多头小直径深层搅拌桩截渗墙施工技术探讨

多头小直径深层搅拌桩截渗墙施工技术探讨[摘要]：深层搅拌水泥防渗墙是堤防隐蔽工程中采用的主要施工方法。本文结合工程实际，对堤防工程多头小直径深层搅拌桩截渗墙施工技术作一些探讨。

[关键词]：多头小直径深层搅拌桩截渗墙施工技术

中图分类号：tu74 文献标识码：tu 文章编号：1009-914x（2012）32- 0186 -01

深层搅拌水泥防渗墙是堤防隐蔽工程中采用的主要施工方法。本文结合工程实际，对堤防工程多头小直径深层搅拌桩截渗墙施工技术作一些探讨。

一、工程概况

广西某防洪堤为4级堤防，顶宽5～6m，堤高10m，除险段防洪堤长780m，边坡1：2，该段防洪堤是1975年建成，是当地农民在从防洪堤脚取土填筑而成。防洪堤堤身为壤土夹粉土，局部粉土较集中，地基土层分布情况从上到下为：壤土层，厚5m。粉质土，厚约4m。粉细砂层，厚约8.5m，分布起伏不均。砂砾卵石层厚约11m。然后到灰岩。

二、深层搅拌桩工作原理

深层搅拌法是利用水泥作为固化剂，通过特别的深层搅拌机械，在地基深处就地将软土和水泥（浆液或粉体）强制搅拌后，水泥和软土将产生一系列物理—化学反应，使软土硬结改性。改性后的软土强度大大高於天然强度，其压缩性，渗水性比天然软土大大降低。

1、加固机理

软土与水泥采用机械搅拌加固的基本原理，是基于水泥加固土的物理化学反应过程。减少了软土中的含水率，增加了颗粒之间的粘结力，增加了水泥土的强度和足够的水稳定性。在水泥加固土中，由於水泥的掺量较小，一般占被加固土重的10～15%。水泥的水化反应完全是在具有一定活性的介质——土的围绕下进行，所以硬化速度较慢且作用复杂。

2、水泥土的主要特性

（1）物理性质。水泥土的容重与天然土的容重相近，但水泥土的比重比天然土的比重稍大。

（2）无侧限抗压强度。水泥土的无侧限抗压强度一般为300～400kpa，比天然软土大几十倍至百倍，但影响水泥土无侧限抗压强度的因素很多，如水泥掺入量、龄期、水泥标号、土样含水率和有机质含量以及外掺剂等等。

三、深层搅拌桩截渗墙的施工技术

本工程深层搅拌桩截渗墙施工是利用特制的多头小直径深层搅拌桩机把水泥浆喷入土层深部，同时施加机械搅拌，并与原土充分搅拌相继搭接连续成墙。该法施工不需要开槽，直接搅拌成桩。墙体耐久性好、强度高，可避免动物钻洞对墙体的危害。设备选用多头小直径深层搅拌桩机。

1、施工工艺

桩机定位、调平→下钻搅拌至设计深度→提升搅拌至孔口→桩

机纵移定位、调平，多次重复上述过程形成连续截渗墙体。

2、施工准备

（1）材料。

①水泥：水泥搅拌桩浆液应采用p.o42.5普通硅酸盐水泥拌制，水泥应符合gb175-1999规定的质量标准，不能使用结块水泥。

②水：水泥搅拌桩浆液拌和用水水质应符合《混凝土拌和用水标准》jgj-89的规定，未经处理的工业废水不能使用。

③外加剂：各种外加剂的质量应符合《水工混凝土外加剂技术规程》dl/t5100-1999的有关规定，其掺量应通过试验确定。

④浆液配制：水泥掺入量要按配合比试验结果取用，在满足渗流、抗压强度等指标前提下，水泥掺入量不小于被加固土体重量的13%。对不同批号的水泥及各种不同配比的浆液取样，制作试件进行浆液和浆液固体及浆液与土料搅拌混合体的物理性能、力学性能试验，并将试验成果报送项目监理审批。浆液性能试验的内容为：比重、粘度、稳定性、初凝、终凝时间。凝固体的物理性能试验内容为：抗渗指标、抗压、抗折强度。施工所用水泥浆液水灰比应为项目监理批准的指标，水泥浆液存放的有效时间，要符合下列规定：当气温在10℃以下时，不宜超过5小时。当气温在10℃以上时，不宜超过3小时。当浆液存放时间超过有效时间时，应按废浆处理。浆液存放时应控制浆体温度在5℃～40℃范围内，如超出上述规定要弃除。

（2）测量放样：

①防渗墙轴线测放。根据总包方或监理人提供的测量控制点和施工图纸中防渗墙中心线位置确定截渗墙轴线。截渗墙轴线由施工员实施放样，技术负责人复核，报监理人审查合格后交付使用。截渗墙轴线两端的固定点妥善保护，不得破坏。

②高程接测。对总包方或监理人提供的水准点进行复核，无误后方能使用。根据复核的高程资料，每段沿截渗墙轴线每20m施测一个点，建立轴线标高控制网。每段设立两个标高控制点，以备施工过程中的复核，标高控制点设在特制木桩上并加以围封或不易遭破坏的固定点上。

③定位。本工程采用的多头小直径深层搅拌桩机，每幅施工成墙长度130cm。每幅定位以钻杆中心进行控制，放样时每130cm测放一个桩位控制点，且每50m（或40个单元幅）作为一次定位误差校核点。每个单元幅起始点用顶端涂有红漆的30cm长竹签垂直插标，标志点高出地面5cm左右。同时在防渗墙轴线外侧按同样的方法，

（3）多头小直径深层搅拌桩机施工：

①主机就位，钻头对准桩位并校正钻塔垂直度。

②喷浆系统完成制浆操作后进行直喷。

③传动系统驱动钻具正转钻进，喷浆系统进行喷浆到设计深度。

④传动系统驱动钻机，反转提升，喷浆成桩至地基标高。

⑤移位进入下一个桩位。

⑥移动一个施工步距后，对准桩位调平，重复（1～5）过程，

完成后续施工单元。

（4）质量控制要点：

①定位控制：根据多轴掘削搅拌轴幅间中心距，在墙体中心线的一侧划定每幅间的套接的位置，并按标准规定做好施工模具定好桩位，控制平面偏差在±3cm以内。

②垂直精度控制：垂直精度控制：采用经纬仪作桩架垂直度的初始零点校准，并用两侧垂直角度仪或吊垂跟踪调整导杆立柱的垂直度，用三支点导杆立柱的垂直度控制钻具垂直度偏差在±0.3%以内。搅拌掘进过程中，随时检测搅拌轴的垂直度，以保证搅拌桩的偏倾率不大于0.5%。

③钻进搅拌控制：钻进搅拌控制：采用一次钻进一次提升两搅两喷的方法完成单幅造墙。开动搅拌主机，并徐徐下降钻头与基土接触，按规定要求送浆、供气。先开始慢速搅拌进尺，当钻进一定深度后改为快速钻进至设计墙顶标高，用桩架导柱标尺和计时器联合控制钻进搅拌速度在0.5～1.0m/min。钻进搅拌时，通过在导杆立柱上划分标尺来量测钻具钻进速度。

④桩径控制：主要是控制钻头直径，一般选择钻头直径都稍微大于设计桩径要求，因此在施工过程中，要经常检查钻头尺寸是否达到设计要求时所选钻头最小尺寸，特别是在砂性土层中。若钻头磨损利害，尺寸不符合，则应更换合格的钻头。

⑤注浆控制：严格按预定配合比制作浆液，用比重计量测，控制水泥浆液的比重偏差在±0.05g/㎝内。为防止离析，水泥浆液随