搅拌桩防渗墙的施工工艺

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偃师市水利局，河南洛阳471900

摘要 本文通过结合搅拌桩防渗墙在偃师市橡胶坝工程中的应用，对水泥搅拌桩防渗墙的施工工艺进行了简单的探讨。

关键词 搅拌桩防渗墙；橡胶坝工程；施工工艺

中图分类号TV5 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2012）61-0103-01

1 工程概况

偃师市洛河橡胶坝位于偃师市城区段洛河上，坝址位于310国道洛河大桥下游1.53km，工程等别为Ⅳ等，橡胶坝总长638.4m，其中橡胶坝段位于主河槽上，布置5跨，单跨坝长80m，总长408.4m，设计坝高3.0m。

2 方案比对

洛河偃师段地处洛河下游，河道内为粉细砂和级配不良砂，且施工区常年地下水位较高，为减小基础渗漏和防止地震液化等原因造成基础失稳，橡胶坝段原设计采用混凝土防渗墙围封形式，但由于受砂质基础的影响，机械挖槽和混凝土防渗墙施工难度较大。后经多方论证，决定将混凝土防渗墙变更为水泥搅拌桩防渗墙，两个方案相比各自优缺点如下：混凝土防渗墙方案：优点是对解决坝基地震液化及防渗问题效果好；缺点是在级配不良粉土和砂层中的地质条件下构筑混凝土防渗墙施工难度较大，工期较长，且施工成本较高。搅拌桩防渗墙方案：优点是在级配不良粉土和砂层中采用水泥搅拌桩防渗墙，成墙效果好，施工进度快、工效高，还能节省投资；缺点是防渗墙的强度比混凝土浇筑的要低。偃师市洛河橡胶坝坝址处坝底板以下地层为低液限粉土和级配不良砂，厚11.98m~12.83m，以下为级配不良砂，地下水流动缓慢，根据该处地质条件，坝基处理采用水泥搅拌桩防渗墙技术是可行的。

3 施工工艺

3.1 施工参数的确定

根据实地情况，先行在施工区以外进行实验性施工，总长度为20m，桩深为16m，并采用不同的水泥掺入量、钻进提升速度、喷射压力等参数。成桩后，经质量监督部门进行检测，最终确定搅拌桩施工各项参数如下：1）水泥掺入比为15%（重量比）；2）桩径500mm，步进间距300mm；3）钻进及提升速度（钻进速度控制在1.0m/min，提升速度控制在1.2m/min）；4）喷射压力（压力控制在0.5MPa~1.0MPa）；5）采用钻机；6）四喷四搅成墙方式。

3.2 工艺流程

1）定位。严格控制桩位和桩身垂直度，以确保足够的搭接长度和整体性。本工程施工打桩前需复核轴线、水准基点、场地标高。开启搅拌桩机步履走装置将搅拌机移到标定桩位对中，调整桩机水平度和塔架垂直度，使搅拌轴保持垂直状态，搅拌轴垂直度偏差不超过0.3%。在施工过程中，重点检查桩机支腿是否存在下陷或油缸泄压现象，若有此现象应及时调平；

2）浆液配制。搅拌桩防渗墙用的浆液采用P32.5级普通硅酸盐水泥，施工时所用水泥浆液水灰比通过比重计严格控制，本工程控制水灰比为1.4，遇特殊地质情况适时调整。水泥浆液存放的有效时间，符合下列规定： 1）当气温在10℃以下时，不宜超过3.5h；2）当气温在10℃以上时，不宜超过2.5h；3）当浆液存放时间超过有效时间时，应按废浆处理。水泥浆从搅拌机倒入贮浆桶前，需经筛过滤，以防出浆口堵塞，并控制贮浆桶内贮浆量，以防浆液供应不足而断桩。贮浆桶内的水泥浆应经常搅动以防浆液沉淀；

3）水泥搅拌桩防渗墙施工及注意事项。搅拌桩防渗墙施工时启动主机，钻杆开始边喷边钻进，为保证桩孔不偏斜，开始入土时不宜用高速钻进，钻进速度不大于0.8m/min；土层较硬时，速度不大于0.6m/min。不得采用冲水下沉搅拌。匀速喷浆钻进至桩墙设计底标高，重复喷浆搅拌提升到设计墙顶高以上50cm，然后再重复喷浆钻进下沉和喷浆提升各一次，即四喷四搅。搅拌桩头钻进搅拌时若遇较硬土层阻力大，慢档钻进或适当更改搅拌头叶片。根据本工程所用桩机性能，平均钻进速度控制在1.0m/min，提升速度控制在1.2m/min。制备好的浆液不得离析，泵送必须连续，拌制浆液的罐数以及泵送浆液的时间有专人记录。

尽量保证输浆均匀，应根据地层吃浆变化调整输浆量，总输浆量应不小于设计要求。输浆应有一定的压力，本工程输浆压力控制在0.5MPa~1.0MPa。

供水供浆必须连续，一旦中断应将喷头下沉至停供点以下0.5m待恢复供应时再提升。当因故停机超过半小时，应对泵体和输浆管路妥善清洗。当喷浆口提升到桩顶设计标高时，停止提升，搅拌数秒，以保证桩头均匀密实，施工停浆面必须高出桩顶设计标高0.5m，在墙体凝固后将高出部分挖除。下一根桩施工时，桩与桩的搭接间歇时间不大于3小时，施工过程中如因特殊原因停机超过24h或不同施工段桩搭接部位，防渗墙体出现接头时，可选择相应的空钻留榫或局部补桩贴接（贴接长度不小于桩径的3倍）的接头处理形式。为确保桩墙有效墙厚，单头搅拌叶片直径改造加大至520mm，相邻两棵桩的中心距300mm，相邻两棵桩的有效搭接长度≥200mm。

3.3 质量检测

根据建筑地基处理技术规范（JGJ79-2002），对试验段墙体进行了开挖，滩地宽顶堰段挖深至地面以下6m，主河槽段挖深至地下水位以下1.5m。通过外观检查，桩间搭接良好，未发现开叉现象，上部和下部搭接基本一致，桩间连续性较好，凿除无效桩头后测得墙体最厚处为52cm，墙体最窄处为45cm，满足设计墙厚要求。考虑到坝址区砂层是主要地质层，通过对该层墙体取芯检测，其14天抗压强度最小值6.3MPa，最大值7.3MPa，强度代表值6.9MPa。

此外，为检测其墙体抗渗效果，在墙体一侧灌水后，另一侧未出现桩间漏水现象。

4 结论

搅拌桩防渗墙在偃师市橡胶坝基础工程的防渗和地基处理中起到了举足轻重的作用，并且方案经济可靠，效果良好，同时该橡胶坝工程经过汛期洪水的考验，运行状况良好，达到了防渗截流的目的。

参考文献

[1]白永年.中国堤坝防渗加固新技术[M].北京：中国水利水电出版社，2001.

[2]龚晓南.地基处理手册[M].北京：中国建筑工业出版社，1991.