摘要: 深层搅拌防渗墙原理是利用水泥为固化剂，将软土与水泥强制拌和，使软土硬结成具有一定强度的柱状，达到防渗加固的目的。具有造价低、工效高、成墙质量可靠等优点,被广泛用于堤围工程加固中。本文结合实例;阐述了搅拌桩防渗墙施工技术在堤围工程加固的应用分析。
关键词: 搅拌桩防渗墙,堤围加固,设计,施工方法,施工质量控制
在我国大部分的堤围水利工程都会多多少少存在填土疏松、抗渗透能力偏低，地基较普遍的未进行认真处理的问题，在河道中下游冲积平原地区的不同深度都存有较强的透水层，易产生管涌、冒沙、漏渗等破坏。而堤防工程关系到社会的安稳、人民群众的生命安全。因此，堤围工程的加固、防渗技术，历来是水利工程界高度关注的问题。
1 工程概况
本人参与的一个工程实例是佛山禅西大道南顺二联围堤防加固工程，设计方综合考虑各种施工条件和地质条件，决定采用水泥搅拌桩防渗墙对该堤段进行加固处理。水泥搅拌桩防渗墙既可防止砂体继续外漏，又可起到防渗的作用，防止堤身发生渗透破坏和堤坡塌陷。
佛山南顺二联围堤防，堤顶宽3～5m，堤高4～5m，内外坡比为1：2.0左右，局部为1：1.5，堤身填土成分复杂，主要由粉细砂壤土和粉质粘土组成。粉细砂的主要力学指标为内摩擦角φ=24°，渗透系数K=2.0×10-3cm/s;壤土的主要力学指标为凝聚力c=11kPa，内摩擦角φ=18°，渗透系数K=2.0×10-4cm/s;粉细砂厚度可达1.5～4.7m，整体防渗性能差，历史上，该堤段堤身曾经出现渗漏现象，隐患重重，因此，需要对该段堤防进行加固处理。
2 搅拌桩防渗墙设计
根据搅防渗墙施工方法，以及堤段的场地条件和工程地质条件情况，防渗墙施工设备采用多头小直径搅拌桩机，其主要设计参数见附表1。
表1 防渗墙主要设计参数
墙体厚度估算：
t=H/[J]
式中：
H—最大作用水头(m);
[J]—防渗墙允许坡降。
内外水头差5～6m，取[J]=50，则t=100～120mm，考虑施工工艺等因素，本工程深搅防渗墙最小成墙厚度180mm，孔径300mm，孔距240mm。
防渗墙沿堤顶上游侧布置，墙顶高程为所在堤段设计洪水位以上0.5m，墙底高程伸入堤基相对不透水层1.0m。
3 防渗墙施工方法
3.1 先导孔施工
先导孔的目的在于核对和补充地勘资料以及防渗墙的设计指标是否合理，以便更好地指导施工。在搅拌桩施工前应沿防渗墙轴线每50m布置一个先导孔，在地质条件变化较大的部位适当予以加密，孔深应深入设计防渗墙底线以下2.5～5.0m。按勘探规程施工，确保分层需要。如因地层等原因，不能满足取样要求时，辅以标准贯入采取岩样作地层鉴别。由地质工程师对岩样进行编录，绘制地质剖面图，作为设计单位调整防渗墙施工底线和施工单位确定施工参数的基础资料。先导孔封孔采用水泥粘土浆或粘土球机械夯实法。
3.2 设备定位
设备定位控制包括：纵向偏差、横向偏差和垂直度等3方面。纵向偏差可采用事先打桩法控制，一次定位5根桩以上，便于施工人员校核。横向偏差可采用虚拟轴线法控制，即事先在机身旁各用钢筋焊一样架，此样架距防渗墙轴线1.5m，然后在距防渗墙1.5m处平行于轴线拉一道线，移机时样架始终对准此线，即可保证准确定位。同时桩机上平行轴心线安装桩机校核装置，通过核准辅助线准确核准桩位。桩机移位时保证桩机轴心线与防渗墙轴线重合，可确保桩位准确。
3.3 搅拌和注浆
搅拌机准确定位后，即开始按预定的掺入比和水灰比制备水泥浆，然后启动搅拌机电机，放松起重机，搅拌机即开始切土搅拌下沉。同时开启灰浆泵，使水泥浆自动连续喷入地层中。提升和下沉过程中，不断喷入新浆，提升至设计桩顶高程0.5m以上，停止提升，继续搅拌数秒，使浆液完全到达桩顶，孔口有轻微返浆。如发现孔口不返浆，可减缓钻机提升高度或停止提升，采取静压回灌或加大水泥浆泵排量的办法解决，并经常量测浆液的密度是否合格。注浆量及下沉和提升高度均采用微处理器芯片的多功能自动监测计量仪，在施工中有关资料的数据采集、运算及存储显示均由芯片中的程序自动进行，使用者对最终结果无法进行修改，保证了记录的真实性。
3.4 桩间搭接
桩间搭接是防渗墙施工质量控制的一个十分重要的环节，搭接部位的防渗性能直接影响防渗墙的防渗性能，所以必须严格控制。墙体搭接质量主要通过深搅机移位控制。每次移位距离根据桩径和墙厚通过理论计算得出，施工中严格控制，确保桩与桩之间的搭接厚度满足墙厚的要求。施工中，相邻桩施工间隔时间不应超过24h，如超过24h，则应对前一单元的最后一根桩空钻留出榫头，以待搭接。如因特殊情况没有留榫头，则必须采取贴桩的处理办法。
3.5 断桩处理
施工过程中若发生喷浆中断，应将喷浆管下沉至停浆点以下0.5m，等恢复供浆时再施喷提升。因停电或机械故障而中断施工时间过长造成断桩时，可采取补强灌浆或补桩的方法处理。补强灌浆每桩布置1～2个灌浆孔，灌浆压力0.05MPa，补桩采用三头桩机施工，两次成墙施工工艺，一根断桩补加两根桩，横向与原桩相切8～10cm。也可以先用钻机钻孔，再用单管高喷接桩50cm，然后再用深层搅拌机从原中断位置搅拌。
4 施工质量控制
4.1 防渗墙质量要求
防渗墙施工质量参数应必须满足设计要求外(单轴抗压强度R90>0.5MPa，墙体渗透系数K≤i×10-6cm/s，防渗墙允许坡降J>50)，对墙体外观质量要求：水泥土拌和均匀、无蜂窝，垂直度允许偏差0.3%，最小成墙厚度180mm。
4.2 防渗墙质量控制
(1)水泥土搅拌桩开工前，按有关要求，做试验桩，确定搅拌桩的配比和施工工艺、其它参数等，检验搅拌桩24h、3天、7天强度。并确定搅拌机械的灰浆泵输浆量、灰浆经过输浆管到达搅拌机喷浆口的时间和起吊设备提升速度等施工参数。
(2)整个桩基施工只使用一种品牌的水泥，不允许混用。严禁使用受潮、结块、变质的水泥。
(3)桩机就位保证平整、稳固，确保施工中不发生倾斜、移动;在桩架或桩管上设置用于施工中观测深度和斜度的装置。
(4)桩机钻杆垂直偏差不得大于1%，桩位偏差不得大于100mm，桩径偏差不得大于20mm，桩长不小于设计长度，桩体无侧限抗压强度不得小于设计规定，单桩实际喷浆量与设计喷浆量偏差在设计量的8%以内。
(5)在水泥搅拌桩成桩过程中，如因送浆管路堵塞或机械故障等原因而停止喷浆，第二次喷浆接桩时，复桩长度不得小于1m。
(6)下沉钻头钻进时，根据地质软硬，时时注意电流的变化，及时调档;提升喷浆搅拌时，选择慢档提升，保证搅拌均匀。
(7)喷浆时，送浆工应注意监控仪的显示，随时调整阀门、风压，保证送浆量的准确;喷浆桩施工过程中，现场技术人员时刻监控，确保桩长、桩身垂直度、掺水泥量等重要指标满足设计要求。
(8)施工过程中应随时对成桩质量进行自检，人工开挖浅部桩头部位，量测成桩直径，目测搅拌均匀程度，发现问题及时处理。
4.3 防渗墙质量检查
钻孔取芯检查：对实施防渗墙903m长的桩堤段共布置了10个检查孔，取样进行抗压、抗渗、渗透比降等3项指标的试验。
试验结果：抗压强度2.2～5.8MPa;墙体渗透系数K为5.7×10-7～9.8×10-7cm/s;渗透允许比降大于50，满足设计要求。
开挖检查：沿施工堤线每225m开挖一处，每处长3～5m、深2.5～3.0m，检查桩体完整性、搭接情况，搅拌桩的均匀性，最小成墙厚度。
由此根据现场检测结果表明，堤段深层搅拌桩防渗墙施工质量符合设计要求。
5 结束语
综上所述，深层搅拌防渗墙是较为实用、经济、有效的堤防除险、防渗、加固技术，且在施工过程易于检查控制，施工质量较易保证。因此，它必将被更多地应用于水利工程建设当中发挥其作用。
参考文献
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[2] 何冬，深层搅拌与高压摆喷结合造防渗墙技术在工程中的应用[J]科技情报开发与经济， 2008.12
