五轴水泥土搅拌桩防渗墙在水库大堤防渗工程中的应用

五轴水泥土搅拌桩防渗墙在水库大堤防渗工程中的应用

崇明岛东风西沙水库工程防渗墙穿过粉砂层地质结构层，施工中通过运用五轴深层搅拌桩有效提高施工效率并确保了防渗质量。通过有效的设计方案比选，严格控制施工过程，使工程顺利完工，为在该地区的类似地质层条件下的工程施工积累了经验。

标签：五轴桩；粉砂层；应用

1 工程概况

为了上海市崇明岛的人民能够喝上优质的长江水，上海市政府决定建设崇明岛东风西沙水库，其工程内容主要包括环库大堤工程（总长11904m）、取水泵闸工程、下游排水闸工程及输水泵站工程等，水库库容976万m3，供水规模为40万m3/d。

2 工程地质

3 五轴搅拌桩防渗墙设计

由于堤基地层主要为粉砂土层，渗透系数较大，因此水库大堤地基需要进行防渗处理。

3.1 方案比选：

工程施工前，选用高压摆喷及五轴水泥土搅拌桩分别进行了试桩，待28天后采取钻芯取样检查桩体质量，发现高压摆喷钻取芯样完整率较差，尤其在地面10m以下，基本取不出来芯样。高压旋喷、高压摆喷在上海地区其他工程中的应用效果也远远不如水泥搅拌桩的质量好，有些工程围堰防渗墙采用高压旋喷还发生了渗漏现象。综合以上考虑本工程防渗采用设备生产效率较高，造价较低并适合上海地区土层的五轴水泥土搅拌桩。

3.2 设计水泥土搅拌桩参数

防渗墙设计采用五轴水泥土搅拌桩，Φ650@450桩位沿堤坝纵向排列，设计深度22m～26m，采用套接一孔法施工。固化剂掺入量不小于20%（其中水泥不少于固化剂掺入量的75%，粉煤灰不大于固化剂掺入量的25%），膨润土添加剂掺入量为50kg/m3。防渗墙墙厚不小于450mm，水泥浆水灰比为1：1.5～1.8。

3.3 设计要求

对五轴水泥土搅拌桩防渗墙施工质量，按照规范要求比例采取钻孔取芯方法进行检测，采用现场注水试验和室内渗透试验方法检测渗透系数。28天后采用

钻孔检测，28天墙身无侧限抗压强度不小于0.5Mpa，墙体渗透系数K≤5×10-6cm/s。

4 防渗墙施工工艺

4.1 施工工艺流程

定位放线→导槽开挖→钻机定位→浆液制作→水泥土搅拌桩施工→钻机移位→下一幅桩

4.2 为保证防渗墙的连续性、防渗墙的最小厚度以及接头的施工质量，以达到防渗止水效果，五轴水泥土搅拌桩采用跳槽式双孔全套复搅式连接工艺，见下图，其中阴影部位为重复套钻。

4.3 试桩

工程正式施工前，应进行试桩，按照不同的固化剂掺量、水灰比、提升进度等施工几组桩，待7天后采用静力触探检测桩的抗压强度，推算28天抗压强度。试桩的主要目的在于取得适应本工程地质条件下的水灰比、固化剂掺量、喷浆压力、提升速度、搅拌次数等具体施工参数，以指导正式工程防渗桩的施工。

5 施工冷缝的处理

根据规范要求，桩与桩的施工间隔时间不得超过24小时。在施工过程中，如出现机械设备故障、材料供应不及时或大风、大雾等灾害性天气导致桩与桩的施工间隔时间超过24小时的情况，则会产生施工冷缝。冷缝的处理方式为在冷缝处的桩体外侧补搅素桩，素桩与工程防渗桩搭接厚度不得小于10cm。

6 质量检测

工程结束后，经过有资质的检测单位对水泥土搅拌桩进行了检测，其检测结果如下：

搅拌桩桩体连续性检测结果。本次对防渗搅拌桩按规范要求检测数量为桩数的1%，28天后采用竖向钻孔取芯，钻孔时定位于桩体防渗轴线上，60%孔位布置在五轴搅拌桩中心，40%孔位布置在相邻两桩复喷部位上，取芯结果显示各孔芯样均为连续的水泥土芯样，成桩质量较好。

抗压强度。对芯样进行室内加工、找平、养护后，进行抗压试验，通过室内抗压强度试验，得到每组试样的强度代表值和桩身强度代表值、桩体水泥土强度检测结果均在0.8MPa～1.5MPa之间，符合设计强度要求。

渗透检测结果。采用在取样孔内进行注水、抽水试验的原位渗透试验，试验水头为2m～5m，同时对各孔芯样均选取2段进行室内渗透试验，渗透系数结果

为3.26×10-7～1.8×10-6cm/s，满足设计要求。

7 结束语

水库大堤通过设计方案的比选与施工过程中对各项参数的有效控制，有效的提高了施工效率并大大提高了堤身及堤基的防渗能力，完全满足水库的蓄水要求。通过本工程的实践，对今后在类似地质条件下实施防渗工程有借鉴意义。

参考文献

[1]上海现代建筑设计（集团）有限公司.型钢水泥土搅拌墙技术规程.沪建建[2005]499号.上海市建设工程标准定额管理总站，2005-07.

[2]上海建工集團.建筑施工创新技术应用案例.中国建筑工业出版社，2010-03.