多头小直径深层搅拌桩截渗墙技术的应用

1、多头小直径深层搅拌桩截渗墙技术的应用    硕士论文网摘要 1997年国内发明了多头小直径深层搅拌桩截渗墙技术，较多地应用于堤坝防渗工程，但用来做水工构筑物的永久防渗在g-fq工程中尚属首次。在临淮岗洪水控制工程深孔闸工程的施工中，采用了多头小直径深层搅拌桩截渗墙技术。通过该技术的实施，截断了深孔闸闸基下砂层的渗流通道，很好地解决了构筑物的稳定问题。关键词 搅拌桩 截渗墙 防渗 水工构筑物1工程概况深孔闸是临淮岗洪水控制工程主要泄水建筑物之一，位于原深孔闸与49孔浅孔闸之间，为一等1级建筑物。深孔闸12孔，单孔净宽8m，闸室总宽115.8m。闸室底坎高程

2、14.9m，厚1.5m，顺水流向长度17m。根据地质资料，深孔闸闸基砂层出露较高，在闸中心线以北的闸底板、齿槽、消力池底板等基坑面可见砂层出露。2工程设计2.1截渗方案选择为保证深孔闸施工和运用安全，必须截断闸基下砂层的渗流通道，设计采用高喷截渗、混凝土墙截渗、垂直铺塑截渗、多头小直径深层搅拌桩墙截渗方案进行比较，由于多头小直径深层搅拌桩墙具有取材方便、成墙质量可靠、成本低、施工简便及工效高等优点，深孔闸工程采用多头小直径深层搅拌桩截渗墙作为垂直截渗。2.2设计要求施工图设计在闸室四周及上、下游空箱岸墙底板下做垂直截渗墙，设计长度331m，成墙深度6.27.5m，水泥掺入比15，最小墙厚200

3、mm，水泥土渗透系数：i×106cms（1i10），水泥土强度大于0.3MPa。3截渗墙施工多头小直径深层搅拌桩截渗墙技术是运用特制的多头小直径深层搅拌桩机把水泥浆喷入土体并搅拌形成水泥土墙，用水泥土墙作为防渗墙达到截渗目的。本次施工使用北京振冲江河截渗技术开发公司生产gBJS-15B型三头搅拌桩机，采用二次成墙工艺。3.1施工准备3.1.1施工技术资料准备施工前应收集的资料：工程勘察、土质与水质分析、施工设计任务书、场地施工平面布置图、相关结构设计图等。水泥土室内试验：主要进行浆液性能试验和凝固体的物理性能试验。施工组织设计：包括施工准备、施工布置、施工方法、质控措施、进度计划、组

4、织管理体系等。3.1.2施工现场准备工作施工场地平整与布置：在机械设备进场前应平整场地，使工作平台坚实、平坦，保证桩机机架的垂直、稳固、位置准确。发现表层较硬需注水预搅施工时，应在四周开挖排水沟，并设集水井；当场地过软不利于搅拌桩机行走或移动时，应铺设粗砂或细石垫层。施工备料：深层搅拌用的固化剂主要材料为水泥，一般采用32.5R普通硅酸盐水泥。机械安装及调试：将机具组装好并进行试运转。施工放样：准确定出孔位中心线，并延施工方向用定位标尺标定桩位。3.2施工技术参数施工各项技术参数均是通过工艺试验来确定的，根据试验比较，钻头直径为320mm，水灰比为1.5：1，桩深必须保证穿透砂层以下相对不透水

5、层1.0m，墙体垂直度偏差应控制在50范围内，3.3施工工艺流程根据工艺试验，为保证不抱钻和注浆充分，我们选用了带浆下钻和复搅工艺。详细工艺流程如下：（1）桩机就位、调平；（2）启动主机，通过主机的动力传动装置，带动主机上的多个并列的钻杆转动，同时钻进，同时喷浆，下沉搅拌至设计深度；（3）喷浆搅拌提升至孔口；（4）重复（2）、（3）项操作，进行重复搅拌，完成第一序桩；（5）桩机上机架纵移225mm至第二序桩，调平桩机；（6）重复（2）、（3）、（4）项操作，完成第二序桩，完成一个单元墙的施工；（7）主机整体沿预先标定的方向移动，第二单元第序桩就位，两单元搭接尺寸为lOOmm，重复（1）（6）项

6、，完成截渗墙施工。4截渗墙的施工质量控制4.1施工管理质量控制截渗墙多属于地下隐蔽工程，施工质量能否保证，关键在于施工人员的责任心和质量意识，应严格执行三检制，加强检查，做好施工纪录；同时，监理人员必须进行旁站监理。4.2材料质量控制深层搅拌用的固化剂主要材料为水泥，每批水泥使用前均应取样进行性能检测，在使用前应集中保存，确保水泥的物理、化学性能保持不变。搅拌水泥浆液所用的水应符合混凝土拌合用水的标准。水泥浆配置好后，在未使用前保持匀速搅拌，使水泥浆不离析，拌制好的水泥浆储存时间不应超过2Nt，并及时清理储浆罐。4.3施工过程控制施工过程中应重点控制垂直度、灰浆浓度、下钻提升速度和注浆流量、孔

7、口翻浆情况、移位对桩精度及施工深度。4.3.1桩体垂直度的控制通过搅拌桩机钻杆的垂直度来控制。我们采用在主机钻杆支架顶部用lOre长细钢丝悬吊垂球、下部设置对中刻度圆盘的方法进行检测，实践证明该方法简单易行，便于随时观测，发现偏差可及时调整。4.3.2水泥浆浓度的控制采用抽测水泥浆比重的方式来控制。在输浆过程中，从灰浆泵口每2h取样一次，用比重瓶测比重，简单实用。4.3.3下钻、提升速度和注浆流量的控制下钻、提升速度和注浆流量的控制可通过控制钻机以及灰浆泵的档位来实现。根据工艺试验，确定下钻时钻进档位按23档控制，钻进速度为0.5mmin0.85mmin，进入砂层后按2档（速度0.5mrain

8、）下钻，注浆档位按13档控制，流量为211drain321dmin；提升档位原则上为3档，提升速度为0.85mmin，砂层及其以下粘土层按4档注浆，流量为391drain，砂层上部粘土层按13档注浆，流量为2 1 Lmin32Lmin。复搅时，下钻和提升档位均按3档控制，但在全过程中均应始终保持孑L口微微翻浆。同时还应注意：（1）施工前应根据试验确定不同深度段的下钻、提升速度以及相应的注浆速度，遇特殊情况可作相应调整；（2）为保证不偏孔，开始人土钻进时不宜用高速钻进，钻进速度宜为0.5mmin；（3）下钻提升速度和注浆量应密切配合，速度快，注浆量也应大；（4）每次成桩可按88kgm：水泥掺入量

9、对注浆量实施总量控制。4.3.4移位对桩精度的控制移位是影响桩与桩之间的搭接尺寸的因素之一，移位误差不得超过lOmm。为减少累计误差，每施工十个单元校核一次，以便及时调整。4.3.5施工深度的控制用打先导孔方式结合原地质勘查资料确定桩深，桩底必须保证穿透砂层以下相对不透水层1.Orn，误差控制在±0.1m。先导孔原则上沿截渗墙轴线每间隔20m布设个，遇有砂层厚度变化较明显处中间补插一孔。4.3.6桩径的控制钻头直径为320mm，其直径磨损量不得大于15ram，在施工中应经常检查测量钻头直径，不足时应及时补焊或更换。4.4施工中常见问题和处理方法5质量检验5.1开挖外观检查开挖深度达4m，截渗墙体外观整体均匀，桩间搭接良好，未发现开又现象；对桩体破碎观察，水泥土搅拌均匀，颜色一致。5.2探地雷达检测为探测桩体的完整性、连续性，以及找出墙体缺陷位置，采用sIR一10B型探地雷达检测，沿截渗墙顶中心线布测线，全程连续检测，结果表明，墙体的完整性和连续性均较好，仅局部区域波形反射特征与其他部位有所不同。5.3钻孔取芯室内实验根据探地雷达检测结果，对截渗墙局部区域雷达图像有异常反映处进行取芯，共取芯样10组，做室内抗渗、抗压试验，结果表明，需要重点处理的部位即中粉质壤土及砂壤土层，哉渗效果良好，水泥土强度及抗渗性能比原地基土有了大幅度提高；雷达图像有异常反映处处于砂层上