多头水泥土搅拌桩防渗墙技术在堤防截渗工程中的应用

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【摘 要】本文结合汕头市梅溪河左岸堤围多头水泥土搅拌桩防渗墙技术防渗加固的施工实践，详细介绍该技术在堤防截渗工程中的施工方法，质量控制及检查，为该技术的应用推广提供经验积累。

【关键词】多头搅拌桩；防渗墙技术；堤防截渗

1 概况

下蓬围梅溪河左岸应急工程位于汕头市梅溪河左岸，为已建堤防达标加固工程，堤线起止桩号为：0+000.000～7+081.025，全长7081.025m。由于堤防年代久远，堤型复杂，堤防防洪标准仅达20年一遇的防御标准，堤身存在渗漏、渗透稳定问题，需要进行防渗、加固。标段内（龙湖区段）堤防防渗墙采用多头搅拌桩防渗墙施工，起止桩号为：5+209.846～7+081.025，全长1871.179m。

2 工程水文地质状况

梅溪河左岸防护堤沿线堤基中上层为海陆交互相堆积，下层遇风化粘土。堤基主要持力层自上而下共分四层，依次为：粘土层，砂层（构成堤基主要漏水层），软土层（由淤泥、淤泥质土等组成），花斑粘土层。工程区地震基本烈度为Ⅷ度，属区域构造稳定性较差的地区。区域沿线赋存孔隙性潜水及孔隙性承压水，主要受大气降水及地表水（河水）补给，水位季节性变化较大，水量较丰富。后者埋藏于中、下部的中――粗砂――砾砂――卵石层，中部的砾砂、卵石层具有弱承压性，富水性中等，水量丰富。

3 多头搅拌桩防渗墙设计

本项目多头水泥土搅拌桩防渗墙桩径：Φ300mm；桩间搭接长度为100mm，成墙厚度不小于223mm；成墙渗透系数K≤1.0×10-6 cm/s，水泥土抗压强度≥0.8MPa，允许比降≥50。

4 多头搅拌桩防渗墙施工

4.1 防渗墙试验

根据设计要求正式施工前需进行试桩，设计参数按水泥掺入量11%，13%，15%，水泥强度采用不低于32.5MPa，水灰比为0.8～2.0，取2.0、1.5及0.8；选择具有代表性地段进行防渗墙试验。同时为了保证工程质量，确保工程工期，在防渗墙试验成果出来之前，经监理部、设计方、建设方等各方批准，前期防渗墙施工水泥掺量按保守的最大掺入量15%，水灰比按设计要求取值0.8进行施工。试验结果出来后，经监理方、设计方批准后，再将防渗墙施工水泥掺入比等指标进行调整。试桩及结果：采用“两搅两喷”施工工艺，根据试桩检测结果，采用水泥掺入比为15%，水泥浆比重为1.59g/cm3（换算水灰比为0.85）的水泥土搅拌桩的均均匀性、抗渗系数及水泥土抗压强度、渗透性各方面均较优，满足设计要求（取用各施工参数见下表）。

多头水泥土搅拌桩防渗墙施工技术参数列表

序号 项目 参数 序号 项目 参数

1 钻头直径m 0.3 7 下沉速度m/min 1～1.2

2 钻杆中心距m 0.3 8 提升速度m/min 0.8～1

3 一次成墙单元长度m 0.6 9 水泥掺入比 15%

4 最小成墙厚度mm 223 10 每序每米水泥浆量L ≥50

5 水灰比 0.85 11 每平米水泥用量kg 72

6 浆液比重（g/cm3） ≥1.58

4.2 防渗墙施工

4.2.1 导槽开挖

沿成墙轴线，开挖宽约0.5，深约0.5m的导向导浆槽，将土堆填到背水坡位置坡面。

4.2.2 成墙工艺

多头搅拌桩防渗墙施工工艺为“两喷两搅”，一次成墙， 施工采用SP-5型双动力大扭矩三钻头桩机。根据设计要求，一次移位0.6m，分序墙体咬合100mm，成墙单元长度为0.6m，厚度为223mm（见下图）。

图1 防渗墙施工程序图

施工工序如下：

（1）水泥平台处的搅拌系统按照已确定的水灰比配制并搅拌水泥浆。（2）用泥浆泵把拌制好的水泥浆输送到随桩机挪动的储浆罐内。（3）桩机就位并调平。（4）桩机启动后，使钻头底部与堤防顶路面在同一高程，搅拌下沉，同时送浆，深层搅拌记录仪记录下钻深度，直至设计深度；然后提钻，同时喷浆搅拌直至顶面。（5）关闭送浆泵，主机整体沿预定方向移动0.6m，开始重复（1）～（4）施工程序完成下一序孔，如此连续作业，直至工程完成。

4.2.3 控制措施

（1）根据防渗墙图纸，确定防渗墙深度，编制防渗墙施工桩深表。（2）水泥浆按照0.8～0.9的水灰比配置，每次配浆均用比重计测量比重，一次搅拌1罐，先加水42.5L，然后加水泥10袋（500kg），搅拌时间不小于3分钟，水泥浆液随配制随使用，为防止水泥浆液离析，灰浆搅拌机不停搅拌。（3）施工过程下沉提升的速度控制在1.0～1.2m/min，0.6～0.8m/min，用浆量以孔口微有返浆为控制标准，随时观察返浆情况，协调供浆压力与下沉或提升速度。（4）施工人员对桩机及其附属设备进行维护，确保连续施工，每个班次对钻头叶片进行检测，钻头直径为300mm。（5）与防渗墙施工轴线行进方向设置桩位参照线，桩位架长度0.6m，成墙施工结束，沿造墙线轴线方向，桩机向前移动0.6m，桩位偏差控制在±5cm之间，调整桩机上面的三通管液面，保证桩机架倾斜率小于0.5%。（6）喷浆成墙过程中遇有故障而停止喷浆，恢复喷浆时，其喷浆重叠长度不得小于0.5m。（7）桩机钻头下沉（提升）至设计深度（设计桩顶）时，稍微停留，喷浆同时继续搅拌，使浆液完全到达桩底（顶），以保证桩头均匀密实。（8）对于要求搭接的桩孔，桩与桩的搭接间歇时间不大于24h，如因特殊原因需要超过24小时，要对最后一根桩先进行空钻留出咬合凹槽，以待下一批桩搭接；如间歇时间过长，与后续桩无法搭接，则需采取错位同原桩墙绑桩搭接，然后重新回到原防渗墙轴线上的方法进行处理。（9）在施工过程中，根据桩机深层搅拌记录仪显示和打印的成桩原始资料，有专人做记录，做到资料与施工同步。

5 施工质量检查

5.1 开挖检查

根据施工进度，经监理见证，沿防渗墙造墙轴线约500m开挖一处，每处长约3～5m，深2～2.5m，检测墙体的外观质量，桩间搭接，墙厚、桩位偏差及桩体垂直度。

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