水泥土搅拌桩防渗墙在均质土坝防渗上应用论文

水泥土搅拌桩防渗墙在均质土坝防渗上的应用【摘要】水泥土搅拌桩是病险水库除险加固工程中进行土坝坝体防渗处理的一种有效形式。本文介绍了康山水库除险加固工程中水泥土搅拌桩施工中工程及设计概况、施工工艺流程、设计参数及要求、施工控制、质量检验等控制环节。

【关键词】水泥土搅拌桩；防渗墙；防渗

1.工程及设计概况康山水库位于河南省驻马店市西平县城西南部38km的出山镇。位于淮河流域小洪河支流青铜河上游，控制流域面积19km2，是一座以防洪为主，结合灌溉、养殖等综合利用的水库。本次设计灌浆范围为大坝0+200~0+600之间，防渗墙孔位于坝轴线上游0.5m处，根据地质情况，墙底部深入坝体与坝基接触面以下1.5m，施工按二序桩成墙的方法，采用水泥浆液与原土利用小直径深层搅拌桩机通过叶片强制搅拌形成墙体进行防治加固，墙体厚度为300mm，渗透系数k≤1×10-6cm/s，抗压强度r≥0.5mpa，水泥掺入量不小于15%。

2.水泥土搅拌桩防渗墙施工工艺拟采用sjz-50型深层搅拌桩机施工。每个工点施工前必须先打不少于3根的工艺试验桩，以检验机具性能及施工工艺中的各项技术参数。其中包括最佳的灰浆稠度、工作压力、钻进和提升速度。水泥搅拌桩施工工艺流程：平整场地→测量定位→桩机就位调平→预搅下沉→配置固化浆液，第一次提升喷浆搅拌→重复下沉→第二次提升喷浆搅拌→清洗输浆管、桩基移位调平→打下一根桩。

3.施工中的控制措施3.1材料选用深层搅拌法加固软粘土，选用强度等级为

32.5mpa硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥作为固化剂，水泥掺量根据加固土的性质及单桩承载力不小于120kn的要求确定水泥掺量，水泥掺入比最小不得小于15%，每米掺水泥量不少于50kg。3.2桩机就位（对中、调平）由搅拌机班长统一指挥桩机的就位工作，移动桩机前应看清桩机上下、左右、前后各方有无障碍，发现有阻应及时排除。移动结束后，应检查桩机的定位情况，并及时纠正。桩机就位对中后应平稳周正，并且其动力头、搅拌头及桩位三者的中心应处于同一铅垂线上。据规范要求，桩机搅拌头的定位偏差不大于5cm。3.3预搅下沉启动深层搅拌桩机电机，放松起吊钢丝绳，使搅拌机沿导向架搅拌下沉，下沉速度由电气控制装置的电流监测表控制。施工时，应严格控制下沉速度，密切观察动力头工作负荷，其工作电流指数不应大于额定值，以防烧毁电机。如遇较硬地层下沉速度过慢时，可以通过中心管压入少量稀浆使土体润湿，从而加快下沉速度。为了保证桩的直径，桩机搅拌头直径应不小于设计桩径的95%，钻头直径磨损量不得大于1cm。3.4制备固化剂浆液水泥搅拌桩以水泥作为固化剂，为增加水泥浆和易性，利于泵送，宜加入减水剂（木质素磺钙酸），掺入量为水泥用量的0.2%～0.25%，并加入硫酸钠，掺入量为水泥用量的1%，以及加入石膏，其掺量为水泥用量的2%，水灰比为0.45～0.55，水泥浆稠度为1～14cm，能起到速凝早强作用。在深层搅拌机预搅下沉的同时，后台拌制固化剂浆液（水泥浆等），待压浆前将浆液倒入集料斗中。施工时要严格按设计要求配制浆液，严格控制单桩的水泥用量。施工中为防止灰浆

离析，放浆前必须先搅动浆液30秒，再将浆液倒放集料斗中。3.5喷浆搅拌提升（第一次注浆提升搅拌）搅拌机下沉到设计深度后，先上提搅拌头0.2m左右，然后开启灰浆泵，待浆液到达喷浆口时，再按设计确定的提升速度及灰浆泵流量边喷浆、边提升深层搅拌桩机钻头，待深层搅拌机喷浆提升至设计桩顶标高以上0.5m时，关闭灰浆泵。3.6重复搅拌（第二次注浆提升搅拌）为了使软土和浆液搅拌均匀，再次将深层搅拌机下沉到设计深度后，再将深层搅拌机提升出地表。如果施工中采用“两搅两喷”成桩工艺，则在搅拌机第二次提升的同时，也应向地层中同时连续地压入固化剂浆液（水泥浆）。3.7清洗向集料斗中注入适量清水，开启灰浆泵，清洗全部管路中残存的水泥浆，直至基本干净。并将粘附在搅拌头的软土清洗干净。3.8桩机移位待深层搅拌机提出地面后，先关闭电机，然后将桩机移至新的桩位。施工中随时检查施工记录，并对每根桩进行质量评定。对不合格的桩根据其位置和数量等具体情况，分别采取补桩或加强邻桩等措施。 4.施工中的控制要点施工中应严格控制搅拌机的下沉与提升速度，以使浆液与土体拌合均匀、充分。压浆阶段不允许发生断浆现象，输浆管道不能堵塞。全桩须注浆均匀，不得发生夹心层。施工中如发生管道堵塞事故，应立即停泵处理，待处理结束后应立即把搅拌站机下沉1.0m，然后再重新开泵压浆，等10～20秒后恢复提升搅拌，以防断桩。前台搅拌机操作与后台供浆应密切配合，联络信号必须明确。前台搅拌机的喷浆提升速度与次数必须符合设计，后台供浆必须连续，一旦因故停浆，必

须立即通知前台。如果因故停机超过3ｈ，为防止浆液硬结堵管，宜先拆卸输浆管路妥为清洗。在搅拌桩机喷浆提升过程中，当搅拌头接近设计的桩顶标高时，为了保证搅拌桩桩头的施工质量，在距桩顶还有1m左右的距离时，应适当降低搅拌桩机的提升速度。当喷浆口即将出地表时，宜停止提升，待喷浆搅拌数秒后，关闭压浆泵，再将搅拌头提出地表。此外，为了保证桩头的质量，还可对搅拌桩桩头部位采用多次搅拌喷浆的施工方法。为了防止搅拌机在提出地表的过程中浆液喷洒到地表，在成桩结束时，先停压浆泵，使搅拌机在桩头再搅拌数秒之后，再把搅拌头提出地表。 5.成桩检验水泥搅拌桩施工完成28天后进行质量检验，主要检验项目如下：ａ.静载试验ｂ.触探及抽芯试验。c.开挖检查桩径、水泥土均匀情况、渗透试验等。d、坝体内部的质量（密度、连续性、均匀性）。 6.结论（1）水泥土搅拌桩防渗墙实践证明在技术上可行，我单位严格按照规范要求和设计图纸的处理原则，采取水泥土搅拌桩防渗墙对康山水库坝体进行了处理，消除了坝体隐患。（2）水泥土搅拌桩防渗墙技术得到运用，水泥土搅拌桩防渗墙作为一种有效处理坝基渗漏的施工技术，已经在工程中得到成功运用，为今后的应用进行了有益的尝试，积累了施工经验。■【参考文献】［１］驻马店市水利勘察设计研究院.河南省西平县康山水库除险加固工程施工图设计.驻马店：驻马店市水利勘察设计研究院.2010．