振动沉模成墙的缺点及限制深度

振动沉模造槽成墙技术是利用振动锤垂直往复高频振动产生的强大冲击动量，将空腹模板迅速沉入地层；达到设计深度后在空腹内注满浆液，当振动模板起拔时，浆液从模板下端注入槽孔内，完成单块防渗墙。依次重复上述作业，即形成连续完整的防渗墙。沉模板墙一般以水泥砂浆做防渗材料。

（一）振动沉模成墙的主要特性

1.模板对地层有挤密作用

模板在振动力作用下使土体受到强迫震动产生局部剪切破坏或液化破坏，模板在振动沉入的同时，挤压、振密了模板周边一定范围内的土层，提高了地层抗渗性能。挤压、振密范围与模板的厚度及地层的性质有关，一般挤压范围为模板厚度的2～3.5倍。

2.形成的墙体薄而均匀

振动模板沉入土层后，空腹内注满浆体，当模板提拔时，浆体即从模板下端注入槽孔内，整个造槽、浇筑过程周围土层都是在基本不释放地基应力的情况下实现的。因此不会出现缩壁和塌壁现象。形成的防渗墙墙面平整，厚度均匀，墙板薄，目前可做到10～25cm。

3.模板的振捣作用使墙体密实

模板在振动提拔时，对模板内及注入槽孔内的浆体有连续振捣作用，使墙体充分振动密实，提高了墙体抗压强度和抗渗性能。

4.导向装置使防渗墙连续平整

该项技术采用了两块模板联合施工工艺，模板设有连接导向装置，先已沉入地层的模板可作为后沉入模板的导向，保证了各相邻单板体在一个平面内紧密结合成墙（图1-14）。

图1-14 沉模板连接导向装置平面示意图

（a）已成墙段；（b）两块模板联合施工；（c）模板断面

5.成墙速度快且墙体无施工缝

单机每台班造墙面积150m2左右。单块墙沉模至灌注完成的时间一般仅需10min左右，在浆液的初凝之内，可连续完成多块板墙浇注。相邻块墙体浆液经二次振捣而互相混合，使模板接头处的浆液溶为一体，不存在单块墙体之间的接缝问题，保证了防渗墙的连续完整性。

振动沉模造墙的缺点，是对大的卵石、块石地层沉入困难，沉模深度也受限制，目前成墙深度一般不超过20m。

（二）施工设备

中国华水水电开发总公司山东分公司研制的振动沉模板墙施工设备由沉模系统、注浆系统两部分组成，见表1-6。

表1-6 振动沉模板墙主要施工设备表

1.沉模系统

包括步履式桩机、振锤、液压夹头、空腹模板等。步履式桩机有自携步履式轨道及可调机架，具有前后移动和360°转动的功能，以保证模板准确就位、提高工效。动力设备采用电动机械式振动锤，振锤电机功率可根据工程贯入深度和地质条件配置。液压夹头是振锤与模板的连接器，可以迅速而安全地夹持和松开模板，进行沉模注浆作业。空腹模板是沉模和注浆的主要设备，其横截面为矩形，下端为活门结构，活门在振动沉模时闭合，拔板灌注浆液时打开。模板侧有导向装置，内有润滑管路。

2.注浆系统(www.xing528.com)

包括混凝土搅拌机和混凝土泵，是制浆和输浆的主要设备，向空腹模板内输入水泥砂浆或设计要求的浆液材料。

（三）施工工艺

1.施工流程（图1-15）

图1-15 振动沉模板墙施工工序示意图

（a）A就位；（b）A沉下，B就位；（c）B沉下；（d）A灌注；（e）A沉下；（f）B灌注；（g）B沉下；（h）A灌注

（1）沉模就位。先将桩机调平，并使机架立柱垂直，将A模板对准孔位，振动体系的自重将板刃压入土中，检测调整模板的垂直度达到规定要求。

（2）振动沉模。①启动振锤，先将A模板沿施工轴线沉入地层，达到设计深度。A模板为先导模板，有起始定位、导向作用。②再将B模板沿施工轴线与A模板紧靠搭接，沉入地层设计深度。B模板为前接模板，起到延长板墙长度的作用。

（3）浆体灌注和提升。向A模板空腹内灌满浆体，然后边振动、边上拔，直至拔出地面，浆体留在槽孔内，形成密实的单板体。由于槽孔内浆体的实际灌注量等于模板空腹体积+模板壁体积+被浆体挤压的体积。因此，在模板振拔过程中，模板空腹内要不断注浆，始终保持一定的浆体高度，即有足够的浆体充盈量，确保浆体灌到防渗墙顶设计高程。

（4）循环施工。A模拔出地面后，移动步履式桩机，将A模移至B模前沿就位；此时，即B模为先导模板起就位导向作用，A模为前接模起到加长板墙作用。

重复（1）、（2）、（3）、（4）工序，连续不断地轮流操作，即可建成连续完整的防渗板墙。

2.工艺参数

施工工艺参数是保证工程质量的重要因素，在进行施工组织设计时应根据工程要求和地质条件选用适当的施工工艺参数值。常用的工艺参数值见表1-7。

表1-7 振动沉模板墙施工工艺参数值

（四）质量控制

控制质量的主要措施如下。

（1）要整平场地，用经纬仪调平机座，严格控制模板的垂直度，要求倾斜度不超过2‰。第一块模板为导向、定位模板，更应严格控制好。

（2）模板两侧应采用润滑措施，减少沉模阻力，加快沉模速度，保证板面平整和板厚均匀。

（3）严格掌握灌注浆体的配比和均匀性，浆液配比应根据墙体的物理力学指标进行调整，以满足设计要求。

（4）拔模时，要充分利用空腹模板振动浆液，以提高墙体的均匀性和密度性。

（5）要确保前后槽孔浇筑在初凝前完成，以使前后槽的浆液经振捣后能相互溶混为一个整体，不留施工缝。