深层搅拌防渗墙

（一）主要施工机械设备

1、岩芯钻机

选择岩芯钻机用于先导孔的施工、防渗墙体质量的取芯检查等。先导孔施工在搅拌桩施工准备期间进行，防渗墙正式开工前基本结束。

2、深搅设备

采用BJS—15B型三头深搅桩机，以期大幅度提高成墙效率。

3、高喷设备

BWT100/30型高压注浆泵及XP-30型旋喷钻机，作为备用工法（高压旋喷），以备特殊工段及墙体接头施工之用。

4、电源配置

施工用电以自备电源为主，各深层搅拌桩机的动力配置采用一机一源（发电机组）方案，同时还备有一定数量的备用发电机，以备各桩机临时应急之用。

5、施工设备计划表

本工程拟投入深层搅拌机13台套，岩芯钻机6台套，高喷设备1台套(详见下表)。

主要施工设备计划表

（二）深层搅拌桩施工方法

1、深层搅拌防渗墙施工工艺概述

深层搅拌防渗墙是以水泥作固化剂，通过深层搅拌桩机主动钻杆、钻头输入水泥浆液，同时钻头叶片将地基软土与水泥浆强制拌和，水泥与软土产生物理、化学反应，使软土与水泥固化，达到一定强度和稳定性，形成有较好防渗性能的水泥土

地基，并通过桩间套接形成地下连续防渗墙。

2、深层搅拌桩机主要技术参数

根据本工程特点，结合本标段地层情况和防渗加固深度要求，拟选用PH系列及BJS系列深层搅拌钻机，其主要技术参数见表7-1。

深层搅拌桩钻机技术参数一览表

3、防渗墙设计技术指标：

＞1.0MPa；

1）、单轴抗压强度：R

28

2）、渗透系数：K＜i×10-6cm/s（1≤i＜3）；

3）、允许渗透比降：J＞50；

4）、水泥掺入比：15%；

5）、墙体厚度：200mm。

4、施工工艺参数及浆液配比试验

由于深层搅拌工艺参数及地层岩性等因素对成墙质量影响较大，故要针对不同的地层采用不同的工艺参数和浆液配比，如搅拌轴转速、提升及下沉速度、注浆量、水灰比、复搅速度等。要在场地轴线外选择有代表性的地段进行成墙试验，并对试

验墙体进行开挖、取芯检查及抗压、抗渗等试验。检查内容包括桩间搭接是否牢固可靠，搅拌是否均匀，墙面是否平整等。通过上述检测，确定合理可靠的工艺技术参数及浆液配比，报监理批准后实施。

1 ）配制浆液的原则

深层搅拌施工浆液的配比，直接关系到固结土层的强度和工程防渗效果，因此，浆液配比试验要遵循以下原则：

（1）、浆液在注浆过程中能保持较好的流动性，便于增大浆液在搅拌土层中的扩散范围，并在注浆管路中保持畅通，避免堵塞管路形成事故。

（2）浆液在土层中凝结的初始期，要具有一定的强度和粘结力，不易被地下水冲蚀。

（3）浆液要具有良好的稳定性，以免过早的产生沉淀，影响浆液的灌注。

2）试验工艺技术参数

根据本标段地层条件及墙体设计技术指标，制定的试验工艺技术参数见表7-2。

试验工艺技术参数一览表表7-2

3）试验成墙参数

采用PH-5F型三头和PH-5D型单头深层搅拌桩机作成墙试验。

（1）钻进速度：0.85m/min，提升速度：0.972m/min；

（2）浆液水灰比：0.6:1，0.8:1，1:1三种；

（3）泵压：0.5～0.8MPa；

（4）注入水泥浆量：20～32L/m单桩；

（5）三头桩机工法：二次成墙，钻头直径 350mm，轴距450mm，桩间搭接125mm，理论成墙厚度268mm。

（6）单头桩机工法：一次一桩连续成墙，钻头直径450mm，桩间距380mm，桩间搭接70mm，理论成墙厚度241mm。

三头钻机施工图单头钻机施工图

5、施工工艺流程

深层搅拌桩机在防渗墙轴线上就位，调平，通过主机上的动力传动装置，带动主机上的钻杆转动，并以一定的推动力使钻头向土层推进，达到设计深度，然后提升搅拌至孔口，在上述下沉提升过程中，通过水泥浆泵将水泥浆由高压输送管输进钻杆，经钻头喷入土体内，在下沉和提升的同时，水泥浆和土体充分拌合，进行必要的复搅后桩机沿轴线纵移就位，调平、多次重复上述过程，从而将搅拌桩套接成一道防渗墙，在此过程中三头桩机一次成桩三根，二头桩机一次成桩二根，单头桩机一次成桩一根，均称为一序，然后桩机沿轴线向前移动进行下一序墙体施工。6、施工作业

1）、制浆：采用425# 普通硅酸盐水泥，按试验确定的最优水灰比拌制水泥浆。用浆泵把配制好的水泥浆输送到储浆罐，记录浆面高度计算水泥浆量。

2）、桩机就位并调平，桩机就位包括轴线上、下游方向，对应误差控制在±10mm，在调平的过程中，使用水平尺检测机座的水平度，采用桩机机架正面和侧面的双向锤球（垂线长度不小于10m）,校正桩机机架的垂直度，保证垂直度偏差不大于5‰，三头桩机还要观察三个连通液压管的液面是否在同一水平面上。

3）、搅拌下沉的同时开启浆泵送浆至设计深度，喷浆记录仪自动打印记录，搅拌提升的同时输入浆液至孔口，以孔口微微翻浆使土层尽可能吃浆，作为供浆控制标准，单头桩机再带浆进行一次上下复搅(至墙底)，三头桩机不带浆复搅3m，完成一序桩施工。

4）、油压调距、沿轴线向前移动，三头桩机移动 225mm，单头桩机移动380mm，对准标定的桩位，调平，重复上述过程，完成下一序桩的施工。

5）、重复上述过程，完成一个单元墙的施工。三头桩机沿墙轴线移动1350mm 后，进行下个单元的施工，对准桩位，重复上述过程。以此类推，连续成墙。

6）、桩头浮浆处理，随钻进行，要在墙体初凝后按设计标高清除。

图7-3 深搅墙施工工艺流程图

7、施工质量控制

1）、对于深层搅拌工法，合理的确定水灰比对成桩质量尤为关键，通过试验和施工中的不断总结，根据机型和地层土体的不同可在0.6～1.0之间调整水灰比。实践证明，在保证孔口少量翻浆和水泥掺入比的前提下，只有合适的水灰比,才能保证水泥土搅拌的均匀性和成桩质量。

2）、钻进、提升及复搅的速度均要控制在0.8～1.0m/min之间，施工实践证明，只有控制好钻进和提升速度，同时又根据机型、土体等情况，控制好输浆量、浆液比重、掺入比等关键环节，才能确保成桩质量。

3）、施工中使用的水泥要经过试验，检验合格后方能使用。水泥浆液要按试验确定的配合比拌制，搅拌好的浆液不得离析。浆液应经筛过滤后进入输浆泵，以免损坏泵体，泵送浆液必须连续，一旦因故停泵，立即通知操作工，做好记录，防止断桩。

4）、为了保证墙体厚度，钻头直径要不小于设计桩径，桩间距应不大于理论计