1 前言
深攪水泥土防滲墻技術(shù)是在深層攪拌樁原理基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種江堤截滲新技術(shù)。最初的水泥土攪拌樁技術(shù)僅用于加固軟基。在我國(guó)，水泥土深層攪拌樁技術(shù)用于軟基加固始于二十世紀(jì)七十年代，迄今已有三十年的歷史，其技術(shù)和應(yīng)用也較為成熟，國(guó)內(nèi)已頒布了相應(yīng)的技術(shù)規(guī)范。將用于軟基加固的深層攪拌樁技術(shù)移植到水利工程中進(jìn)行地下防滲墻（本文簡(jiǎn)稱深攪水泥土防滲墻）的構(gòu)筑是近幾年才起步的工作，目前還沒(méi)有相應(yīng)的技術(shù)規(guī)范。因此，在深攪水泥土防滲墻應(yīng)用中還存在一些有待研究的技術(shù)問(wèn)題。
在長(zhǎng)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(shè)時(shí)間緊、任務(wù)重，在深攪水泥土防滲墻設(shè)計(jì)、施工和驗(yàn)收過(guò)程中也存在一些需要深入研究解決的問(wèn)題。例如，防滲墻設(shè)計(jì)指標(biāo)的選取依據(jù)和范圍問(wèn)題就是長(zhǎng)江重要堤防隱蔽工程的建設(shè)者及同行專家們所共同關(guān)心和重視的問(wèn)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(shù)指標(biāo)的合理范圍，這些指標(biāo)包括：防滲墻厚度，滲透系數(shù)、抗壓強(qiáng)度和允許比降。在此基礎(chǔ)上，針對(duì)深攪水泥土防滲墻的施工工法和材料特點(diǎn)，綜合討論了深攪水泥土防滲墻設(shè)計(jì)指標(biāo)的合理范圍，研究結(jié)果可供堤防加固設(shè)計(jì)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(diǎn)分析
2.1深攪水泥土防滲墻結(jié)構(gòu)特點(diǎn)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(shí)的墻體。水泥土攪拌樁加固地基是通過(guò)每一個(gè)獨(dú)立樁組成的樁群來(lái)實(shí)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(gè)意義上講，將攪拌樁技術(shù)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(gòu)，故防滲墻應(yīng)達(dá)到的主要性能指標(biāo)也與加固地基的攪拌樁不同，討論防滲墻設(shè)計(jì)指標(biāo)時(shí)應(yīng)圍繞堤防工程特點(diǎn)和防滲要求進(jìn)行。
深攪水泥土防滲墻技術(shù)大規(guī)模應(yīng)用于水利界是近幾年的事情，防滲墻的設(shè)計(jì)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(xué)參數(shù)（滲透系數(shù)、抗壓強(qiáng)度、允許滲透比降）和相應(yīng)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(jiǎn)化起見，本文主要針對(duì)堤基防滲墻的設(shè)計(jì)指標(biāo)進(jìn)行討論，重點(diǎn)對(duì)防滲墻滲透系數(shù)、厚度、允許比降和強(qiáng)度指標(biāo)的合理范圍進(jìn)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(yīng)針對(duì)性地考慮其設(shè)計(jì)指標(biāo)，這里不做討論。長(zhǎng)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(shè)計(jì)水頭一般在8 m以下。長(zhǎng)江堤防除個(gè)別堤段有新培土（新培土層一般不超過(guò)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(rèn)為老堤已經(jīng)完成固結(jié)過(guò)程。
2.2水泥土材料特性概述
根據(jù)大量試驗(yàn)研究結(jié)果可知，影響水泥土的抗?jié)B性能和力學(xué)性能的主要因素有：水泥摻量和水泥標(biāo)號(hào)，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(diǎn)討論水泥土抗壓強(qiáng)度與齡期的關(guān)系以及水泥土的破壞機(jī)理等，它們直接影響抗壓強(qiáng)度的設(shè)計(jì)取用值。
水泥土的抗壓強(qiáng)度隨齡期的增加而增加，滲透系數(shù)隨齡期的增長(zhǎng)不斷變小。長(zhǎng)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(xì)砂等，在摻入水泥后的抗壓強(qiáng)度隨齡期增長(zhǎng)的規(guī)律有一定的差異。室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果表明：粉細(xì)砂、粉土、粉質(zhì)粘土在實(shí)驗(yàn)室條件下制備的水泥土，不同齡期的抗壓強(qiáng)度的大致比例（以90 d齡期的強(qiáng)度為比較基準(zhǔn)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(qiáng)度設(shè)計(jì)取值究竟應(yīng)采用何種齡期的指標(biāo)為標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)根據(jù)水泥土力學(xué)性能的齡期特性以及防滲墻的施工進(jìn)度和實(shí)際承載時(shí)間等綜合考慮。長(zhǎng)江堤防工程深攪水泥土防滲墻的施工主要在非汛期進(jìn)行，防滲墻竣工后至汛期承擔(dān)設(shè)計(jì)水頭還有一段時(shí)間。因此，考慮到長(zhǎng)江堤防工程深攪水泥土防滲墻的施工進(jìn)度、防滲墻實(shí)際的承載時(shí)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(qiáng)度設(shè)計(jì)值取用90 d 齡期的抗壓強(qiáng)度值。
室內(nèi)試驗(yàn)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(yàn)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(xué)破壞類型為剪切破壞。因此，用剪應(yīng)力水平來(lái)評(píng)價(jià)深攪水泥土防滲墻的力學(xué)穩(wěn)定性更為合理。
深攪水泥土防滲墻技術(shù)是在深層攪拌樁原理基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種江堤截滲新技術(shù)。最初的水泥土攪拌樁技術(shù)僅用于加固軟基。在我國(guó)，水泥土深層攪拌樁技術(shù)用于軟基加固始于二十世紀(jì)七十年代，迄今已有三十年的歷史，其技術(shù)和應(yīng)用也較為成熟，國(guó)內(nèi)已頒布了相應(yīng)的技術(shù)規(guī)范。將用于軟基加固的深層攪拌樁技術(shù)移植到水利工程中進(jìn)行地下防滲墻（本文簡(jiǎn)稱深攪水泥土防滲墻）的構(gòu)筑是近幾年才起步的工作，目前還沒(méi)有相應(yīng)的技術(shù)規(guī)范。因此，在深攪水泥土防滲墻應(yīng)用中還存在一些有待研究的技術(shù)問(wèn)題。
在長(zhǎng)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(shè)時(shí)間緊、任務(wù)重，在深攪水泥土防滲墻設(shè)計(jì)、施工和驗(yàn)收過(guò)程中也存在一些需要深入研究解決的問(wèn)題。例如，防滲墻設(shè)計(jì)指標(biāo)的選取依據(jù)和范圍問(wèn)題就是長(zhǎng)江重要堤防隱蔽工程的建設(shè)者及同行專家們所共同關(guān)心和重視的問(wèn)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(shù)指標(biāo)的合理范圍，這些指標(biāo)包括：防滲墻厚度，滲透系數(shù)、抗壓強(qiáng)度和允許比降。在此基礎(chǔ)上，針對(duì)深攪水泥土防滲墻的施工工法和材料特點(diǎn)，綜合討論了深攪水泥土防滲墻設(shè)計(jì)指標(biāo)的合理范圍，研究結(jié)果可供堤防加固設(shè)計(jì)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(diǎn)分析
2.1深攪水泥土防滲墻結(jié)構(gòu)特點(diǎn)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(shí)的墻體。水泥土攪拌樁加固地基是通過(guò)每一個(gè)獨(dú)立樁組成的樁群來(lái)實(shí)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(gè)意義上講，將攪拌樁技術(shù)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(gòu)，故防滲墻應(yīng)達(dá)到的主要性能指標(biāo)也與加固地基的攪拌樁不同，討論防滲墻設(shè)計(jì)指標(biāo)時(shí)應(yīng)圍繞堤防工程特點(diǎn)和防滲要求進(jìn)行。
深攪水泥土防滲墻技術(shù)大規(guī)模應(yīng)用于水利界是近幾年的事情，防滲墻的設(shè)計(jì)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(xué)參數(shù)（滲透系數(shù)、抗壓強(qiáng)度、允許滲透比降）和相應(yīng)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(jiǎn)化起見，本文主要針對(duì)堤基防滲墻的設(shè)計(jì)指標(biāo)進(jìn)行討論，重點(diǎn)對(duì)防滲墻滲透系數(shù)、厚度、允許比降和強(qiáng)度指標(biāo)的合理范圍進(jìn)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(yīng)針對(duì)性地考慮其設(shè)計(jì)指標(biāo)，這里不做討論。長(zhǎng)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(shè)計(jì)水頭一般在8 m以下。長(zhǎng)江堤防除個(gè)別堤段有新培土（新培土層一般不超過(guò)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(rèn)為老堤已經(jīng)完成固結(jié)過(guò)程。
2.2水泥土材料特性概述
根據(jù)大量試驗(yàn)研究結(jié)果可知，影響水泥土的抗?jié)B性能和力學(xué)性能的主要因素有：水泥摻量和水泥標(biāo)號(hào)，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(diǎn)討論水泥土抗壓強(qiáng)度與齡期的關(guān)系以及水泥土的破壞機(jī)理等，它們直接影響抗壓強(qiáng)度的設(shè)計(jì)取用值。
水泥土的抗壓強(qiáng)度隨齡期的增加而增加，滲透系數(shù)隨齡期的增長(zhǎng)不斷變小。長(zhǎng)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(xì)砂等，在摻入水泥后的抗壓強(qiáng)度隨齡期增長(zhǎng)的規(guī)律有一定的差異。室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果表明：粉細(xì)砂、粉土、粉質(zhì)粘土在實(shí)驗(yàn)室條件下制備的水泥土，不同齡期的抗壓強(qiáng)度的大致比例（以90 d齡期的強(qiáng)度為比較基準(zhǔn)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(qiáng)度設(shè)計(jì)取值究竟應(yīng)采用何種齡期的指標(biāo)為標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)根據(jù)水泥土力學(xué)性能的齡期特性以及防滲墻的施工進(jìn)度和實(shí)際承載時(shí)間等綜合考慮。長(zhǎng)江堤防工程深攪水泥土防滲墻的施工主要在非汛期進(jìn)行，防滲墻竣工后至汛期承擔(dān)設(shè)計(jì)水頭還有一段時(shí)間。因此，考慮到長(zhǎng)江堤防工程深攪水泥土防滲墻的施工進(jìn)度、防滲墻實(shí)際的承載時(shí)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(qiáng)度設(shè)計(jì)值取用90 d 齡期的抗壓強(qiáng)度值。
室內(nèi)試驗(yàn)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(yàn)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(xué)破壞類型為剪切破壞。因此，用剪應(yīng)力水平來(lái)評(píng)價(jià)深攪水泥土防滲墻的力學(xué)穩(wěn)定性更為合理。