水泥土搅拌桩截渗墙施工技术探讨

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1、水泥土搅拌桩截渗墙施工技术探讨韩莲凤赵守生 【摘要】针对东平湖围坝堤身垂直截渗处理所采用深层水泥搅拌桩截渗技术，现就其基本原理、工艺流程、截渗技术特点、设计要求指标、施工技术要求、质量控制和质量检测等予以介绍，并把自己在山东黄河东平湖围坝除险加固施工过程中的一些经验和处理措施提出来一起进行探讨。 　　【关键词】截渗技术；堤身垂直截渗；多头小直径深层搅拌桩；应用 　　　　　 　2006年东平湖滞洪区围坝除险加固工程东平项目共二个标段（77+300-88+400），位于山东省汶上县和东平县境内。东

2、平湖属大（1）型水库，相应工程等级为Ⅰ等，围坝的级别为1级堤防。东平湖围坝除险加固东平项目工程主要工程共分为七、八两个施工标段。具体内容：主要内容为11.1km水泥土搅拌桩截渗墙和高压喷射截渗墙施工，本工程堤身垂直截渗处理采用多头（3头直径350mm）小直径深层搅拌桩截渗墙技术。 　　 　　1.多头小直径深层搅拌桩法 　　 　　多头小直径深层搅拌桩截渗技术是在总结深层搅拌法按钻头形状及数量（单头、双头）搅拌成桩的基础上发展起来的一项新的截渗技术，是近年来遇到百年一遇的特大洪水时运用于堤防的垂直截

3、渗加固处理工程上已获得成功，且日趋成熟，具有工效高、造价低、投入省、截渗性能好，无环境污染的特点。 　　 　　2.截渗墙技术基本原理 　　 　深层搅拌桩截渗墙主要是利用水泥作为固化剂，通过特制的深层搅拌机械，把水泥浆（固化剂）喷入地层中，使土体与水泥浆强制搅拌，利用水泥浆和土体之间产生的一系列理化反应，使相继搭接水泥土硬结成连续截渗墙体，形成具有整体性、水稳性、强度性及抗渗性的优质水泥土截渗墙体。 　　水泥和土的固化机理有以下物理化学反应： 　　（1）水泥的水解和水化反应。生成氢氧化钙、含水

4、铝酸钙、含水铁酸钙及含水铁铝酸钙等化合物，在水和空气中逐步硬化； 　　（2）离子交换与团粒反应，钙离子与土中交换性钾离子发生交换作用，使粘土颗粒集成较大团粒； 　　（3）硬凝和碳酸化反应，水泥水化物中游离氢氧化钙吸收水和空气中的二氧化碳生成不溶于水的碳酸钙等项效应，能增加水泥土强度和足够的水稳定性。 　　 　　3.截渗技术的施工成墙工艺 　　 　　3.1施工成墙工艺。 　　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。 ①要按设计

5、要求放样定位，孔位偏差±5cm、搅拌机沿导向架下沉，偏差率不大于0.3％。保证墙体的垂直度偏差不超过0.5％，桩径偏差不得大于4％，墙体嵌入相对不透水层的深度要达到设计要求。②通过成墙试验确定浆液的配比、输浆量和与之相匹配的钻头下沉、提升速度等参数并报项目监理批准。水泥浆液要严格过滤，并在灰浆拌制机与集料斗之间设一道过滤网。水泥浆液要随配随用。为防止水泥浆发生离析，在灰浆拌制机中不断搅动，待压浆前才缓慢倒入集料斗中。③供浆供水必须连续。一旦中断，要将旋喷管下沉至停供点以下0.5m，待恢复供要时再旋喷

6、提升。当因故停机半小时时，要对泵体和输浆管路妥善清洗。④当浆液到达出浆口后，要在桩底喷浆30秒，使浆液完全到达桩端。喷浆口提升到达设计桩顶时，要停止提升，搅拌30秒，以保证桩头均匀密实。⑤记录搅拌机每米下沉和提升的时间。深度记录误差不得大于100mm，时间记录误差不得大于5秒。在搅拌压浆作业过程中，要及时准确填写施工记录。记录表格式要符合项目监理指示和有关规定。每根搅拌桩施工完毕，应向集料斗中注入清水，开启灰浆泵，清洗全部管路中残存的水泥浆。并将粘附在搅拌头的软土清洗干净。⑥水泥浆液搅拌时间不得小于

7、3分钟，水泥浆液自制备到用完时间不宜超过2小时，每米用浆量必须满足设计要求。对具有孔洞和缝隙的土层，用浆量要以孔口微有翻浆为控制标准。⑦现有桩机水平机架设有三个水准标点，三点调平后，可保证导向架垂直度偏差不超过0.3%。为保证墙体的垂直度，整个成墙过程均要有人随时查看水准点位置的变化，并随进调整。施工中发生的问题及处理情况均要在记录中注明。3)桩间接头处理对于要求搭接的桩孔，桩与桩的搭接间歇时间不要大于24h。如因特殊原因超过24h，要对最后一根桩先进行空钻留出榫头，以待下一批桩搭接；如间歇时间过长

8、，与后续桩无法搭接，要在项目监理认可后，采取局部补桩或注浆措施。（3）材料1)水泥：水泥搅拌桩浆液应采用普通硅酸盐水泥拌制，水泥标号不低于425号，水泥应符合GB175-1999规定的质量标准，不能使用结块水泥，水泥生产厂家要经项目监理认可。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