探讨多头小直径深层搅拌桩在堤防防渗处理中的应用

探讨多头小直径深层搅拌桩在堤防防渗处理中的应用
发布时间：2021-06-17T08:29:35.261Z 来源：《防护工程》2021年5期作者：杜祥
[导读] 工程施工的渗水现象，可以使用多小头直径深层搅拌桩进行处理，采用错位搭接的形式，解决渗水现象。

该方法在建筑施工中有着良好的应用口碑，免除地下水位对建筑造成的影响。

本文针对堤防工程对该技术进行分析，结合防渗操作中的实际应用，对搅拌桩应用的技术要点与施工工艺改进进行阐述，意在为堤防防渗工程提供参考。

杜祥
环峰镇人民政府安徽马鞍山 238101
摘要：工程施工的渗水现象，可以使用多小头直径深层搅拌桩进行处理，采用错位搭接的形式，解决渗水现象。

该方法在建筑施工中有着良好的应用口碑，免除地下水位对建筑造成的影响。

本文针对堤防工程对该技术进行分析，结合防渗操作中的实际应用，对搅拌桩应用的技术要点与施工工艺改进进行阐述，意在为堤防防渗工程提供参考。

关键词：多小头直径；深层搅拌桩；堤防防渗处理
引言：多小头直径深层搅拌桩当前已经被广泛的应用于堤防工程中，用来加固堤防结构，避免出现渗水情况。

并且工艺在应用的过程中，也得到发展，可以更好的改善桩体之前的衔接状态，提升防渗墙的防渗性能。

但是对于不同的土壤在施工上存在不同的施工难度，需要分别进行处理。

一、工程概况
（一）工程概述
多小头直径深层搅拌桩更适合具有黏性的土质，对于防渗墙此类的深厚砂质地质，施工存在较大的难度[1]。

本次以环峰镇得胜河右岸的堤防工程作为案例，对堤防防渗处理方法进行了总结。

该工程是对得胜河部分河道进行全线开挖，长约3km，其中有一段工程的砂土情况是层厚大，并且厚度较高。

基于这种情况下，堤防的两岸在处于高水情况下，水流方向自西向东，使得堤防经常出现管涌等现象，对于较为单薄的位置，更是在高水的影响下，加剧了地质险情。

为了避免疏浚工程为堤防进一步造成影响，需要基于现状开展防渗工程，有效的对管涌等现象做出处理。

（二）地质条件
从堤脚向下来看，存在厚度不等的黏土，再向下有粉砂层、细砂层等，继续向下有中砂层，最后是卵石和未揭穿的粉质黏土。

众多的土层中，细砂层的分布最厚，分布更加集中，遇水渗透系数极高，是管涌现象高发的位置。

二、防渗方案设计
（一）渗流稳定计算
在对河道进行开挖的工程后，需要对河道两侧堤防选取有代表性的断面，对其渗流情况作出计算，确定具体参数便于施工安排。

对于渗流情况，结合两个断面分别开展计算，结果显示断面一的最大出逸比降达到0.151；断面二的参数最大出逸比降达到在0.240，而规范的参数范围则在0.10-0.20之间。

与规范的参数将比较，断面二明显高于规范的允许比降。

这说明该区域的覆盖层厚度不足，需要对其进行防渗工程处理。

（二）防渗方案设计
1.方案设计
根据上述调查的结果，对于防渗结构的处理，采用多头小直径深层搅拌防渗墙。

设置搅拌桩的直径为0.4m，桩体的间距设置在0.32m左右。

桩长要根据现场的地层情况进行科学布置，根据两岸的实际情况，设置两岸使用全封闭式防渗墙，深度设计为15m，将其放置在浅砂层的位置；对于深砂层采用悬挂式的防渗墙，深度设计为20m。

整体的防渗面积总计为476m2，桩长为1537m。

2.参数设计
对于具体的施工参数，使用水泥土搅拌桩进行施工，并且采用一次一序的方式施工[2]。

需要墙体本身的抗压强度高于0.4MPs，参透系数低于5*10-6cm/s，参数结果是根据现场试验获得的最接近的结果。

防渗效果的验算，根据防渗墙布置后，再次对其渗流进行验算。

可以看到最大出逸明显降低，达到了允许坡降的范围内。

也就是断面二的出逸比降，从原有的0.240下降到0.145，在0.10-0.20的允许范围内。

三、防渗墙实施
（一）施工中存在的问题
在防渗墙施工的初期阶段，存在桩基钻杆施工功耗大，难以有效钻进等问题，这样使得钻头钻入的过程中，对钻头的磨损极大，进入砂层后，还因为钻杆越钻越紧，出现设备拧断、熄火等现象。

根据砂层的实际情况进行分析，可以发现施工区域土质具有直径大、强度高的特性，单颗粒结构存在较大的空隙率。

对此，采用单一注水泥浆的方式，配合搅拌工作，使砂土成为流沙，这样钻头不断的钻动，使得砂土空隙率减小，将钻头等包裹住，影响钻头工作，导致断杆等现象发生；另外，从设备本身来说，选择的设备功率不足，遇到较大阻力，难以保证施工效率，造成了电流过大，出现熄火的现象。

（二）工艺调整
1.根据钻机作业时存在的问题，对原有的工艺做出优化调整。

因原有的设备难以在砂层中有效作业，对地质条件综合考虑后，选择了多头小直径深层搅拌桩进行施工，并在其工艺上加以调整，加入多功能的旋喷搅拌机。

因为桩体在设备搅动后出现流沙现象，改善流沙现象才是关键。

利用旋喷设备的高压工艺，在施工期间加入压缩气体，减少钻头作业产生的阻力、经过改进后的工艺，为搅拌桩施工提供了便利，提升了作业效率。

2.具体施工的时候，需要将施工处的表层障碍清除干净，确保作业面符合作业的需求，可以有成效满足设备对承载力的需求。

施工前使用经纬仪放样，确定具体的桩位偏差参数在规定范围内，避免出现掉桩现象。

对于水泥浆的拌和工作，配置专人进行拌和，比例设置为1:1，用量偏差在合理范围内即可。

配置好的泥浆要即刻放置于储浆罐内继续保持匀速的搅拌，避免水泥浆出现离析的现象。

拌和好的材料，要确保在两小时内使用，并定期对罐体和送浆管等进行清洗。

避免作业时压力过小，使得水分残留于孔隙中，对施工质量造成影响。

施工时需要安排专人对施工情况进行观测，防止管道堵塞，出现断桩事故。

对于施工后期的质量问题，需要严格保障。

控制好孔位偏差以及桩倾斜率等，倾斜率应保持在3%以内。

对于防渗墙厚度的设计，需要人员定期检测，通过对钻头的检测，及时更换零件，确保钻头满足墙体厚度需求[3]。

对于最终的质量检测，需要选取对应基桩的位置，采用人工的方式对其开挖，观察内部的结构，当墙体外观整齐，并且桩体连续性好，无开叉现象，说明质量过关。

在多头小直径深层搅拌桩施工结束后，随机选取三根桩体，对其进行抽样试验，经过养护后对其进行抗压、渗透性等检验，经过试验后获得的参数都分别高于实际需求参数，满足了施工的实际需求。

（三）后续问题
施工过程中在长期管涌的区域，出现了局部气泡翻滚的现象。

在对施工勘探孔以及河道内勘探孔进行全面的检查后，并没有发现多余的泥沙浆等，冒气现象持续至少十小时后才开始减弱，两天后完全消失。

经过气体检测，排出天然气等气体存在的可能，分析应该是施工期间打压导致。

并且分析该区域常年发生管涌现象，使得堤基下的土体基于渗流力的作用下，致使土体形成孔隙，在经过搅拌设备注入压力后，使得气体从河道沿着勘探孔涌出。

（四）注意事项
针对后续存在的施工遗留问题，在施工时应注意。

采用旋喷设备的目的是为了保证钻机可以在砂层中稳定施工，便于钻杆有效进入。

但是在施工时，不应注入过大的压力，要科学保持压力参数。

在注入压力后，应根据试桩的效果重新对水灰比等一系列的操作进行重新确定，在确定了搅拌机与喷浆量等具体参数后，确保其符合渗透系数。

结论：综上所述，深层搅拌桩作为堤防防渗工程应用中，具有经济性和实用性的技术。

在实际施工中，对于深厚的砂质地基应用存在局限性，需要借助工艺调整保证施工有效进行。

同时，搅拌桩作为隐蔽工程，在施工过程中，会受到各种因素的干扰和制约，这对于施工都产生不利影响。

还需要结合实际情况，对技术进行分析和调整，不断在施工中积累经验，提升堤防防渗的施工水平。

参考文献：
[1]丛榕.沭河上游堤防加固截渗工程方案比选[J].山东水利,2020(11):27-29.
[2]林燕清,孙佳星.多头小直径深层搅拌桩在长江堤防防渗处理中的应用[J].工程与建设,2020,34(01):111-112.
[3]刘园园.双桥联圩堤防防渗工程中孔口回浆的处理[J].水利科技与经济,2019,25(07):83-84.。