深攪水泥土防滲墻設計、施工和驗收過程中也存在一些需要深入研究解決的問題。例如，防滲墻設計指標的選取依據(jù)和范圍問題就是長江重要堤防隱蔽工程的建設者及同行專家們所共同關心和重視的問題[1].
本文從堤防防滲墻防滲功能和受力角度，探討了深攪水泥土防滲墻技術指標的合理范圍，這些指標包括：防滲墻厚度，滲透系數(shù)、抗壓強度和允許比降。在此基礎上，針對深攪水泥土防滲墻的施工工法和材料特點，綜合討論了深攪水泥土防滲墻設計指標的合理范圍，研究結(jié)果可供堤防加固設計和質(zhì)量監(jiān)督等部門參考。
2 深攪水泥土防滲墻功能和材料特點分析
2.1深攪水泥土防滲墻結(jié)構特點和功能
深攪水泥土防滲墻是由水泥土攪拌樁多樁搭接而形成連續(xù)密實的墻體。水泥土攪拌樁加固地基是通過每一個獨立樁組成的樁群來實現(xiàn)的，防止堤防滲透破壞則需要建立起連續(xù)完整的樁墻（即深攪水泥土防滲墻），從這個意義上講，將攪拌樁技術用于防滲要比加固地基的要求高，難度也大。與水泥土深層攪拌樁不同，深攪水泥土防滲墻的主要功能是在截滲或增加滲徑，提高堤防的抗?jié)B能力，深攪水泥土防滲墻本身不是傳統(tǒng)意義上的承載結(jié)構，故防滲墻應達到的主要性能指標也與加固地基的攪拌樁不同，討論防滲墻設計指標時應圍繞堤防工程特點和防滲要求進行。
深攪水泥土防滲墻技術大規(guī)模應用于水利界是近幾年的事情，防滲墻的設計內(nèi)容包括墻體位置、墻體深度、墻體厚度以及墻體材料物理力學參數(shù)（滲透系數(shù)、抗壓強度、允許滲透比降）和相應的水泥摻量等。其中防滲墻位置、深度以及水泥摻入量視深攪水泥土防滲墻的功能要求和施工條件等因素的不同而定。為簡化起見，本文主要針對堤基防滲墻的設計指標進行討論，重點對防滲墻滲透系數(shù)、厚度、允許比降和強度指標的合理范圍進行較為深入的探討。堤身防滲墻如果是用于隱患處理（如切斷堤身內(nèi)的橫向裂縫或生物洞穴），則應針對性地考慮其設計指標，這里不做討論。長江重要堤防的斷面為：頂寬一般為8~10m，堤身高度在6~10m之間，內(nèi)外坡比均為1：3.設計水頭一般在8 m以下。長江堤防除個別堤段有新培土（新培土層一般不超過2 m），絕大多數(shù)為老堤，已有數(shù)百年的歷史，在以下的討論中均指的是老堤的加固工程，并且認為老堤已經(jīng)完成固結(jié)過程。
2.2水泥土材料特性概述
根據(jù)大量試驗研究結(jié)果可知，影響水泥土的抗?jié)B性能和力學性能的主要因素有：水泥摻量和水泥標號，被加固土質(zhì)特性和含水量，拌和程度，成型環(huán)境和齡期。下面重點討論水泥土抗壓強度與齡期的關系以及水泥土的破壞機理等，它們直接影響抗壓強度的設計取用值。
水泥土的抗壓強度隨齡期的增加而增加，滲透系數(shù)隨齡期的增長不斷變小。長江堤防的幾種常見土質(zhì)類型，如淤泥、粉質(zhì)粘土、壤土、極細砂等，在摻入水泥后的抗壓強度隨齡期增長的規(guī)律有一定的差異。室內(nèi)試驗結(jié)果表明：粉細砂、粉土、粉質(zhì)粘土在實驗室條件下制備的水泥土，不同齡期的抗壓強度的大致比例（以90 d齡期的強度為比較基準1）為：28 d齡期為0.5~0.7；180 d齡期為1.1～1.3.水泥土抗壓強度設計取值究竟應采用何種齡期的指標為標準，應根據(jù)水泥土力學性能的齡期特性以及防滲墻的施工進度和實際承載時間等綜合考慮。長江堤防工程深攪水泥土防滲墻的施工主要在非汛期進行，防滲墻竣工后至汛期承擔設計水頭還有一段時間。因此，考慮到長江堤防工程深攪水泥土防滲墻的施工進度、防滲墻實際的承載時間以及水泥土材料的特性等綜合因素，本文建議深攪水泥土防滲墻抗壓強度設計值取用90 d 齡期的抗壓強度值。
室內(nèi)試驗結(jié)果表明，在單軸壓縮條件下，水泥土呈現(xiàn)壓縮破壞；在三軸剪切試驗中，水泥土則呈現(xiàn)剪切破壞，有清晰的剪切面。堤防工程深攪水泥土防滲墻處于堤身和堤基內(nèi)部，承受一定的圍壓作用，其力學破壞類型為剪切破壞。因此，用剪應力水平來評價深攪水泥土防滲墻的力學穩(wěn)定性更為合理。
深攪水泥土防滲墻技術是在深層攪拌樁原理基礎上發(fā)展起來的一種江堤截滲新技術。最初的水泥土攪拌樁技術僅用于加固軟基。在我國，水泥土深層攪拌樁技術用于軟基加固始于二十世紀七十年代，迄今已有三十年的歷史，其技術和應用也較為成熟，國內(nèi)已頒布了相應的技術規(guī)范。將用于軟基加固的深層攪拌樁技術移植到水利工程中進行地下防滲墻（本文簡稱深攪水泥土防滲墻）的構筑是近幾年才起步的工作，目前還沒有相應的技術規(guī)范。因此，在深攪水泥土防滲墻應用中還存在一些有待研究的技術問題。
在長江重要堤防隱蔽工程的垂直防滲施工工法中，深攪水泥土防滲墻工法占多數(shù)。由于隱蔽工程建設時間緊、任務重，在深攪水泥土防滲墻設計、施工和驗收過程中也存在一些需要深入研究解決的問題。例如，防滲墻設計指標的選取依據(jù)和范圍問題就是長江重要堤防隱蔽工程的建設者及同行專家們所共同關心和重視的問題[1].
本文從堤防防滲墻防滲功能和受力角度，探討了深攪水泥土防滲墻技術指標的合理范圍，這些指標包括：防滲墻厚度，滲透系數(shù)、抗壓強度和允許比降。在此基礎上，針對深攪水泥土防滲墻的施工工法和材料特點，綜合討論了深攪水泥土防滲墻設計指標的合理范圍，研究結(jié)果可供堤防加固設計和質(zhì)量監(jiān)督等部門參考。
2 深攪水泥土防滲墻功能和材料特點分析
2.1深攪水泥土防滲墻結(jié)構特點和功能
深攪水泥土防滲墻是由水泥土攪拌樁多樁搭接而形成連續(xù)密實的墻體。水泥土攪拌樁加固地基是通過每一個獨立樁組成的樁群來實現(xiàn)的，防止堤防滲透破壞則需要建立起連續(xù)完整的樁墻（即深攪水泥土防滲墻），從這個意義上講，將攪拌樁技術用于防滲要比加固地基的要求高，難度也大。與水泥土深層攪拌樁不同，深攪水泥土防滲墻的主要功能是在截滲或增加滲徑，提高堤防的抗?jié)B能力，深攪水泥土防滲墻本身不是傳統(tǒng)意義上的承載結(jié)構，故防滲墻應達到的主要性能指標也與加固地基的攪拌樁不同，討論防滲墻設計指標時應圍繞堤防工程特點和防滲要求進行。
深攪水泥土防滲墻技術大規(guī)模應用于水利界是近幾年的事情，防滲墻的設計內(nèi)容包括墻體位置、墻體深度、墻體厚度以及墻體材料物理力學參數(shù)（滲透系數(shù)、抗壓強度、允許滲透比降）和相應的水泥摻量等。其中防滲墻位置、深度以及水泥摻入量視深攪水泥土防滲墻的功能要求和施工條件等因素的不同而定。為簡化起見，本文主要針對堤基防滲墻的設計指標進行討論，重點對防滲墻滲透系數(shù)、厚度、允許比降和強度指標的合理范圍進行較為深入的探討。堤身防滲墻如果是用于隱患處理（如切斷堤身內(nèi)的橫向裂縫或生物洞穴），則應針對性地考慮其設計指標，這里不做討論。長江重要堤防的斷面為：頂寬一般為8~10m，堤身高度在6~10m之間，內(nèi)外坡比均為1：3.設計水頭一般在8 m以下。長江堤防除個別堤段有新培土（新培土層一般不超過2 m），絕大多數(shù)為老堤，已有數(shù)百年的歷史，在以下的討論中均指的是老堤的加固工程，并且認為老堤已經(jīng)完成固結(jié)過程。
2.2水泥土材料特性概述
根據(jù)大量試驗研究結(jié)果可知，影響水泥土的抗?jié)B性能和力學性能的主要因素有：水泥摻量和水泥標號，被加固土質(zhì)特性和含水量，拌和程度，成型環(huán)境和齡期。下面重點討論水泥土抗壓強度與齡期的關系以及水泥土的破壞機理等，它們直接影響抗壓強度的設計取用值。
水泥土的抗壓強度隨齡期的增加而增加，滲透系數(shù)隨齡期的增長不斷變小。長江堤防的幾種常見土質(zhì)類型，如淤泥、粉質(zhì)粘土、壤土、極細砂等，在摻入水泥后的抗壓強度隨齡期增長的規(guī)律有一定的差異。室內(nèi)試驗結(jié)果表明：粉細砂、粉土、粉質(zhì)粘土在實驗室條件下制備的水泥土，不同齡期的抗壓強度的大致比例（以90 d齡期的強度為比較基準1）為：28 d齡期為0.5~0.7；180 d齡期為1.1～1.3.水泥土抗壓強度設計取值究竟應采用何種齡期的指標為標準，應根據(jù)水泥土力學性能的齡期特性以及防滲墻的施工進度和實際承載時間等綜合考慮。長江堤防工程深攪水泥土防滲墻的施工主要在非汛期進行，防滲墻竣工后至汛期承擔設計水頭還有一段時間。因此，考慮到長江堤防工程深攪水泥土防滲墻的施工進度、防滲墻實際的承載時間以及水泥土材料的特性等綜合因素，本文建議深攪水泥土防滲墻抗壓強度設計值取用90 d 齡期的抗壓強度值。
室內(nèi)試驗結(jié)果表明，在單軸壓縮條件下，水泥土呈現(xiàn)壓縮破壞；在三軸剪切試驗中，水泥土則呈現(xiàn)剪切破壞，有清晰的剪切面。堤防工程深攪水泥土防滲墻處于堤身和堤基內(nèi)部，承受一定的圍壓作用，其力學破壞類型為剪切破壞。因此，用剪應力水平來評價深攪水泥土防滲墻的力學穩(wěn)定性更為合理。